计算机辅助三维设计(CAD)作业
《计算机辅助三维设计》课程作业
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（1）应用UG软件，任意选择一对象，构建其模型，并写出其详细建模步骤本人所画的模型是云内一款两缸机曲轴，下图是此曲轴的二维工程图
下面是建模步骤：（1）固定一个基准平面并拉伸曲轴第一主轴颈
（2）拉伸左边的凸台，边倒圆，倒角
（3）绘制曲拐的草图
（4）拉伸曲拐
（5）曲柄销的拉伸
（6）利用回转切曲拐使之减少离心力
（7）做一个曲柄销等分平面后，镜像体完成第二曲拐
（8）拉伸第二主轴颈，并进行边倒圆
（9）用移动对象生成第三曲拐和第二个曲柄销
（10）再以第三曲拐为体镜像第四曲拐
（11）第三主轴颈
（12）按图两次拉伸形成曲轴末端
（13）给曲轴末端挖孔（一个大的沉头孔，六个小沉头孔，一个普通孔）
（14）拉伸曲轴前端正时齿轮轴，并做孔，倒角。
（15）用拉伸做一个键槽
（16）在末端曲拐标上‘云内‘字样
(2)文献综述（三维设计、建模技术等技术在车辆工程、交通运输工程专业的应用综述）
CAD技术发展现状及在车辆发动机中的应用
1.1本论文研究的目的和意义
近年来，随着人们的生活水平不断提高，广泛深入应用到国民经济的大多数设计和生产领域的CAD技术，在制造业、工程设计、电气和电子电路、仿真模拟和动画制作、轻工、纺织、家电、服装、医疗和医药乃至体育方而都能觅得其踪影，现代设计方法中CAD技术对于企业提高设计效率、优化设计方案、减轻技术人员劳动强度、缩短设计周期，对设计和生产领域生产力的解放起到了关键性的作用。所以我们更应该学会使用和设计。
1.2国内外研究现状及发展趋势
计算机辅助设计，即英文Computer Aided Design，简称CAD。它是一种利用计算机软、硬件系统辅助设计者对产品进行规划、分析计算、综合、模拟、评价、绘图和编写技术文件等设计活动的总称。它将设计人员的思维、综合分析和创造能力与计算机的高速运算、巨大数据存储和快速图形生成等能力很好地结合起来，来完成设计工作。因此，CAD是一个人机结合的设计系统。在这个系统中，它充分利用设计者和计算机的各自优点来完成设计工作。
在以前由于CAD软件用户范围的相对狭小，导致软件的价格相对较高，使广大用户难以承受。近几年来随着经济的发展，国家的大量推广以及由于竟争导致的软件价格下调，国内的CAD软件的使用范围越来越广，用户群小断扩大。市场与用户群的扩大反过来推动了国产软件公司和制作者们不断地改进技术，增强软件的功能CAD技术经历了二维平而图形设计，交互式图形设计、二维线框模型设计、二维实体造型设计、自由曲而造型设计、参数化设计、特征造型设计等发展过程。
国内应用比较普遍的二维辅助设计与绘图软件包括北航海尔CAXA 电子图板，武汉华中理工大学开目软件公司的开目CAD，华中软件公司开发的InteCAD，
高华软件公司推出的GHCAD 等。CAXA 电子图板因其价格低廉、操作方便、提供给予DLL 动态连接库的二次开发接口而拥有了最广泛的国内用户。开目CAD 基于画法几何的新颖设计原则，较快的绘图速度，使用的参数化设计功能也吸引了不少用户。InteCAD 是基于AutoCAD 的二次的开发产品，功能强大，其参数化建库工具很有特色。GHCAD 在技术上先进，命令与AutoCAD 兼容提供的功能非常丰富，也占有一部分国内市场。
就目前的发展形势而言，集成化、智能化、参数化、标准化是CAD技术正的主要方向。以信息为中心的新工业正在兴起，主要是以电子计算机的应用为现代社会发展的标志，是现代设计方法的一个分支。
通用CAD软件：
AutoCAD和MDT(Mechanical Desktop)：
X美国AutoDesk公司
Pro/Engineer：
X美国PTC(Parametric Technology Corporation)公司
I-DEAS：
X美国SDRC(Structural Dynamics Research Corporation)公司
Unigraphics(UG)和Solid Edge：
X美国麦道公司
Solid Works：
X美国Solid Works公司
1.3 CAD在车辆及发动机中的应用
CAD是一种十分重要的现代设计方法，也是一门多学科综合应用的新技术。CAD技术是现代设计方法及手段的综合体现。计算机辅助设计（CAD ）涉及以下一些基础技术：图形处理技术、工程分析技术、数据管理与数据交换技术、文档处理技术、软件设计技术等。下图为车辆CAD框架系统：
1图形支持系统，用于部件选型，总体布置，干涉检查，进行动画分析和绘制曲线。该系统采用I-DEAS软件，这是一个较为封闭的系统，它本身是一个独立运行的软件。所有执行映象文件都较大，用的是终端驱动技术(建立终端驱动进程、建立模型文件及激活映象等)，计算机开销很大。在应用程序、报告系统和图形交叉应用时，反复调用I-DEAS,候机时间长，使用不便。为此我们对I-DEAS软件做一些局部修改，并采用I-DEAS进程驻留技术，使图形系统在系统初始化时，在XTerminal是引导I-DEAS运行，占用三个窗口(见图2G一图形窗口，L一列表窗口，I一输人窗户。)，并使之与I-DEAS Manager 进程建立Director, Observsr联系，控制I-DEAS运行，I-DEAS Manager是一个活跃进程，对于交互式用户它是一个X客户程序，在其下层它维护着一个GOM (Graphic Operation Message)队列，当队列为空时，I-DEASMANAGER进程处于SLEEP状态，仅被GOM和X事件唤醒，并由此解释GOM消息。根据相关的虚拟图形操作文件内容，解释为I-DEAS的操作序列，这里称作类PRG 文件(Pseudo Program File一虚拟图形操作)。这样用户可以得到完全交互式的I-DEAS环境，不需花费大量时间进出I-DEAS系统。对于计算机所要求的曲线，我们应用XLIB编制了独立的曲线生成X客户程序。
2.报告系统，是一个交互式文档检索、查询、格式报文输出、打印服务系统。报告系统底层直接和数据库系统打交道。在不用时，它是一个Icon,它给用户一个“图书馆“的作用。报告系统的另一个重要功能是作系统管理员的工作，包括系统完整性、数据库操作(用户授权、数据库维护、系统运行监督)等。
3.程序管理器是X-Window下的一个X客户程序，其功能为版本管理及运行管理。
(1)版本管理:在模型库中，存放的是各种应用程序和数据库接口程序(源代码、目标文件、可执行映象等)，这些程序的版本维护是保证系统正确性的关键。
(2)运行管理:各应用程序所需从数据库中取出数据的接口程序的运行及运行策略(如访问程序的权限检查等)、运行环境的设定，使程序库中某一被激活的程序运行和提供运行窗口。
