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一.计算机辅助设计是以设计者为主体，由设计者利用计算机辅助设计系统的资源，对产品设计进行规划、分析、综合、模拟、评价、修改、决策并形成工程文档的创造性活动。特点：提高设计效率；提高设计质量；利于成组设计；修改设计方便；设计与分析统一；易于实现产品数据的标准化；易于实现网络的协同设计；无图纸化生产的前提；为实现产品生命周期管理系统（PLM）提供基础.硬件：主机、输入设备（鼠标、键盘、数字化仪、扫描仪、三坐标测量仪）、输出设备（显示器、绘图仪、打印机、快速成形机）、信息存储设备（外存、硬盘阵列、光盘、磁带机）、网络设备多媒体设备。软件：系统软件（主要用于计算机的管理、维护、控制及运行，以及对计算机程序得翻译和运行。包括操作系统、编译系统）、支撑软件、应用软件（设计计算型、检索绘图型、交互设计型）接口：是一种能够实现两个以上系统间信息交换的程序或方法。数据交换标准：IGES/STEP/STEP-NC.二、工程数据计算机处理的3种方法：工程数据程序化、建立数据文件、建立数据库。线图程序化的三种方法：1.获取线图的原始公式，将其编入程序；2将线图转换成数表然后利用前面介绍的数表程序化的方法进行程序化处理；3.用曲线拟合的方法求出线图的近似公式，再将近似公式编入程序。三、计算机绘图软件的主要功能：窗口定义与视区；图形描述；图形编辑与变换；图形编辑与变换；图形控制；图形文件处理；交互处理功能。绘图软件类型：基本绘图指令软件、图形支撑软件、专用图形软件。图形软件标准是一组通用的、独立于设备的、由标准化组织发布实施的图形系统软件包，它提供图形描述、应用程序和图形输入、输出接口等功能，使应用软件系统更易于移植、信息资源更易于共享、CAD/CAM集成更易于实现。标准：图形标准（GKSPHIGSOpenGL）图形和图像编码（CGM、CGI）数据交换标准（IGES初始图形交换规范、STEP产品模型数据交换标准）。图形变换中引入齐次坐标的好处是使各种变换具有统一的变换矩阵格式。齐次坐标就是用N+1维向量表示一个N维向量。比例变换平移变换旋转变换a000d0001100010Lm1cosθsinθ0-sinθcosθ0001X轴对称Y轴对称Y=x对称Y=-x对称1000-10001-1000100010101000010-10-100001四、建模技术是产品信息化的源头，是定义产品在计算机内部表示的数字模型、数字信息及图形信息的工具，它为产品设计分析、工程图生成、数控编程、数字化加工与装配中的碰撞干涉检查、加工仿真、生产过程管理等提供有关产品的信息描述与表达方法，是实现计算机辅助设计与制造的前提条件，也是实现CAD/CAM一体化的核心内容。建模技术分为：几何建模（包括线框建模、曲面建模和实体建模）、产品建模（主要有特征模型和参数化模型）、产品结构建模（主要为装配建模技术）几何造型：以计算机能够理解的方式，对实体进行精确的定义，赋予一定的数学描述，再以一定的数据结构形式对所定义的几何实体加以描述，从而在计算机内部构造一个实体模型。(分为线框模型：利用产品形体的棱边和顶点来表示产品几何形状，描述的是产品的轮外形，其生成的实体模型由一系列的直线、圆弧、点及自由曲线组成。；表面模型：表面建模是将物体分解成组成物体的表面、边线和顶点，用顶点、边线和表面的有限集合表示和建立物体的计算机内部模型；实体模型：实体模型是由若干表面组成的封闭体，这些表面之间具有一定的拓扑关系。实体模型与表面模型的区别在于，前者构成形体的表面之间具有一定的拓扑关系，表面的方向可以判断形体在表面的哪一侧。由于实体模型能够定义三维物体的内部结构形状，因此能完整地描述物体的所有几何信息。实体模型支持剖切、消隐、物性计算和有限元分析。)实体造型的理论基础：1、形体的信息结构（六层拓扑结构：体壳面环边定点）2、正则集合运算（通过布尔运算得到。具有良好边界的形体定义称为正则形体。正则形体没有悬边、悬面或一条边有两个以上的邻面）3、欧拉检验公式符合欧拉公式的物体称为欧拉物体。实体造型的基本方法：体素调用法、空间位置枚举法、单元分解法、扫描变换表示法、体素构造表示法、边界表示法。