cad原理1

CAD原理及软件应用陈渭润滑理论及轴承研究所20014.09课程概述1.CAD技术及发展简介2.计算机软件与硬件3.绘图坐标系4.几何变换与投影a)2D和3D几何变换b)平行投影5.Pro/ENGINEER设计建模系统介绍a)Pro/ENGINEER基础及基于特征的实体建模CAD系统b)Pro/E用户界面及零件、装配模型的生成课程概述6.2D截面绘制1）了解驱动尺寸与参数化截面的概念；2）掌握2D几何图素绘制与编辑操作；3）掌握尺寸标注与修改操作；4）掌握几何约束条件与设定操作；7.3D造型基础了解特征与特征造型的概念；掌握3D造型的基本方法掌握工程特征生成方法掌握特征的阵列与复制操作；课程概述8.高级造型设计掌握高级造型方法掌握特征操作与设计变更操作；掌握各种曲线曲面设计方法；9.工程图、文件及文件变换10.设计优化简介11.CAD数据组织a)数据结构及数据库b)图形标准和CAD/CAM数据转换12.复杂零件建模、复杂装配课程要求作业练习/项目课堂考试评分标准作业20%项目25%课堂5％考试50%项目可以以小组形式上交，小组成员最多为3作业上交规则作业:•每次限定交作业时间.•迟交不记分.•最好以报告形式.切记:•不要只给方程–请解释你的推导.•别跳过你的计算过程–写出全部的过程.作业上交规则•ifyouareusingPro/E,Matlab,ANSYSorwhatevertodosomeoftheworkforyou,don'tjustwritedownthefinalresults-showthecommandfilesand/ortheoutputlistings•ifyouareusingtwoormoremethods/programstosolvethesameproblem,don'tjustlisttheresultsofeach-comparetheresultsinatableandcomment/explainwhat'sgoingon(oftenit'sonlythispartofthereportthatisactuallyread!)•don'tmakethereaderlookfortheresults/listings-tellthemwherethingsare:i.e.listingisshownonthefollowingpageorinAppendixAllexamsareclosedbook.Thefinalexamiscomprehensive.交作业你可以交电子版或纸质作业我的邮箱地址:[e-mail]定义什么是设计什么是CADCAD的主要目标机械工程中的CAD设计的定义设计是在我们要达到什么和我们如何达到它之间的互动。我们需要什么我们怎样作到它CAD的定义CAD是一种用机算机硬、软件系统辅助人们对产品或工程进行设计的方法与技术，包括设计、绘图、工程分析与文档执著的呢及活动。CAD主要涉及以下技术：1.图形处理技术2.工程分析技术3.数据管理与数据交换技术4.文档处理技术5.界面开发技术6.基于Web的网络应用技术CAD的主要目标减少人的工作量/错误缩短设计时间给不同的团队之间提供交流工具机械工程中的CAD最有活力的领域最多的成果最成熟的市场CAD/CAE简单历史60年代满足几个几何约束机构设计设计参数优化决定2－D绘图70年代线框模型建模自由曲面建模－大型计算机70年代后期实体建模80年代早期CAD/CAM集成从一个CAD数据库机械特征识别CAD/CAE简单历史80年代中期基于特征的CAD系统－小型和微型计算机参数化设计－PC机系统（Pro/Enineer产品）80年代晚期为了制造的设计为了自动装配的设计90年代早期并行设计集成设计、分析、优化目前集成设计、分析、优化虚拟样机和自动设计优化基于互联网设计自动化CAD/绘图简单历史2D绘图系统三视图算法贝塞尔算法应用3D曲面造型系统特征参数化技术参数化实体技术变量化设计技术实体造型技术CAD的特征CAD的特点结合了电子计算机精确的绘图与数学处理能力设计自动化及分析、动画、仿真、计划、制造的集成优化CAD的特征CAD系统的功能主要能力－生成完善的工程图－2维和3维准确比例的线框图－装饰表面的模型－物体实体模型－这能力使CAD与计算机的其他应用区分其他不同的能力－3维形状与模式的艺术创造－自动生成设计数据库－进行工程分析－提供制造过程的输入、监测、仿真及控制CAD的特征CAD系统的功能－几何辅助设计设计几何规范计算机辅助绘图（交互式绘图编程及用户界面）个性化的CAD系统几何建模与重示零件与装配体计算机模型（数据结构与数据库设计）虚拟设计的艺术效果图计算机游戏与教育节目面向制造的数据库生成基于特征的设计参数化设计CAD的特征CAD系统的功能－几何辅助设计仿真及动画机构CNC加工机器人路径汽车碰撞公差重示和自动赋公差尺寸关系分析公差分析（公差累加）公差合成（公差设计、公差规范）CAD的特征CAD系统的功能－几何辅助设计输入给有限元分析程序的汽车碰撞前、后界面自动生成单元应力分布的图形显示设计自动化优化设计为了制造的设计为了自动装配的设计并行工程设计虚拟（软件）样机反求工程CAD的特征CAD系统的信息嵌入几何与拓扑信息－零件的几何－装配体的关系文字信息－尺寸－公差（几何及尺寸）－材料－表面光洁度CAD的特征CAD系统的数据组织过去的访问几何图形信息以低层的图形元素比如点、线、弧等表示文字型信息以原文、注意事项和符号附加在图上理想的访问零件以高层的简单特征如孔、槽、箱型等表示（组成工程物体）并以尺寸、公差和光洁度等的表示成含义明确的设计数据CAD的特征CAD系统共同采用的工具显示几何形状－计算机绘图（2D)－几何造型（3D）交互绘图编程－不同的平台编程－图形用户界