4.数据库接口程序集。数据库有工程数据库、图形库、文档库、程序库(模型库)等各种类型，是一个支持面向对象的演译数据库。为使用方便和安全，我们不能期望各应用程序了解数据的结构，并用SQL查询语言去获取它所要的数据。因而，我们对于每类查询，编制其查询接口程序(或可调用函数)。将所需的数据项集合取出来。现已编完全部可调用函数，给系统提供了查询、增删和修改的功能，提供了方便的数据库维护的工具。
5.开发了三维机械零件库和CAD内码汉字标注系统。所谓内码汉字标注系统是指在进行汉字标注时，在屏幕和绘图机上能输出汉字字形，而在图形存储时仅存汉字内码。这不仅给系统的窗口汉化打下基础，而且给日益发展的BCM和NRP11系统创造了条件。
现在的CAD功能越来越强大，内燃机现代设计方法中虚拟设计几乎可在同一软件进行如模型设计、计算机辅助制造、有限元分析等。其实就是C A D /CA M / CA E。C A D / C A M / C A E 技术的应用水平是衡量一个国家汽车工业水平的重要指标之一。汽车工业作为国家支柱产业, 理应成为C A D / C A M / C A E 技术应用的先锋和大户。国际上, 一些大的汽车生产厂家在C A D / C A M / C A E 技术应用上取得了显著的成绩,如美国福特汽车公司、美国通用汽车公司、日本三菱汽车公司、法国雷诺汽车公司以及德国各大汽车公司等。他们把C A D / C A M / C A E 这一先进的科学技术应用于车身设计、发动机设计以及其他零部件设计上, 开发出了先进的汽车产品, 在世界汽车产品市场上占到了主导地位。由于我国的C A D / C A M /C A E 技术在汽车产品开发中的应用起步较晚, 在深度和广度上与国外先进水平差距深远。企业在激烈的市场竞争中要想立于不败之地, 就必须以C A D /CA M / CA E 技术为手段, 大力开发新产品, 使新技术转化为生产力, 推动企业快速发展。
在发动机方面，制造厂家都希望在尽可能短的时期内将产品投放市场, 尤其是与其它竞争者之前能够开发市场, 获得良好的投资效益。因此, 国外从开始设计到售出第一台发动机所需的时间, 已由原来的8 年减少到4年甚至更短。
ＣＡＤ用于发动机中可用设计实体模型、变参数设计、变结构变参数设计及设计的自动化、规范化和集成化、并行工作、快速原型及制造、有限元分析。
实体模型：现代C A D 软件系统以实体模型为基础,其它功能大都可在实体模型上实现。实体模型定义了零件完整的表面和本身的属性, 诸如零件的表面积、体积和密度等。构造零件的实体模型时必须严格地处理零件的每个细节, 零件的每一部分都需要完整的定义。虽然初始定义一个复杂的零件要花费一定的时间, 但此时的完整定义为以后的设计和制造过程提供了必要的基础。实体模型的一个明显的特点是能够计算零件关于质量方面的属性, 诸如质心位置、品质、质量、绕某轴的转动惯量和极惯性矩等等。
变参数设计：随着计算机技术的迅速发展, 大部分机械C A D 最强大和最富有革命性的功能是产品的参数化设计, 没有参数化功能的CA D 已经失去了存在和发
展的可能性。在参数化设计中, 零件尺寸和属性由设计者定义, 如果尺寸链中的某一尺寸发生变化, 则其它尺寸会根据设计者定义的关系自动进行更新, 节省
大量的设计时间。但是, 参数化设计技术只能解决某零件的一种结构类型的参数设计问题, 而零件可能有不同的结构型式, 对于该零件不同的结构型式, 如何
进行参数化设计在国内外都是一个非常复杂的课题。关于这一问题, 采用变结构变参数设计方法可得到}较好的解决。
变结构变参数设计及设计的自动化、规范化和集成化：在机械零件的设计过程中, 设计人员首先构思结构型式然后确定结构参数。结构型式的变化就是所谓的变结构, 结构参数数值的变化就是所谓的变参数。实施变结构变参数设计的一般过程是: 结构类型化、类型参数化、参数规律化及参数联动化。结构类型化是把零件分割为几个组成部分, 列出每个组成部分可能存在的结构类型。将各部分的结构进行组合, 即可变化出不同类型的零件; 类型参数化是针对每种结构类型, 分
析描述该类型结构所需的所有几何尺寸并以参数代之; 参数规律化是从各种角
度出发分析参数之间存在的数值关系, 分析各参数之间的几何约束及取值限制
范围; 参数联动化是指建立独立参数与非独立参数间的关系表达式,建立结构参数在几何上的约束关系。变结构变参数设计突出的特点是设计、
分析和绘图过程的自动化、规范化和集成化。设计自动化设计人员通过交互方式组合零件的各个部分生成某种结构类型, 给其独立参数赋值(或调用数据库中的参数), 则可由程序自动实现三维实体建模、有限元网格剖分、加载、施加约束、有限元分析、后处理和结构形状优化及二维工程绘图。这样得到的不同结构类型不同结构参数数值下的结果可供设计人员分析、参考。所谓的自动化, 是专为一般的工程设计师考虑的。设计规范化按照变结构变参数设计方法进行产品设计时, 参数之间的函数关系及联动方式一经礴定后, 一般用户不能随意改变, 必须按
照共同遵守的规范来进行, 因此变结构变参数设计是一种规范化设计。设计集成化产品的整个设计过程, 包括三维实体建模、工程分析和二维工程绘图,是在同一个软件环境下基于同乞数据库实现的, 亦即集成的; 用户确定的结构参数在
实体建模、结构分析及绘图中是统一的、一致的,贯穿整个设计过程始终。
并行工作：
有限元分析：结构有限元分析用于确定应力集中和结构临界热负荷已经30 多年
了。在有限元模型中, 有六面体、锲形、四棱锥形和四面体4 种形状的实体单元可用以建立网格。其中优先使用的当属砖形(六面体单元), 因为从某种程度上讲它的变形最好地体现了材料真实的弹性变形。利用四面体单元求出的解精度较低, 因为它的奇异的刚性不能提供最精确的数值解。但是, 四面体单元在网格生成软件中是最容易自动形成的要建立复杂的有限元网格是十分费时的, 直到最近几年, 人们仍需一一定义每一个节点和单元, 以致于常需几周或更长的时间来生
成发动机整个机体的网格。现在,C A D和有限元软件大都具有自动生成网格的功能, 尽管大多数软件只能对结构生成四面体单元, 而对较复杂的结构难以生成
六面体单元。由于四面体单元精度较低, 目前自动生成网格的功能是不能令人十分满意的。由于有限元分析专业性较强, 一般的设计天员难以胜任该项任务, 所以有必要对通用型C A D 软件进行二次开发。针对具体的零部件, 研制专用的C A D 软件系统, 实现参数化建模和分析的自动化, 用户只需交互式输入简单的参
数即可完成工作, 这无疑可节省大量的时间和精力闭。
参考文献
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[2].方奋奇. 浅析CAD 技术的发展现状与趋势.
