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文檔簡介
1、第二章 計(jì)算輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng),§2.1 CAD系統(tǒng)的構(gòu)成與分類,§2.2 CAD系統(tǒng)的硬件,§2.3 CAD系統(tǒng)的軟件,§2.4 CAD系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與選擇,§2.1 CAD系統(tǒng)的構(gòu)成與分類,2.1.1 系統(tǒng)的基本構(gòu)成 一個(gè)CAD系統(tǒng)的基本構(gòu)成有三部分:1)計(jì)算機(jī)(指CPU、鍵盤與圖形顯示終端);2)圖形輸入設(shè)備;3)繪圖輸出設(shè)備。,CAD系統(tǒng)圖,§2.1 CAD系統(tǒng)的構(gòu)成
2、與分類,2.1.2 系統(tǒng)的分類從硬件角度可分為四類: 主機(jī)系統(tǒng)(Mainframe-based system)小型機(jī)系統(tǒng)(Minicomputer-based system)點(diǎn)數(shù)少些微型機(jī)系統(tǒng) (MicroComputer-basd system) 一臺(tái)機(jī)器 圖形終端、輸入設(shè)備、打印機(jī)、繪圖機(jī)等外設(shè) 工作站系統(tǒng)(Workstation-based system),大型機(jī)系統(tǒng): 主機(jī) 帶工作站、繪圖機(jī)、打印機(jī) 。,§2
3、.1 CAD系統(tǒng)的構(gòu)成與分類,2.1.3 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)CAD/CAM分散在不同部門或不同單位之間,相互交流通過網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)常采用局域網(wǎng)(LAN: Local Area Network),聯(lián)結(jié)方式有三種:星網(wǎng)、環(huán)網(wǎng)、總線網(wǎng) 。,星網(wǎng),,工作站,工作站,工作站,工作站,繪圖機(jī)作站,,,,,,環(huán)網(wǎng),總線網(wǎng),§2.2 CAD系統(tǒng)的硬件,2.2.1 主機(jī)及外設(shè) 2.2.2 圖形輸入設(shè)備2.2.3 圖形輸出設(shè)備,§2.3 C
4、AD系統(tǒng)的軟件,2.3.1 系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件指操作系統(tǒng)和語言。操作系統(tǒng) 語言 窗口 網(wǎng)絡(luò)通訊及管理軟件 數(shù)據(jù)庫及數(shù)據(jù)庫管理軟件,Unix、Dos、Windows,LISP、C、VB、VBA、Java,窗口系統(tǒng)由窗口、menu、按鈕等圖形對象組成一個(gè)圖形用戶界面(GUI),用戶的操作就是對這些圖形對象的操作,故有人稱窗口是第二操作系統(tǒng),現(xiàn)在機(jī)械產(chǎn)品的開發(fā)往往不是一兩個(gè)人能完成的,而是工作小組共同完成,所以需要聯(lián)網(wǎng),用戶共享
5、全部軟硬件資源。如目前流行的虛擬企業(yè)、虛擬設(shè)計(jì)等。,DB—以一定的組織方式存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中相互有關(guān)的數(shù)據(jù)的集合;DBS—支持人們建立、使用和修改數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的軟件。,§2.3 CAD系統(tǒng)的軟件,2.3.2 機(jī)械CAD支撐軟件 按功能分有三類: 解決幾何圖形設(shè)計(jì)問題 解決工程分析問題 文檔寫作與生成問題。,基本圖形資源軟件 是根據(jù)各種圖形標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范實(shí)現(xiàn)的軟件包,大多是供應(yīng)用程序調(diào)用的圖形子程序或函數(shù)庫。因基本圖形資
6、源是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)制作的,故與硬件無關(guān)。這些圖形資源比較流行的有面向設(shè)備驅(qū)動(dòng)的CGI(Computer Graphics Interface),面向應(yīng)用程序的圖形程序包GKS(Graphics Kernal System)及PHIGS(Programmer’s Hierarchical Interactive Graphics System)。,二、三維繪圖軟件 解決零件圖的詳細(xì)設(shè)計(jì)問題,輸出符合工程要求的零件圖或裝配圖。分為交互式與