面管理及存储设计数据－数据结构设计－数据库系统CAD的特征CAD系统共同采用的工具生成可行的设计（自动的）－知识推理－基于知识的系统－模糊逻辑－人工神经网络评估替代设计方案和寻找最优解－数值优化－有限元－成本建模及分析主要CAD/CAE/CAM软件CAD3DStudioVIZAutodeskVIZArchitecturalDesktopAutoCADAutoCADLTAutodeskInventorCATIAI-DEASIronCADLandDevelopmentDesktopMechanicalDesktopMicroStationPro/ENGINEERRevitSilverScreenSolidModelerSolidEdgeSolidWorksthinkdesignCAD/CAE/CAM软件CAEALGORANSYSAbacusMSC/NastranCATIACOSMOSWorksI-DEASPro/MECHANICACAMCNCWorkshopGibbsCAMMastercamPro/MANUFACTURING现代CAD/CAE/CAM工具及其应用CAD（机械设计自动化）进展机械设计与绘图的基本工具－全世界超过100万机械工程师与设计者试验3D实体建模技术－另外200万使用2D机械绘图提供生产力的关键－整个汽车工业、航空工业和飞机发动机采用集成的（CAD/CAE/CAM)方式进行设计－使用互联网在世界范围内交换设计数据－以前需要用若干年进入市场的产品能够在若干月内开发出来－产品更可靠、更好满足用户的期望、制造成本更少现代CAD/CAE/CAM工具及其应用广泛的应用，多系统和技术快速发展机械设计和虚拟化－详细设计和电子绘图－参数化设计运动仿真/动画－有限元前后处理（力学、动力学、热力学等等）－最优参数及构成的确定－运动分析（位置、速度、加速度、力等）制造计划仿真－加工－工业机器人现代CAD/CAE/CAM工具及其应用装饰表面设计和建模现代CAD/CAE/CAM工具及其应用效果图中的虚拟现实现代CAD/CAE/CAM工具及其应用运动仿真及动画（拖拉机）现代CAD/CAE/CAM工具及其应用应力分析现代CAD/CAE/CAM工具及其应用工位空间及顺序仿真现代CAD/CAE/CAM工具及其应用集成的CAD/CAE/CAM系统专业的CAD/CAE/CAM工具－CATIA(DassaultSystemes-IBM)－UnigrphicsSolutions(ElectronicDataSystemdCorp-EDS)－I-DEAS(EDS)－Pro/ENGINEER(PTC)其他CAD和绘图包－AutoCADMechanicalDesktop－SolidWorks(CATIA)－SolidEdge(EDS)－MicroStation－Intergraph现代CAD/CAE/CAM工具及其应用Pro/ENGINEER由(PTC)公司提供的CAD/CAE/CAM行业领先的软件工具供应商之一80年代后期新的基于特征，参数化设计示范的先驱者，现在为标准用于从概念设计到生产自动开发机械产品的系统提供集成化的软件技术减少产品投放市场的时间、改善工程过程和优化产品质量在机械设计自动化领域增长最快的公司之一最新版本改进用户界面现代CAD/CAE/CAM工具及其应用现代CAD/CAE/CAM工具及其应用CATIA由IBM专门推出Dassault系统开发的以过程为中心的CAD/CAM软件用于设计和制造许多3D复杂产品，今天70％飞机和40％汽车用CATIA－CADAM设计，使它成为这些市场的标准从用户定制产品到工厂设计和轮船制造应用到很广的软件全球范围内有30万用户，主要是英语市场现代CAD/CAE/CAM工具及其应用现代CAD/CAE/CAM工具及其应用I－DEAS由StructuralDynamicsResearchCorporation（SDRC）开发的全套设计建模、分析、仿真和制造CAD/CAE/CAM软件最老的和基础良好的CAD/CAE系统，有相当的市场份额很强的CAE能力从用户定制产品到工厂设计和汽车制造应用到很广的软件现代CAD/CAE/CAM工具及其应用现代CAD/CAE/CAM工具及其应用Unigraphics由UnigraphicsSolutions开发的全套设计建模、分析、仿真和制造CAD/CAE/CAM软件最老的和基础良好的CAD/CAE系统之一应用到很广的软件，特别是汽车和航空产品开发现代CAD/CAE/CAM工具及其应用现代CAD/CAE/CAM工具及其应用SolidEdge强有力的建模工具集成化设计管理大型装配体的生产率容易采用建模快在工程帮助下消除错误绘图工具无比的协同工作能力设计到制造全过程现代CAD/CAE/CAM工具及其应用现代CAD/CAE/CAM工具及其应用AutoCAD和MechanicalDesktop世界领先的基于微机的3D机械设计包，AutoDesk公司开发过去主要用于微机绘图包由于微机平台及低价它是世界最流行的CAD软件灵活的编程工具，AutoLISP，ADS和ARX最新特性（MechanicalDesktop）－ACIS3.0先进的实体建模发动机－NURBS表面建模－强健的装配建模和自动关联绘图现代CAD/CAE/CAM工具及其应用通过在AutoCAD中编程的CAD应用现代CAD/CAE/CAM工具及其应用Solidworks3D计算机辅助机械设计软件，由SolidWorks公司开发，该公司成立于1993年1997年被Dassault系统公司收购新的低价机械设计软件公司组中领先者用于零件和装配体完全的以3D为中心与自动装配和绘图功能相关的设计与过程系统在Windows95和NT环境下运行的第一个实体建模程序，并且价格低廉现代CAD/CAE