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吉林大学 2019-2020学年第一学期期末考试《计算机辅助设计》大作业答案
吉林大学网络教育学院 2019-2020学年第一学期期末考试《计算机辅助设计》大作业答案 学生姓名专业 层次年级学号 学习中心成绩 年月日
作业完成要求：大作业要求学生手写，提供手写文档的清晰扫描图片，并将图片添加到word 文档内，最终wod文档上传平台，不允许学生提交其他格式文件（如JPG，RAR等非word 文档格式），如有雷同、抄袭成绩按不及格处理。 一、问答题（每小题7分，共70分） 1、如何按项目规划图纸？它和按文件夹形式存放图纸的区别是什么？ 2、AutoCAD 的命令输入的方式有几种？ 3、如何将图纸标题和图纸编号设置为字段？如何更新图纸的图纸标题和图纸编号字段？ 3、如何创建和更新图纸一览表和指定一览表的格式？ 4、AutoCAD提供了哪12种尺寸标注类型？ 5、简述块的主要作用。 7、绘图过程中常需要输入点的位置，AutoCAD提供了哪几种输入点的方式？ 8、比较REDRAW命令与REGEN命令。 9、什么是PLINE（多义线）？比较PLINE线与LINE线。 10、图形的复制命令主要有哪些？各自的功能是什么？ 二、制图题（30分） 根据图所示“组合体”两视图，按1:1的比例绘制其三视图，不注尺寸。( 30分 )
答案 作业完成要求：大作业要求学生手写，提供手写文档的清晰扫描图片，并将图片添加到word 文档内，最终wod文档上传平台，不允许学生提交其他格式文件（如JPG，RAR等非word 文档格式），如有雷同、抄袭成绩按不及格处理。 一、问答题（每小题7分，共70分） 1、如何按项目规划图纸？它和按文件夹形式存放图纸的区别是什么？ 答：按照图纸编号、专业分门别类，如果存档，要按照规范copy要求折叠、装订成册，如果要施工，方便翻阅，就按侧边装订，平摊避光存放。 建筑工程图纸分为建筑施工图、结构施工图、设备施工图。它是审批建筑工程项目的依据；在生产施工中，它是备料和施工的依据。 当工程竣工时，要按照工程图的设计要求进行质量检查和验收，并以此评价工程质量优劣；建筑工程图还是编制工程概算、预算和决百算及审核工程造价的依据；建筑工程图是具有法律效力的技术文件。 2、AutoCAD 的命令输入的方式有几种？ 答： 1）、从菜单栏中输入 2）、点击工具栏中的图标3）、从命令行中输入 4）、点击屏幕菜单中的命令 3、如何将图纸标题和图纸编号设置为字段？如何更新图纸的图纸标题和图纸编号字段？ 答： 答：写入文字时对图纸标题和编号选择“插入字段”，选择“图纸集”字段类别，字段名称分别选择“当前图纸标题”和“当前图纸编号”，在图纸集管理器中对标题和编号进行修改后，选择下拉菜单“工具”——“更新字段”命令，可以更新标题栏中的字段。 4、如何创建和更新图纸一览表和指定一览表的格式？ 答：写入文字时对图纸标题和编号选择“插入字段”，选择“图纸集”字段类别，字段名称分别选择“当前图纸标题”和“当前图纸编号”，在图纸集管理器中对标题和编号进行修改后，选择下拉菜单“工具”——“更新字段”命令，可以更新标题栏中的字段。
计算机辅助设计(CAD)
计算机辅助设计（CAD） 唯一的国家级CAD应用水平认证为您提升岗位竞争力 受认可的计算机辅助设计（CAD）专业技能将让您在竞争激烈的就业中脱颖而出。 高新考试计算机辅助设计（CAD）认证是对您知识和技能的可靠证明；代表着在专业设计领域的专业技术与实操技能。 拥有计算机辅助设计（CAD）认证将让您就业受益，助您在设计生涯中获取成功。 计算机辅助设计（CAD）认证能为您提供诸多的优势与好处，增加您的技术认可度。 认证性质 计算机辅助设计（CAD）认证考试是为提高大中专、职业技术院校在校学生以及企事业单位的工程技术人员的数字化设计能力而设计的应用、专业技术水平考试。 认证平台分类 计算机辅助设计-建筑-CAD、计算机辅助设计-机械-CAD、计算机辅助设计-服装-CAD 认证对象 任何希望证明所具备AutoCAD软件知识的人都可以参加认证。计算机辅助设计（CAD）认证强调持证者的技能和知识，任何在工作中使用AutoCAD软件的人都可以从认证项目中获益。通过计算机辅助设计（CAD）认证考试，即证明其具备完成指定工作任务的知识和技能。可应用职务 CAD程师、建筑设计／绘图人员、水电及其他工程绘图人员、机械设计／绘图人员、室内设计／装潢人员、计算机绘图人员、平面设计／美编人员、商业设计、工业设计等等。证书等级及发证机构 证书分为初级、中级、高级，由人力资源与社会保障部职业技能鉴定中心核发。 证书价值 该证书用于从事相关工作岗位的水平等级证明和职业资格证明，是职场岗位晋级、职称晋级和工资福利晋级的必要证书。高级技工（即国家三级）资格证书是日后申评国家二级（即
技师）和国家一级（即高级技师）的必要条件，也是学生从事相关工作的岗位能力证书。认证基本要求 要求考生比较系统地理解AutoCAD的基本概念和基本理论，掌握其使用的基本命令、基本方法，同时要求考生具有一定空间想象能力、抽象思维能力，要求考生在掌握基本操作的基础上能综合运用所学的知识、方法进行复杂产品的设计和开发。 认证方式与考试时间 计算机辅助设计（CAD）认证采用上机考试的形式，使用全国统一题库，按照操作或编程要求，完成指定的考试题目。操作技能考试全部在计算机的相应操作系统和应用程序中完成，实际测试操作能力与操作技能，中级考试时间为120分钟，高级考试时间为180分钟。认证内容 计算机辅助设计（CAD）认证主要是考核AutoCAD中的各种功能，包括人机交互、图档管理、对象生成与修改的高级功能、三维建模的方法、注释与剖面线填充、打印和发布图形，以及数据共享等方面。其中又以生成与修改对象、图档管理、人机交互、三维建模和注释与打印为主要内容。 为什么选择计算机辅助设计（CAD）认证 国家权威认证 由人力资源与社会保障部职业技能鉴定中心推出，至2012年6月全国已经有超过1000万人次参加高新技术考试。 为个人档案添光 无论读书,还是职场晋升,都要面对激烈的竞争,如果拥有计算机辅助设计（CAD）认证,你一定会从激烈的竞争中脱颖而出！ 满足职场技能 计算机辅助设计（CAD）认证给企业员工提供一种提升工作效率、证明自己具备专业技能的方式，这样更助于个人完善自己的职业生涯、增加自身价值！ 学分抵免 计算机辅助设计（CAD）认证项目获得了众多职业院校的认同，将其纳入教学计划，并对于获得计算机辅助设计（CAD）认证的学生给予学分抵免政策。
计算机辅助设计的发展与应用
