计算机辅助设计应用
西南交通大学材料学院授课教师：黄兴民
第一章绪论教学内容安排细化方案
开场白
大家好，上课之前简单的介绍下自己……
在学习的课程中，我个人希望大家记住两点：
1.教与学是一个互动的过程。老师在讲授和演示的时候，大家应有积极反馈。
2.师生之间应该彼此尊重。讲台下是朋友，课堂上是师生，希望大家不要迟到，早退，遵守好课堂纪律。有什么good idea 可以一起分享。
一、内容铺垫
进入二十一世纪，随着科学技术的发展，计算机的软硬件技术的不断得到发展，其计算功能越来越强大，性能也越来越稳定。与此同时，计算机及软件使用渗透到人类生活每个方面。比如：普遍使用的office 软件，杀毒软件诺顿，瑞星，卡巴斯基，游戏软件魔兽世界，极品飞车等，图形处理软件photoshop，文献阅读软件，Adobe Reader ，CAJviewer，网络资源下载软件：Bt，迅雷，网际快车，网络聊天工具：QQ，MSN，skype等。
另外一方面，这是个知识爆炸的时代，新知识和新理论层出不穷专业划分愈来愈细，大脑的物理容量相对有限。因此，在工业生产和科学研究上，计算机软件发挥着越来越重要的辅助作用。不同领域，不同行业，不同公司，都在不同程度上使用和依赖着一种以上的专业计算机软件。
提问？同学们已经接触到或者了解过的计算机辅助软件有哪些？
AUTOCAD ,Pro/Engineer，Solidworks，Solidedge，UniGraphics（全拼），CATIA等专业绘图软件，AUTOCAD, Pro/E,UG CATIA,SOLIDWORKS,SOLIDEGDE,等等。
在科研领域，也常常使用到一些辅助分析软件。
比如：Jad 5.0 有助于处理X射线衍射数据，
originPro 8.0用于实验数据的处理和绘制
Netzch TA 4.5分析DSC（DSC）差示量热扫描仪。。。。。。
机械制造领域，（CAD/CAE/CAM软件）
CAD即计算机辅助设计（Computer Aided Design, CAD），其概念和内涵正在不断地发展中。在早期是英文Computer Aided Drafting (计算机辅助绘图)的缩写。AUTOCAD随着计算机软、硬件技术的发展，人们逐步的认识到单纯使用计算机绘图还不能称之为计算机辅助设计；真正的设计是整个产品的设计，它包括产品的构思、功能设计、结构分析、加工制造等。二维工程图设计只是产品设计中的一小部分；于是CAD的缩写也由Computer Aided Drafting 改为 Computer Aided Design，CAD也不再仅仅是辅助绘图，而是整个产品的辅助设计。 AUTOCAD
一般认为，CAD(Computer Aided Design,计算机辅助设计)指几何建模，它是利用计算机技术进行几何设计、修改和绘图。CAD使得工程师们彻底摒弃了画图纸和三角板。著名的CAD软件如AutoCAD(2D即平面制图的老大)、UG、solidworks、solidedge、Pro/E(都是优秀的3D制图软件,其实如UG等也带有CAM功能)。
CAE 是计算机辅助工程(Computer-Aided Engineering)的英文简称，随着计算技术的发展，企业可以建立产品的数字样机，并模拟产品及零件的工况，对零件和产品进行工程校验、有限元分析和计算机仿真。在产品开发阶段，企业应用CAE能有效地对零件和产品进行仿真检测，确定产品和零件的相关技术参数，发
现产品缺陷、优化产品设计，并极大降低产品开发成本。在产品维护检修阶段能分析产品故障原因，分析质量因素等。
CAE(Computer Aided Engineering，计算机辅助工程)指的是利用计算机进行模拟分析计算，当然在分析计算之前少不了要进行几何建模。CAE软件的出现使得工程师们可以根据科学理论利用计算机有效的预测产品设计是否合理。著名的MSC公司的软件及ANSYS和ABAQUAS等。