特征建模是以几何模型为基础并包括零件设计、生产过程所需的各种信息的一种产品模型方案。特征反映设计者和制造者的意图是由一定拓扑关系的一组实体元素构成的特定形状，它还包括附加在形状之上的工程信息，对应于零件上的一个或多个功能，能够被固定的方法加工成形。分类：从产品整个生命周期：设计特征、分析特征、加工特征、公差及检测特征、装配特征等；从产品功能上为：形状特征、精度特征、技术特征、材料特征、装配特征；从复杂程度上为：基本特征、组合特征、复合特征。STEP标准将形状特征分：体特征、过渡特征、分布特征六.计算机辅助工程（CAE）CAE有限元法概念：是求解数学物理问题的一种数值计算方法。原理：“化整为零，集零为整”。步骤：前处理：建立有限元模型；计算：集成并求解系统方程组、施加定解条件（约束和荷载）；后处理：分类、检索、列表和显示计算结果。前置处理包括：选择单元类型，划分单元，确定各节点和单元的编号及坐标，材料性质„通常使用后置处理器自动处理分析结果，并根据操作者的要求形象化为：变形图、应力等值线图、应应变彩色浓淡图、矢量图及振型图，„，直观显示载荷作用下零件的变形，零件各部分的应力、应变或温度场的分布„载荷：1加速度、重力加速度、角加速度、压力、集中力、静水压力、轴承负载、力矩、远程载荷、螺栓预紧力、线压力。约束：固定约束、已知位移、弹性约束、无摩擦约束、圆柱面约束、简单约束、约束转动。加载及约束方法1：在图形窗口选择几何体，然后在ContextToolbar中加载和约束。2在ContextToolbar中加载和约束，然后选中几何体并点击“apply”。–结果：各个方向变形及总变形；应力应变分量、主应力应变或者应力应变不变量；接触输出；支反力。七：二次开发定义：指在现有软件的基础上，为提高和完善软件的功能，使之更加符合用户需要而做的软件开发工作。意义：消除基础软件的功能与用户的要求之间存在的距离，在基础软件和用户之间建起一座桥梁”功能：交互图形处理功能；设计计算功能；参数化绘图功能；校核功能；有限元分析功能；数据库管理功能（defunc:ls()(Command”limits”“297,210”)（command”zoom”“all”）(setvar“ltscale”5)(setqp0(getpoint”\n输入基点p0:”))(setqp1(polarp0(/pi2)(/d2))(setvar“lwdispaly”1)(command“layer”“m”“a”“c”7“”“lw”0.3“”“s”“a”“”)；粗实线图层(command“pline”p0p1p2p3“”)(command“layer”“m”“b”“c”2“”“lw”“default”“”“”)；细实线图层(command“layer”“m”“c”“c”1“”“1”“center”“c”“”)；中心线层(command“mirror”“c”p10p6“”p0p6“n”)镜像）八．计算机辅助制造（CAM）:广义CAM是指借助计算机来完成从生产准备到产品制造出来的过程中的各项活动，包括工艺过程设计（CAPP)、工装设计、计算机辅助数控加工编程、生产作业计划、制造过程控制、质量检测与分析等。狭义CAM通常是指NC程序编制，包括刀具路径规划、刀位文件生成、刀具轨迹仿真及NC代码生成等。九．CAPP（计算机辅助工艺设计）定义;是指借助于计算机软硬件技术和支撑环境，利用计算机进行数值计算、逻辑判断和推理等的功能来制定零件机械加工工艺过程的一种技术。意义：其将产品设计信息转化为各种加工制造、管理信息的关键环节是连接CAD/CAM的桥梁。功能：工艺决策、工艺尺寸的确定、工艺参数的确定、工序图的生成和绘制、工时定额的计算、工序卡的输出。CAPP系统的组成：零件信息的获取、工艺决策、工艺数据与知识库、人机界面、工艺文件的编辑与输出。CAPP发展趋势：知识化、智能化；工具化、工程化；集成化、网络化；交互式、渐进式。CAPP分类：按工作原理：检索式CAPP、派生式CAPP、创成式CAPP、混合式CAPP、专家系统CAPP。常用零件的分组方法一般有试检法、生产流程分析法、编码分组法。工艺决策逻辑主要形式有决策表、决策树及专家系统等。