计算机辅助设计的发展与应用 【摘要】计算机辅助设计(CAD)技术作为关键的共性技术.其广泛应用将促使人们思想观念、工作模式、生产方式的转变，由此对世界经济产生的影响，完全可以与十八世纪的工业革命相比拟。我国CAD软件的开发和应用与国外相比，还有较大的距离，但我们相信，随着知识产权意识的不断增强，随着我国改革开放的不断深入，具有自主版权的CAD软件将不断发展，并更加成熟和完善。与此同时，它也必将拥有更大的市场。本文研究了计算机辅助设计的发展与应用 【关键词】计算机；辅助设计；应用 计算机辅助设计CAD是指利用计算机系统辅助完成工程设计的设计绘图、修改、分析、优化和检验的过程。这一概念产生于七十年代，最初是在机械、电子等领域内的实现。随着32位高档微型机的问世，及高分辨率大屏幕显示器等硬件设备的出现，CAD技术进人普及及应用阶段，并且相继出现了CAM(计算机辅助制造)、CAI(计算机辅助教学)等项计算机应用技术。这些技术已引起人们普遍重视，并且开发出了很多实用系统，在生产实践中起到了减轻人类劳动强度和提高工作效率的作用。CAD引人土木工程领域·现在已经应用与规划设计、施工管理等工作中，收到了显著的经济效益。CAD技术已成为缩短生产周期、降低成本、提高工程和产品质量的重要手段。目前国内土建应用软件不断成熟，已广泛应用与工程设计实践中，随着计算机应用技术的发展，CAD正向标准化、集成化、智能化的方向发展，必将更好地为设计服务。 一、CAD技术在工业中的应用 我国早在二十世纪七十年代就已经开展了CAD技术的研究。在八十年代，我国进行了大规模的CAD技术研究和开发。在“九五”计划期间，国家科委将CAD应用作为四大工程之一（先进制造技术、先进信息工程、CIMS工程、CAD应用工程）。 随着科学技术的发展，CAD技术日益成熟，已经广泛应用于工程技术、机械制造等领域，成为一个技术含量密集的产业，特别是在机械、农业、化工、航天、航空、军事、汽车、电力、船舶、建筑等行业中的应用已经较为普遍。CAD系统的应用解决了产品设计数字化问题，影响和改变着工业的各个方面，使传统的产品设计技术及方式发生了深刻的变革，大大提高了设计的质量和效率。CAM系统的应用解决了实际产品的加工制造问题，提高了零部件的加工精度和产品的制造质量。CAD技术的应用，充分发挥了计算机及外围设备的能力，把计算机的高速度、准确性和大存储量与技术人员的思维能力、综合分析能力结合起来，从而大幅提高了生产效率，缩短了产品的研发周期，提高了设计和制造的质量，节约了原材料和能源，加速了产品更新换代，提高了企业的竞争能力。近年来，一批反映时代潮流的商品化CAD软件在我国广泛使用，如Pro/E、CATIA、UG、Cimatron等。另外，国内一些公司开发出了一批具有自主知识产权的CAD/CAM系统，如广州红地技术公司推出的金银花CAD系统、北航海尔公司开发的CAXA系列软件、武汉开目系列软件等。这些系统已具有很强的实用性和先进性，价格大大低于国外软件，进一步促进了CAD技术在我国的应用和发展。 二、计算机辅助设计的发展 1、智能化 要使自己的产品、工程和系统的质量好、成本低、市场竞争力强，就需要用最好的设计、最好的加工和最好的管理，迫切需要总结国内外相关产品、工程和系统设计制造的经验教训，把成功的设计制造经验做成智能设计、智能制造系统去指导新产品、新工艺和新系统的设计制造，才能使自己的产品、工程和系统具有创造性。目前在智能CAD方面主要开展了以下几方面的工作。 2、多学科多功能综合产品设计技术
(整理)各种光学设计软件介绍-学习光学必备-peter.
光学设计软件介绍 ZEMAX是美国焦点软件公司所发展出的光学设计软件，可做光学组件设计与照明系统的照度分析，也可建立反射，折射，绕射等光学模型，并结合优化，公差等分析功能，是套可以运算Sequential及Non-Sequential的软件。版本等级有SE：标准版，XE：完整版，EE：专业版（可运算Non-Sequential），是将实际光学系统的设计概念、优化、分析、公差以及报表集成在一起的一套综合性的光学设计仿真软件。ZEMAX的主要特色：分析：提供多功能的分析图形，对话窗式的参数选择，方便分析，且可将分析图形存成图文件，例如：*.BMP, *.JPG．．．等，也可存成文字文件*.txt；优化：表栏式merit function参数输入，对话窗式预设merit function参数，方便使用者定义，且多种优化方式供使用者使用；公差分析：表栏式Tolerance参数输入和对话窗式预设Tolerance参数，方便使用者定义；报表输出：多种图形报表输出，可将结果存成图文件及文字文件。 CODE V是Optical Research Associates推出的大型光学设计软件，功能非常强大，价格相当昂贵CODE V提供了用户可能用到的各种像质分析手段。除了常用的三级像差、垂轴像差、波像差、点列图、点扩展函数、光学传递函数外，软件中还包括了五级像差系数、高斯光束追迹、衍射光束传播、能量分布曲线、部分相干照明、偏振影响分析、透过率计算、一维物体成像模拟等多种独有的分析计算功能。是世界上应用的最广泛的光学设计和分析软件，近三十多年来，Code V进行了一系列的改进和创新，包括：变焦结构优化和分析；环境热量分析；MTF和RMS波阵面基础公差分析；用户自定义优化；干涉和光学校正、准直；非连续建模；矢量衍射计算包括了偏振；全球综合优化光学设计方法。 CODE V是美国著名的Optical Research Associates（ORA?）公司研制的具有国际领先水平的大型光学工程软件。自1963年起，该公司属下数十名工程技术人员已在CODE V程序的研制中投入了40余年的心血，使其成为世界上分析功能最全、优化功能最强的光学软件，为各国政府及军方研究部门、著名大学和各大光学公司广泛采用1994年，ORA公司聘请北京理工大学光电工程系为其中国服务中心。与国际上其它商业性光学软件相比，CODE V的优越性突出地表现在以下几个方面： 1．CODE V可以分析优化各种非对称非常规复杂光学系统。这类系统可带有三维偏心或倾斜的元件；各类特殊光学面如衍射光栅、全息或二元光学面、复杂非球面、以及用户自己定义的面型；梯度折射率材料和阵列透镜等等。程序的非顺序面光线追迹功能可以方便地
计算机辅助设计与制造
精心整理 计算机辅助设计与制造 闭卷考试； 考试题型：名词解释 单选 填空 综合 判断 第1章 1.4 广义 狭义 设计；NC自动编程；计算机辅助测试技术；动态仿真；工程数据管理； 4.CAD/CAM系统大致分为两类：通用集成化（CADAM,UG-II,Pro/ENGINEER, I-DEAS,CV）；单功能系统（GDS,GNC,PLOYSURE,GEMS）; 5.CAD技术与CAM技术结合起来，实现设计、制造一体化具有的明显优越性： （1）有利于发挥设计人员的创造性，将他们从大量繁琐的重复劳动中解放出来。 （2）减少设计、计算、制图、制表所需时间，缩短设计周期。
（3）由于采用了计算机辅助分析技术，可以从多方案中进行分析、比较，选出最佳方案，有利于实现设计方案的优化。 （4）有利于实现产品的标准化、通用化和系列化。 （5）减少零件早车间的流通时间和在机床上装卸、调整、测量、等待切削的时间，提高了加工效率。 （6）先进的生产设备既有较高的生产过程自动化水平，又能在较大范围内适应加工对象的变化，有利于企业提高应变能力和市场竞争力。 （7 （8） 第2章 1. 2.根据以大型 3.根据 立的） 4.根据 5. （1 （2 磁带类、光盘类（光盘存储器）； （3）显示器、键盘、鼠标。 6.输入设备（填空、选择、判断）：键盘；鼠标和操纵杆；数字化仪；图形版（图形输入板）；光笔；触摸屏；扫描输入设备；语音输入设备；数据手套；位置传感器； 7.输出设备（填空、选择、判断）：显示器；打印机；绘图机；立体显示器；3D听觉环境系统；生产系统设备[加工设备（各类数控机床、加工中心）；物流搬运设备（有轨小车、无轨小车、机器
