第二章 CAD的应用(2.1-2.3)

(6)装配件(一堆零件或者其它装配件)的自动设计
(7)工程文档的输出，例如制造图纸，材料明细表(Bill of Materials)
(8)设计到生产设备的直接输出
(9)到快速原型或快速制造工业原型的机器的直接输出
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2.2.1 CAD系统的硬件
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一个完整的CAD系统是由计算机硬件和软件两 个部分所组成的。CAD系统功能的实现，是由硬 件和软件协调作用的结果。
4．文档处理技术。如文档制作、编辑及文字处理等。
5．软件设计技术。如窗口界面设计、软件工具及软件工程 规范等。
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发展概况
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20世纪50年代在美国诞生第一台计算机绘图系统，开始出现 具有简单绘图输出功能的被动式的计算机辅助设计技术。
60年代初期出现了CAD 的曲面片技术，中期推出商品化的计 算机绘图设备。
CAD技术也是一门多学科综合应用的新技术，它涉及 以下一些技术基础：
1．图形处理技术。如自动绘图、几何建模、图形仿真及其 他图形输入、输出技术。
2．工程分析计算。如有限元分析、优化设计以及面术。如数据库管理、产品数据管 理、产品数据交换规范及接口技术等。
汽车产品数字化设计
第二章 计算机辅助设计
第二章 计算机辅助设计
2.1 概述 2.2 CAD系统 2.3 工程数据处理方法与CAD实现 2.4 计算机图形处理基础 2.5 三维造型技术 2.6 CAD系统的开发应用
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2.1 概述
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计算机辅助设计(Computer Aided Design，简称CAD)是 指将计算机作为主要的技术手段来生成和运用各种数字信 息与图形信息，用以进行工程或产品设计。CAD技术是信 息技术(计算机、网络通信、数据管理等技术)和设计技术( 工业设计、产品设计和生产过程设计等)密切结合而产生 的一门高新技术，是数字化设计方法中的一个重要方面， 已经广泛应用于工程和产品设计领域。在制造业中，CAD 技术已经成为先进制造技术群中的一项主体关键技术。
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2.1 概述
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CAD技术利用计算机的软硬件辅助设计者对产品 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，其特点是将设计人 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。
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2.1 概述
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(4)设计是否满足要求和实际规则的检验(Validation/verification of designs against specifications and design rules)
(5)无需建立物理原型的设计模拟(Simulation of designs without building a physical prototype)
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CAD系统的功能
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(1)设计组件重用(Reuse of design components)
(2)简易的设计修改和版本控制功能(Ease of design modification and versioning)
(3)设计的标准组件的自动产生(Automatic generation of standard components of the design)
70年代，完整的CAD系统开始形成，后期出现了能产生逼真 图形的光栅扫描显示器 ，推出了手动游标、图形输入板等 多种形式的图形输入设备，促进了CAD技术的发展。
80 年代，随着强有力的超大规模集成电路制成的微处理器和 存储器件的出现，工程工作站问世，CAD技术在中小型企
业逐步普及。
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发展概况
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应用情况
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当前CAD技术在汽车工业中的主要应用在以下 几个方面：
1）二维绘图。 2）图形及符号库。 3）参数化设计。 4）三维造型。 5）工程分析。 6）设计文档或生成报表。
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优越性
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(1)减少手工绘图的劳动量，降低劳动强度； (2)加快工程或产品的设计过程，提高设计工作效率，缩短 设计周期，加快产品的更新换代； (3)便于修改，提高设计质量和增进设计水平； (4)便于建立标准图和标准设计库，便于广泛应用标准图和 标准设计，有利于产品的标准化、系列化和通用化； (5)缩短生产周期，降低工程造价或产品成本； (6)便于企业内部的管理和对外联系，使企业在市场竟争中 处于有利地位。
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发展趋势
1）集成化 2）智能化 3）标准化 4）可视化 5）网络化
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2.2 CAD系统
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由于设计工作与图形分不开，所以后来CAD重 点转到计算机辅助制图。目前，CAD已扩大到三 维物体的设计。
从计算机科学的角度看，CAD的任务如下： 1)建立多功能交互式图形程序库，进行图形 信息的处理与交换； 2)建立工程数据库，存储和管理设计信息； 3)建立专业的应用程序库，进行设计计算和 信息处理。 一个完善的CAD系统，必须包括交互式图形 程序库、工程数据库和应用程序库。CAD的主要 工作是软件而不是硬件，尤其是要开发适用于各 个行业的应用软件。
CAD系统的硬件是指计算机系统中的全部可以 感触到的物理装置，包括各种规模和结构的计算 机、存储设备以及输入输出设备等几个部分。
80 年代中期以来，CAD 技术向标准化、集成化、智能 化方向发展。一些标准的图形接口软件和图形功能相继推 出，为CAD技术的推广、软件的移植和数据共享起了重要 的促进作用；系统构造由过去的单一功能变成综合功能， 出现了计算机辅助设计与辅助制造联成一体的计算机集成 制造系统；固化技术、网络技术、多处理机和并行处理技 术在CAD中的应用，极大地提高了CAD系统的性能；人工 智能和专家系统技术引入CAD，出现了智能CAD技术，使 CAD系统的问题求解能力大为增强，设计过程更趋自动化。 现在，CAD 已在电子和电气、科学研究、机械设计 、软 件开发、机器人、服装业、出版业、工厂自动化、土木建 筑、地质、计算机艺术等各个领域得到广泛应用。