7、程序調(diào)用式兩種。目前多用交互式。商品化軟件中交互式繪圖系統(tǒng)很多,微機(jī)上有 AutoCAD, CADKey,PD(Personal Design),CADEasy 及眾多的國產(chǎn)軟件CAXA,IntelCAD;工作站上大多屬于CAD/CAM系統(tǒng)中的一個(gè)模塊,如I-DEAS系統(tǒng)中的Drafting。,幾何造型軟件 解決零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題。目前大多數(shù)為: 采用實(shí)體造型系統(tǒng)(Solid Modeling System)解決一般零部件的造型
8、; 采用曲面造型系統(tǒng)解決復(fù)雜曲面造型; 正在發(fā)展的參數(shù)化特征造型滿足CAD/CAM集成要求。 AutoCAD具有三維造型功能,特別是2004。,工程分析及計(jì)算軟件根據(jù)需求配置以下商品化軟件: 計(jì)算方法庫—各種數(shù)學(xué)計(jì)算問題; 優(yōu)化方法庫及常用零部件優(yōu)化模型; 通用或?qū)S糜邢拊治黾扒昂筇幚沓绦?,如SAP/5、SAP/93、ADINA、ANSYS、Algor等; 機(jī)構(gòu)分析及機(jī)構(gòu)綜合軟件,位置、速度、軌跡、加速度; 機(jī)械系統(tǒng)
9、動(dòng)態(tài)分析軟件,如模態(tài)分析法分析噪音和振動(dòng)。,文檔制作軟件,§2.3 CAD系統(tǒng)的軟件,2.3.3 商品化軟件實(shí)例Pro/EPro/E是近年來出現(xiàn)的較優(yōu)良的、適合于機(jī)械CAD/CAM的集成軟件系統(tǒng),由美國PTC公司推出,我國有很多用戶。,Pro/E的主要特征: 參數(shù)化特征造型; 統(tǒng)一的能使各模塊集成起來的數(shù)據(jù)庫; 設(shè)計(jì)修改的關(guān)聯(lián)性,即一處修改,別的模塊中相應(yīng)的圖形或數(shù)據(jù)也跟著修改。,Pro/E的主要模塊系統(tǒng)有2
10、1個(gè)模塊供用戶選用:Pro/Enginner 三維造型 參數(shù)化功能定義、組裝、三維實(shí)物著色、二維視圖生成、二維圖形輸出;Pro/ASSEMBLY 管理復(fù)雜部件的生成;Pro/DESIGN 在二維、三維狀態(tài)下裝配圖組裝設(shè)計(jì);Pro/DETAIL 生成工程圖紙,包括參數(shù)特征生成、自動(dòng)尺寸標(biāo)注;Pro/Draft 二維繪圖系統(tǒng);Pro/FEATURE 復(fù)雜造型、拱面、殼、相貫過渡;Pro/INTERFACE 與其他C
11、AD系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換,標(biāo)準(zhǔn)格式,IGES、DXF;Pro/MESH 有限元網(wǎng)格,§2.4 CAD系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與選擇,2.4.1 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的問題 明確系統(tǒng)需求 確定領(lǐng)域?qū)ο蠹茨念惍a(chǎn)品。要達(dá)到的目標(biāo)及關(guān)鍵技術(shù)。 確定近期目標(biāo)與長遠(yuǎn)目標(biāo) 根據(jù)人力、財(cái)力、現(xiàn)有技術(shù)水平等約束定近期目標(biāo),但也考慮未來,如專用性與通用性、實(shí)用性與先進(jìn)性等。 確定系統(tǒng)的集成水平 數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)交換以及各種接口。,2.4.2 選擇
12、系統(tǒng)的原則硬件要有良好的開放性 如可否用UNIX和Windows操作系統(tǒng),聯(lián)網(wǎng)。 軟件 標(biāo)準(zhǔn)操作系統(tǒng) 良好用戶界面 齊全的技術(shù)文檔 幾何造型及繪圖功能 功能豐富 前述的裝配圖、物理特性、公差、有限元等。 運(yùn)行可靠、維護(hù)簡單、性價(jià)比優(yōu)良。 售后服務(wù),綜上所述:CAD是一種方法,可以提高設(shè)計(jì)質(zhì)量,縮短設(shè)計(jì)周期,降低設(shè)計(jì)費(fèi)用;CAD是一種技術(shù),涉及到圖形處理、工程分析、數(shù)據(jù)管理與交換、文檔處理、軟件設(shè)計(jì)等,是一種
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