《现代设计方法2》大作业
专业限选课大作业 课程名称: 现代设计方法姓名: 李宝东 班级: 10机自本2 学号: 1010111056 2013年10月24日 铜陵学院机械工程学院 机械产品的设计方法
摘要：学技术的飞速发展，产品功能要求的日益增多，复杂性增加，寿命期缩短，更新换代速度加快。根据目前国内外设计学者进行机械产品设计时的主要思维特点，将产品进行不同的方案设计、可靠性设计等各种设计。 关键词：机械产品方案设计方法可靠性设计计算机辅助软件 机械产品的设计方法 Abstract: the rapid development of science technology, the product functional requirements increasingly, complexity increases, life period shorten, update speed. According to the current design of scholars at home and abroad were reviewed and the main thinking characteristics of mechanical product design, the product with different design, reliability design and other design. Keywords: mechanical product scheme design method of reliability design cad software 科学技术的飞速发展，产品功能要求的日益增多，复杂性增加，寿命期缩短，更新换代速度加快，出现了一批新的设计学科和一系列新的设计理论与设计方法，诸如优化设计、可靠性设计、计算机辅助设计等。 现代设计是以产品为总目标的一系列种类繁多的现代设计法和技术的综合运用。生产技术的需要和先进设计手段的出现，必须促进设计领域的改革和发展，对于机械设计来说几乎是更新换代，传统的常规设计方法受到很大冲击，用科学的设计方法代替经验的、类比的设计方法已势在必行。缩短设计周期、提高设计质量、发展设计理论、改进设计技术及方法已成为当前机械设计的必然趋势。 机械产品的方案设计方法 1、结构模块化设计方法从规划产品的角度提出：定义设计任务时以功能化的产品结构为基础，引用已有的产品解(如通用零件部件等)描述设计任务，即分解任务时就考虑每个分任务是否存在对应的产品解，这样，能够在产品规划阶段就消除设计任务中可能存在的矛盾，早期预测生产能力、费用，以及开发设计过程中计划的可调整性，由此提高设计效率和设计的可靠性，同时也降低新产品的成本。
计算机辅助设计.
第1章计算机辅助设计概述 1.1 计算机辅助设计的概念 计算机辅助设计（Computer Aided Design，CAD），它是计算机科学技术发展和应用中的一门重要技术。所谓CAD技术，就是利用计算机快速的数值计算和强大的图文处理功能来辅助工程师、设计师、建筑师等工程技术人员进行产品设计、工程绘图和数据管理的一门计算机应用技术，如制作模型、计算、绘图等。 计算机辅助设计对提高设计质量，加快设计速度，节省人力与时间，提高设计工作的自动化程度具有十分重要的意义。现在，它已成为工厂、企业和科研部门提高技术创新能力，加快产品开发速度，促进自身快速发展的一项必不可少的关键技术。 与计算机辅助设计（CAD）相关的概念有： CAE（Computer Aided Engineering ）：计算机辅助分析。就是把CAD设计或组织好的模型，用计算机辅助分析软件对原设计进行仿真设计成品分析，通过反馈的数据，对原CAD设计或模型进行反复修正，以达到最佳效果。 CAM（Computer Aided Manufacture ）：计算机辅助制造。就是把计算机应用到生产制造过程中，以代替人进行生产设备与操作的控制，如计算机数控机床、加工中心等都是计算机辅助制造的例子。CAM不仅能提高产品加工精度、产品质量，还能逐步实现生产自动化，对降低人力成本、缩短生产周期有很大的作用。 把CAD、CAE、CAM结合起来，使得一项产品由概念、设计、生产到成品形成，节省了相当多的时间和投资成本，而且保证了产品质量（如图1-1所示）。 是 图1-1 计算机辅助设计过程 计算机辅助设计（CAD）技术是集计算、设计绘图、工程信息管理、网络通讯等计算机及其他领域知识于一体的高新技术，是先进制造技术的重要组成部分。其显著特点是：提高设计的自动化程序和质量，缩短产品开发周期，降低生产成本费用，促进科技成果转化，提高劳动生产效率，提
光学计算机辅助设计报告
光学设计辅助报告 姓名：张雨辰 学号：1011100139
光学计算机辅助设计报告 内容一：已知参数双胶合望远物镜的像质评价 1）像质评价的意义： 任何一个光学系统不管用于何处，其作用都是把目标发出的光按仪器工作原理的要求改变它们的传播方向和位置，送入仪器的接收器，从而获得目标的各种信息，包括目标的几何形状、能量强弱等。因此，对光学系统成像性能的要求主要有两个方面：第一方面是光学特性，包括焦距、物距、像距、放大率、入瞳位置、入瞳距离等；第二方面是成像质量，光学系统所成的像应该足够清晰，并且物像相似，变形要小。第一方面的内容即满足光学特性方面的要求属于应用光学的讨论范畴，第二方面的内容即满足成像质量方面的要求，则属于光学设计的研究内容。 从物理光学或波动光学的角度出发，光是波长在400~760nm的电磁波，光的传播是一个波动问题。一个理想的光学系统应能使一个点物发出的球面波通过光学系统后仍然是一个球面波，从而理想地聚交于一点。但是实际上任何一个实际光学系统都不可能理想成像。所谓像差就是光学系统所成的实际像与理想像之间的差异。由于一个光学系统不可能理想成像，因此就存在一个光学系统成像质量优劣的评价问题，从不同的角度出发会得出不同的像质评价指标。从物理光学出发，推导出几何像差等像质评价指标。有了像质评价的方法和指标，设计人员在设计阶段，即在制造出实际的光学系统之前就能预先确定其成像质量的优劣，光学设计的任务就是根据对光学系统的光学特性和成像质量两方面的要求来确定系统的结构参数。 2）像质评价的方法与Zemax实现： 对于像质评价有两个阶段：1 设计完成后，加工前，对成像情况进行模拟仿真；2 加工装配后，批量生产前，要严格检测实际成像效果。当前我们所作的工作就是对第一阶段进行实际讨论。对于像质评价的方法有两种：1 不考虑衍射：光路追迹法（点列图，像差曲线）； 2 考虑衍射：绘制成像波面，光学传递函数等；有： 瑞利判断：几何像差曲线进行图形积分得到波像差； 中心点亮度（斯托列尔准则）：成像衍射斑的中心亮度和不存在像差时衍射斑的中心亮度之比S.D来表示成像质量； 分辨率：反映光学系统分辨物体细节的能力，可以评价成像质量； 点列图：由一点发出的许多光线经光学系统后，因像差使其与像面的交点不再集中于同
计算机辅助设计大作业教材
