第一章CAD概论CAD的基本概念CAD发展过程与应用CAD硬件系统CAD软件系统1武汉理工大学物流工程学院罗齐汉qhluo@mail.whut.edu.cn第一页，共三十九页。CAD的基本概念定义：CAD是ComputerAidedDesign(计算机辅助设计)的简称。计算机辅助设计是将人和计算机的最佳特性结合起来，辅助进行产品的设计与分析的一种技术，是综合了计算机与工程设计方法的最新发展而形成的一门新兴学科。CAD狭义片面的定义：用计算机进行科学计算用计算机控制绘图机绘制出工程图纸2武汉理工大学物流工程学院罗齐汉qhluo@mail.whut.edu.cn第二页，共三十九页。CAD特点计算机的特点是：具有速度快、精度高、不疲倦、储量大、不易出错的特点。人的特点是：逻辑思维能力强，具有自我学习完善的智力，通过视听产生联想思维，有创造性，能自我控制情绪和兴趣。在绝大多数情况下，人和计算机的能力正好互补。通过人机对话，人和计算机可充分进行交流，发挥各自特性，达到最佳合作效果。3武汉理工大学物流工程学院罗齐汉qhluo@mail.whut.edu.cn第三页，共三十九页。CAD的基本功能科学计算与分析功能：如产品常规设计、物理特性计算、优化设计、有限元分析、可靠性分析、动态分析及数字仿真模拟等科学计算。图形处理功能：如二维交互图形技术、三维几何造型、图形仿真模拟及其图形输入输出功能等。数据管理与数据交换功能：如数据库管理、不同CAD系统间的数据交换和接口功能等。文档处理功能：如文档制作、编辑及文字处理等。软件设计功能：如人机接口界面、软件工程规范及其工具系统的使用等。网络功能：如Internet/Intranet网络和并行、高性能计算及事务处理，异地、协同、虚拟设计及实时仿真等。4武汉理工大学物流工程学院罗齐汉qhluo@mail.whut.edu.cn第四页，共三十九页。传统的机械产品设计过程设计任务书设计任务书任务书分析任务书分析确定设计任务书确定设计任务书同类机械的调研和资料分析同类机械的调研和资料分析总体结构方案的拟定总体结构方案的拟定结构设计、绘图结构设计、绘图编写技术文件编写技术文件结束结束条件协商条件协商方案论证方案论证更改设计更改设计调整调整传统机械设计方法的特点和局限性：•设计方法---主要为类比设计和经验设计方案拟定主要取决于个人经验难以对设计方案进行优化•设计手段—主要为手工方式设计计算主要为静态、近似计算，设计结果不能完全反映零部件真实的工作状态设计结果的可靠性、准确性不佳•设计周期长绘制装配图、零件图占整个设计周期的70%左右的时间设计中存在的问题在样机试制、装配、调试时才能发现5武汉理工大学物流工程学院罗齐汉qhluo@mail.whut.edu.cn第五页，共三十九页。机械产品CAD过程产品模型产品模型工程分析工程分析动态模拟动态模拟自动绘图NCP自动绘图NCPCAD应用软件CAD系统硬件CAD系统基础软件设计人员设计经验专家知识决策方法工程数据库知识库算法图形库提出设计任务提出设计任务确定设计目标确定设计目标建立设计模型建立设计模型设计综合设计综合分析计算分析计算审核检验审核检验表达设计结果表达设计结果CAD过程模型6武汉理工大学物流工程学院罗齐汉qhluo@mail.whut.edu.cn第六页，共三十九页。CAD的优越性提高设计效率，缩短设计周期。采用CAD，能明显地减少设计计算、图纸制作和资料检索的时间，大大提高设计速度。提高设计质量。常规设计中，为了减少计算量，计算的精度受到限制，有些错误常常很难在设计阶段发现。但在CAD中，数学模型一般都比较准确，计算精度大大提高，而且可以进行优化设计、有限元分析等计算，使设计结果准确可靠。同时，由于设计人员摆脱了繁重、简单、重复的劳动，从而能集中精力发挥创造性思维，设计出高质量的产品。各部门信息交流迅速、可靠。在常规设计中，设计是通过图纸作为媒体来传播的，由于图纸的设计、制作、存储和传递需要花费较多的时间，影响了各部门信息的交流。在CAD系统中，信息可以通过电子文档来存储和传递，因此信息的交流快捷而可靠。同时，随着CAD／CAM技术的发展，CAD的信息可以直接转化成CAPP和CAM所需的信息，为实现计算机集...