2015—2016 学年第二学期研究生课程考核 （读书报告、研究报告） 考核科目：计算机辅助设计与制造 学生所在院（系）：机电工程学院 学生所在学科：机械工程 姓名：张娜娜 学号：1502210093 题目：应用三维建模软件构建一个零件模型，描述建模过程。针对该零件的具体情况（比如相关模型的表示方法、数据结构、显示操作情况等），就涉及到的所学知识进行论述。
问题 1. 应用三维建模软件构建一个零件模型，描述建模过程。针对该零件的具体情况（比如相关模型的表示方法、数据结构、显示操作情况等），就涉及到的所学知识进行论述。 2. 计算机是如何帮助我们完成设计任务的？你了解哪些CAD系统？结合你应用过的软件加以论述。
问题1: 应用Pro/E对平口虎钳的固定钳身进行三维建模。 1. 启动Pro/E，新建文件，选择零件设计。 2. 选择俯视基准面，绘制如图1-1所示的截面。 ●知识点：由于矩形已经形成了特征，所以经过确定矩形的两个对角点即可确定矩形，完成后修改对应的长宽即可完成草图的绘制。 四叉树。二维图形是以四叉树的形式存储数据的。它的基本思想是将平面划分为四个子平面，这些子平面任可以继续划分，通过定义这些平面的“有图形”和“无图形”来描述不同形状的物体。 图1-1 草绘截面图1-2 拉伸的实体 3. 退出草图绘制，单击拉伸命令，其参数的设置如图1-2所示。单击对勾，完成的拉伸实体如图1-2所示。 ●知识点：八叉树。拉伸厚度是以八叉树的形式存储数据的。八叉树用以描述三维物体，它设想将空间通过三坐标平面XY、XZ、ZX划分为八个子空间。八叉树中的每一个节点对应着每一个子空间。 图1-3 拉伸草图图1-4 拉伸实体
计算机辅助设计课程设计报告
Shanghai Second Polytechnic University 智能制造与控制工程学院（工学部）计算机辅助设计（Pro Engineer 4.0） 课程设计报告 一．课题名称 CB-B 25型齿轮泵 班级：12机工A1 小组成员：李书越陈悦豪 组长：李书越 二．所绘制产品的功能和工作原理描述 CB-B25低压齿轮油泵是将机械能转换为液压能的转换装置。 图1为齿轮泵的工作原理图。装在壳体内的一对齿轮的齿顶园柱及侧面均与壳体内壁接触，因此各个齿间槽间均形成密封的工作空间。齿轮泵的内腔被相互啮合的轮齿分为左、右两个互不相通的空腔a和b，分别与吸油口m和排油口n相通。当齿轮按图示方向旋转时，左侧吸油腔a的轮齿逐渐分离，工作空间的容积逐渐增大，形成部分真空，因此油箱中的油液在大气压力的作用下，经吸油管进入吸油口m。吸入到齿问的油液在密封的工作空间中随齿轮旋转带到右侧的排油腔b，因右侧的齿轮逐渐啮合，工作空间的容
Shanghai Second Polytechnic University 智能制造与控制工程学院（工学部）积逐渐减小，所以齿间的油液被挤出，从排油口n经油管输出。当齿轮不停旋转时，左、右两腔不断完成吸油和排油过程，将压力油输送到液压系统中。 CB-B25齿轮泵应用范围：用于机床、工程机械的液压系统，作为液压系统的动力源，也可作润滑泵，输油泵使用。 齿轮泵工作原理是通过齿轮啮合产生的空间将油从油箱挤压到润滑部位 在术语上讲，齿轮泵也叫正排量装置，即像一个缸筒内的活塞，当一个齿进入另一个齿的流体空间时，液体就被机械性地挤排出来。因为液体是不可压缩的，所以液体和齿就不能在同一时间占据同一空间，这样，液体就被排除了。由于齿的不断啮合，这一现象就连续在发生，因而也就在泵的出口提供了一个连续排除量，泵每转一转，排出的量是一样的。随着驱动轴的不间断地旋转，泵也就不间断地排出流体。泵的流量直接与泵的转速有关。实际上，在泵内有很少量的流体损失，这使泵的运行效率不能达到100%，因为这些流体被用来润滑轴承及齿轮两侧，而泵体也绝不可能无间隙配合，故不能使流体100%地从出口排出，所以少量的流体损失是必然的。然而泵还是可以良好地运行，对大多数挤出物料来说，仍可以达到93%～98%的效率。对于粘度或密度在工艺中有变化的流体，这种泵不会受到太多影响。如果有一个阻尼器，比如在排出口侧放一个滤网或一个限制器，泵则会推动流体通过它们。如果这个阻尼器在工作中变化，亦即如果滤网变脏、堵塞了，或限制器的背压升高了，则泵仍将保持恒定的流量，直至达到装置中最弱的部件的机械极限(通常装有一个扭矩限制器)。 三．所绘制产品的主要结构分析 文后为CB-B 25型齿轮泵的全部零件图。图3的右上方为该齿轮泵的轴测装配图，左上方为轴和齿轮的局部轴测装配图，下面为部分零件的分离式轴测图，以便详细看清楚各零件的结构。轴测图上各零件的编号与图文后零件图上的序号相一致，为叙述方便，泵体及左端盖上各空腔均用小写拉丁字母标注在其轴测图上。 一对相互啮合的齿轮6装在泵体2中，由主动轴4带动回转。主动轴4和从动轴5与两个齿轮6问用平键连接，主动轴的外伸端也装有一平键，三个平键的尺寸均为5×16。轴4、5上各有两个R0.9的凹槽(见文后件4、5的零件图)，分别装4个轴用钢丝
光学计算机辅助设计
目录 一、建立初始结构 (2) 二、插入多重组态 (2) 三、优化操作数 (3) 四、进行优化 (5) 五、镜头替换 (7) 六、公差分析 (8) 七、零件图 (9) 八、设计感想 (11)
一、建立初始结构 打开ZEMAX,新建一个文件，输入初始数据，设置数值孔径为0.24，波长为1.55nm后的2D图形与斑点图如下： 图1 二、插入多重组态 （一）插入Config1-3三个组态：打开Editor--Multi Configuration Editor--Insert(加两行)--Insert Config（加两列）； （二）设置厚度：将 7、9、11三个面的厚度分别设为50m、100m、150m； （三）此时，3D图如下： 图2
三、优化操作数 1.设置约束条件 （一）输入操作数； （二）用到的操作数： TTHI:设置厚度 OPLT:厚度、间隙小于多少 REAX:实际光线数据的约束 OPGT:厚度、间隙大于多少 EFLX:两器件组合焦距 EFFL:两器件系统焦距 DIFF:两个操作数相减 ABSO:取绝对值 （三）设置相应的Target与Weight值，双击刷新Value与Contrib（贡献值）如下图： 图3
图4 （四）设置完成后初始图： 图5
四、进行优化 （1）根据上述问题进行修改，优化 MXCA的贡献值过大，我将MXCA –surf1、surf2的值由1-11改为1-10，优化（opt）后贡献值接近0，修改数据优化后： 图6
（2）出现的错误图形 错误原因：6.7面相隔距离太近 图7 （3）由于初始结构图形较差，修改参数（将后3个镜面曲面半径设置成无穷）查看贡献值，修改数据优化后 图8
CAD软件介绍
C A D概述 人类在表达思想、传递信息时，最初采用图形，后来逐渐演化发展为具有抽象意义的文字。这是人类在信息交流上的一次伟大革命。在信息交流中，图形表达方式比文字表达方式具有更多的优点。一幅图纸能容纳下许多信息，表达内容直观，一目了然，在不同的民族与地区具有表达思想的相通性，而往往可以反映用语言、文字也难以表达的信息。 工程图是工程师的语言。绘图是工程设计乃至整个工程建设中的一个重要环节。然而，图纸的绘制是一项极其繁琐的工作，不但要求正确、精确，而且随着环境、需求等外部条件的变化，设计方案也会随之变化。一项工程图的绘制通常是在历经数遍修改完善后才完成的。 在早期，工程师采用手工绘图。他们用草图表达设计思想，手法不一。后来逐渐规范化，形成了一整套规则，具有一定的制图标准，从而使工程制图标准化。但由于项目的多样性、多变性，使得手工绘图周期长、效率低、重复劳动多，从而阻碍了建设的发展。于是，人们想方设法地提高劳动效率，将工程技术人员从繁琐重复的体力劳动中解放出来，集中精力从事开创性的工作。例如，工程师们为了减少工程制图中的许多繁琐重复的劳动，编制了大量的标准图集，提供给不同的工程以备套用。
工程师们梦想着何时能甩开图板，实现自动化画图，将自己的设计思想用一种简洁、美观标准的方式表达出来，便于修改，易于重复利用，提高劳动效率。 随着计算机的迅猛发展，工程界的迫切需要，计算机辅助绘图(ComputerAidedDraw—ing)应运而生。早期的计算机辅助设计系统是在大型机、超级小型机上开发的，一般需要几十万甚至上百万美元，往往只有在规模很大的汽车、航空、化工、石油，电力、轮船等行业部门中应用，工程建设设计领域各单位则难以望其项背。进入80年代，微型计算机的迅速发展，使计算机辅助工程设计逐渐成为现实。计算机绘图是通过编制计算机辅助绘图软件，将图形显示在屏幕上，用户可以用光标对图形直接进行编辑和修改。由微机配上图形输入和输出设备(如键盘、鼠标、绘图仪)以及计算机绘图软件，就组成一套计算机辅助绘图系统。 由于高性能的微型计算机和各种外部设备的支持，计算机辅助绘图软件的开发也得到长足的发展。 CAD即计算机辅助设计(CAD-Computer Aided Design) 利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作。简称cad。在工程和产品设计中，计算机可以帮助设计人员担负计算、信息存储和制图等项工作。在设计中通常要用计算机对不同方案进行大量的计算、分析和比较，以决定最优方案；各种设计信息，不论是数字的、文字的或图形的，都能存放在计算机的内存或外存里，并能快速地检索；设计人员通常用草图开始设计，将草图
Auto CAD(计算机辅助设计)
一、Auto CAD（计算机辅助设计）版本介绍：2002、2004、2005、2007、2008、2009等。 ※高版本可以打开同版本或低版本的图纸，但低版本的图纸不能打开高版本的图纸。 例：Auto CAD2005的图纸可以用Auto CAD2005、2007、2008、2009打开，而用Auto CAD2004、2002就打不开。如果电脑中安装的是Auto CAD2004的版本，那此版软件只能打开Auto CAD2004、2002或更低的版本，Auto CAD2004（不含2004）以上高版本的图纸就打不开了。这时应把高版本的图纸另存为低版本的图纸。（请注意：文件类型为.dwg格式） 二、打开“Auto CAD图纸” 1.打开需要的图纸如“三幼平面图”双击； 2.出现“指定字体给样式”对话框，选择国标字体“gbcbig.shx”，点确定。（请注意：一般图纸均选择国标字体，有可能需重复这个操作选择国标字体“gbcbig.shx”，点确定。直到可以打开图纸。）
3. ※，可以说是 ※（1）鼠标的滚轴前后滑动，可以将图形放大、缩小。（2）按住鼠标滚轴拖动图形，可以移动图形。（请注意：（1） （2）配合使用，放大、缩小，左右上下移动。）相当于工具栏中如果赶上没有滚轴的鼠标，就用这 个吧。 ※绘图工具如下： （当不知道这些图形代表什么，把鼠标箭头放在上，等一会儿，会出现中文。） 第一个是直线，点左键，开始画图，终止画图按“确认”即可终止。 第三个是多段线“确认”即可终止。（请注意：多段线可用于电气图纸中电气管线的长度计量，也可用于快速粗略的计算面积。） 例：计算亲子活动室的面积，用左键点多段线，粉色线从 起点围一圈画回起点即可，按Li后，按空格出现“文本窗口”。
常用光学设计软件介绍
ZEMAX ZEMAX是美国焦点软件公司所发展出的光学设计软件，可做光学组件设计与照明系统的照度分析，也可建立反射，折射，绕射等光学模型，并结合优化，公差等分析功能，是套可以运算Sequential及Non-Sequential的软件。版本等级有SE：标准版，XE：完整版，EE：专业版（可运算Non-Sequential）。 ZEMAX的主要特色：分析：提供多功能的分析图形，对话窗式的参数选择，方便分析，且可将分析图形存成图文件，例如：*.BMP, *.JPG．．．等，也可存成文字文件*.txt；优化：表栏式merit function参数输入，对话窗式预设merit function参数，方便使用者定义，且多种优化方式供使用者使用；公差分析：表栏式Tolerance参数输入和对话窗式预设Tolerance 参数，方便使用者定义；报表输出：多种图形报表输出，可将结果存成图文件及文字文件。 CODE V CODE V是世界上应用的最广泛的光学设计和分析软件，近三十多年来，Code V进行了一系列的改进和创新，包括：变焦结构优化和分析；环境热量分析；MTF和RMS波阵面基础公差分析；用户自定义优化；干涉和光学校正、准直；非连续建模；矢量衍射计算包括了偏振；全球综合优化光学设计方法。 OSLO oslo是一套标准建构系统及最佳化的光学软件。最主要地，他是用来决定光学系统中最佳组件的大小和外型，如照相机、客户产品、通讯系统、军事/外层空间应用以及科学仪器等。除此之外、他也常用于仿真光学系统性能以及发展出一套对光学设计、测试和制造的专门软件工具。 LENSVIEW LensVIEW为搜集在美国以及日本专利局申请有案的光学设计的数据库，囊括超过18,000个多样化的光学设计实例，并且每一实例都显示它的空间位置。它搜集从1800年起至目前的光学设计数据，这个广博的LensVIEW数据库不仅囊括光学描述数据，而且拥有设计者完整的信息，摘要，专利权状样本，参考文件，美国和国际分类数据，和许多其它的功能。LensVIEW 并能产生各式各样像差图，做透镜的快速诊断，和绘出这个设计的剖面图。 ASAP ASAP是功能强大的光学分析软件，是专为仿真成像或光照明的应用而设计，让您的光学工程工作更加正确且迅速。ASAP让您在制作原型系统或大量生产前可以预先做光学系统的仿真以便加快产品上市的时间。 传统描光程序的速度是非常烦琐秏时的。ASAP对于整个非序列性描光工具都经过速度的优化处理，让您可以在短时间内就可做数百万条几何描光的计算。光线可不计顺序及次数的经过表面，还可向前，向后追踪。此外ASAP具有强大的指令集可以让您进行特性光线以及物体的
电路大作业 计算机辅助设计
上海电力学院 本科课程设计 电路计算机辅助设计 （1） 院系：电气工程学院 专业年级（班级）： 2012021 学生姓名：邓学号： 指导教师：向国芬 成绩：
仿真实验一：电阻电路辅助分析（回路电流法）一．实验目的 1.学习以及熟练电路仿真软件的使用； 2.学会运用回路电流法分析电路； 3.掌握功率的测量与计算方法； 4.学会用仿真软件来验证定理的可行性。 二．实验原理 例题：用回路电流法求解下图（1）所示电路中的电压u,。 4Ω 图（1） 4Ω 图（2）
理论分析： 1. 电路中有一个无伴电流源支路 2. 电路中有一个受控电流源，且可先将其看作独立电流源处理； 3. 电路中有3个网孔，数量较少 综上，此题用回路电流法，选取回路电流2l I 通过该无伴电流源，另选取两条回路电流1l I 和3l I ，如图（2）所示。 列出回路电流方程： 3l I 1l I 2l I 1l I 2l I 2l I 3 l I 解得 1l I 3 l I 1l I （3l I 1l I ） =9.92W (发出功率) 三. 仿真实验设计与测试 设计下图所示的仿真电路：
测量仿真电路中的电流电压和功率，看是否与计算值相同： 观察仿真电路数据，可见仿真得1l I =0.8A,3l I =3.6A,u=8V,P=9.92W 与理论值相符。 四.实验结论与回路电流法使用时的注意事项 回路电流法是以回路电流作为未知量，根据KVL 列出必要的回路电压方程，联立求解回路电流。本实验证明了回路电流法的正确性。 在运用回路电流法时需注意： 1. 回路电流法适用于回路数较少的电路； 2. 受控电流源可看成独立源列方程； 3. 当电路中含有无伴电流源时，让其自身构成一个独立回路； 4. 方程的数目要与未知数相同。 特别的在判断发出还是吸收功率是要把计算值和参考方向是否关联同时考虑进去。本题中计算值为正，但是看电路图可知电流与电压为非关联方向，因此得出结论为发出功率。
计算机辅助设计答案
计算机辅助设计 一、名词解释 CAM-----计算机辅助制造。 消隐-----是指在三维图形显示中,选用合适的投影方法,消除实际上看不见的线或面给人以对图形的立体感。 1. 曲面造型——是用有向棱边围成的部分来定义形体表面，由面的集合来定义形体。 2. CIMS——计算机集成制造系统，CIMS是在柔性制造技术、计算机技术、信息技术以及系统科学的基础上，将制造工厂的生产、经营活动所需的各种分布的自动系统通过简化、要素与标准化有机地集成起来，以获得适用与多品种，中小批量生产的高效益，高柔性的智能生产统。 3.虚拟现实——采用计算机技术生成的一个逼真的、具有视、听、触、嗅、味等多种感知的虚拟环境，置身于该环境中的人可以通过各种传感交互设备与这一虚拟的现实进行相互作用，达到彼此交替更迭，融为一体的程度。 4. 几何造型——是一种技术，它能将物体的形状和属性存储在计算机内，形成该物体的三维几何模型。 5. CAPP——计算机辅助工艺设计简称CAPP,是应用计算机快速处理信息功能和具有各种决策功能的软件来自动生产工艺文件的过程。 6. 逼近——求出在几何形状上与给定型值点列的连接线相近似的曲线或曲面，称之为曲线或曲面的逼近。 7. 图形扫描仪——是将图形（如工程图等）和图像（如照片、广告画等），经过光电扫描转换装置的作用，扫描输入到计算机中，以象素信息进行存储表示的一种输入设备。 8. 光顺——光顺通俗的含义是指曲线的拐点不能太多,若太多,曲线看上去拐来拐去，很不顺眼。 9. AC系统——是自动控制系统。它是根据加工中测得的加工变量去控制切削速度和进给量的一个控制系统。 10. CAID——计算机辅助工业设计，即在计算机及其相应的计算机辅助工业设计系统的支持下，进行工业设计领域的各类创造性活动。 二、填空 1.对参数方程处理的几种常用方法为插值、逼近、光顺、光滑、拟合。 2.C A D／C A M技术的贡献具体表现在并行工程、虚拟新产品开发、实现CIMS的基础几个方面。 3. CAPP的几项关键技术为CAPP零件信息的输入、特征识别技
照明用LED光学系统的计算机辅助设计
光电器件 照明用LED光学系统的计算机辅助设计 严 萍,李剑清 (浙江工业大学信息工程学院,浙江杭州310032) 摘 要: 介绍了LED在照明领域的应用前景,提出了利用计算机辅助非序列光线追迹设计照明用LED的光学系统的分析方法,以达到计算机虚拟试制LED的目的。 关键词: LED;色还原性;非序列光线追迹;虚拟试制 中图分类号:TN312.8 文献标识码:A 文章编号:1001-5868(2004)03-0181-02 Computer Aid Design of Optical System of LED for Illumination YAN Ping,LI Jian qing (C ollege of Information Engineering,Zhejiang University of Technology,Hangzhou310032,CHN) Abstract: The application prospects of LED in the illumination field are review ed.An analysis method w ith w hich optical system of LED for illumination is designed by computer aid non sequential ray trace is introduced to achieve virtual prototype of optical design. Key words: LED;color rendition;color rendering index(CRI);non sequential ray trace; v irtual prototy pe 1 引言 半导体发光二极管(LED)是一种直接将电能转换成光能的固态半导体器件。发光二极管的结构主要由芯片、电极和光学系统组成。通常由塑料密封材料组成的光学系统和电极机构构成LED的绝大部分体积。LED可发射红、黄、绿、蓝或白光。发光波长或颜色由芯片的组成材料所决定。高亮度LED被认为是新一代的照明光源。 发光二极管用于照明有许多的优点:工作电压低,耗电量少;性能稳定,寿命长(可达10万小时);抗冲击,耐振动性强;重量轻,体积小,成本低。高亮度单色光的LED已得到了广泛的应用。LED可直接发射所需颜色的波长,无需用滤光片,尽管它们比传统的灯泡昂贵,但它具有更高的性能价格比。例如,功耗10W的红色LED交通信号灯就可替代传统的150W白炽信号灯,而且LED信号灯的寿命至少5年,但白炽灯的寿命通常只有半年。单色LED在广告显示、路牌显示、航班警告灯、跑道灯、汽车尾灯和建筑装璜等领域目前已有广泛的应用。 对于普通照明来说,用越多的颜色混合来获得的白光,色还原性就越高。它的难点是如何使从不同光源发出的不同颜色的分裂光均匀地混合成白光。此外,由于不同颜色的LED芯片有着不同的驱动电压要求,不同的衰竭性能以及不同的温度性能,这就需要开发一种复杂的控制系统。 2 LED光学系统的计算机辅助设计 LED光学系统设计包括LED器件内的光学设计和LED器件外的二次光学设计。LED内光学器件通常由芯片、反射镜和由塑料密封材料制成的光学透镜所组成。芯片、反射镜和透镜的几何形状决定了LED的光提取效率和光能量分布。LED器件的外光学设计主要是根据不同的实际应用使光能量重新分布,从而达到更有效、更合理地使用有限光能量的目的。 和其他光源的应用一样,光学工程师运用光学原理来设计LED的实际光学系统。计算机辅助设计在光学工程领域是一非常有用的工具。目前市场 半导体光电!2004年第25卷第3期严 萍等: 照明用LED光学系统的计算机辅助设计 收稿日期:2004-02-26.