CAM (computer Aided Manufacturing，计算机辅助制造)：利用计算机来进行生产设备管理控制和操作的过程。它输入信息是零件的工艺路线和工序内容，输出信息是刀具加工时的运动轨迹(刀位文件)和数控程序。CAM(Computer Aided Manufacturing, 计算机辅助生产)包括工艺设计、NC(Numerical Control)编程及机器人程序编制，这属于自动化的范畴。当CAD/CAE/CAM充分发展并且全部集成时，一个智能化制造系统就诞生了，工程师们只要坐在电脑前与计算机对话，只要其能够充分的表达创意，在工厂里出现什么样的产品这个过程也不再是梦。这时候，产品的标准化也向个性化发展了。相关软件有华铸CAE 等。
“华铸CAE”铸造工艺分析软件是分析和优化铸造工艺的重要工具，是华中科技大学（原华中理工大学）经20多年研究开发，并在长期的生产实践中不断改进，完善起来的集成软件系统，目前发行的版本是V8.0。它以铸件充型、凝固过程数值模拟技术为核心对铸件的成型过程进行工艺分析和质量预测，从而协助工艺人员完成铸件的工艺优化工作。多年来在提高产品质量，降低废品，减少消耗，缩短试制周期，赢得外商订单等方面为众多的厂家创造了显著的经济效益，在行业内享有广泛的声誉和信誉。
Deform3D V5.0 Deform 英文 5.0 有限元分析
DEFORM-3D是在一个集成环境内综合建模、成形、热传导和成形设备特性进行模拟仿真分析。适用于热、冷、温成形，提供极有价值的工艺分析数据。如：材料流动、模具填充、锻造负荷、模具应力、晶粒流动、金属微结构和缺陷产生发展情况等。DEFORM-3D功能与2D类似，但它处理的对象为复杂的三维零件、模具等
＊CAD是CAE、CAM和PDM的基础。在CAE中无论是单个零件、还是整机的有限元分析及机构的运动分析，都需要CAD为其造型、装配；在CAM中，则需要CAD进行曲面设计、复杂零件造型和模具设计；而PDM则更需要CAD进行产品装配后的关系及所有零件的明细(材料、件数、重量等)。在CAD中对零件及部件所做的任何改变，都会在CAE、CAM和PDM中有所反应。所以如果CAD开展的不好，CAE、CAM和PDM就很难做好。
PDM的中文名称为产品数据管理（ProductDataManagement）。PDM是一门用来管理所有与产品相关信息(包括零件信息、配置、文档、CAD文件、结构、权限信息等)和所有与产品相关过程(包括过程定义和管理)的技术。＊职场竞争异常激烈的今天，掌握一门计算机辅助设计软件将使你占据求职和升职的制高点。
……..
二、内容导入
前面介绍了计算机辅助设计的定义和一些常用软件，现在结合本专业相关
领域，来介绍计算机辅助设计软件的作用和重要性。
根据有关资料介绍，一个新产品的问题约有50%～70%以上可以在设计阶段消除。在国际上，几乎所有重要的机械产品和装备都必须要采用数值方法进行计算分析和技术校核。
对于新型轿车的设计和制造，如果采用全数字化的设计和高精度模拟，可以减少接近60%以上的实物试验，新型号的开发时间可以缩短一半，开发费用也可以降低三分之一以上。
案例1：波音飞机，采用CATIA等行业软件进行先期设计。。。。。
比如：美国Boeing 公司设计的B-777 飞机，就在计算机上完全实现了原型和制造工艺的“无纸设计”，计算机辅助设计提高了公司的行业竞争力，节省了资源
点评：其中大规模计算（模拟和仿真）起到了核心技术的支撑作用。
实际上，大规模计算在科学研究上，已经成为探知复杂对象本质规律的定量分析手段，在工程设计和工艺设计上，可以成为替代大量实物试验的数字化“虚拟实验”，做到高效率和低成本。
数值模拟技术简介
工程中的许多问题，包括固体力学位移场和应力场分析，流体力学中的流场分析，传热学中的温度场分析，振动特性分析等等，都可归结为在给定的边界条件下求解其控制方程（常微分方程或偏微分方程）的问题。
那些性质比较简单，且边界条件相当规则的少数工程问题，——用解析方
法能求出精确解。
对大多数的工程问题，由于物体的几何形状较复杂或者某些特征是非线性
的，则很少有解析解。——用解析方法不能求出精确解
求解此类复杂的工程问题通常有两种解决途径：
一、是引入简化假设，将方程和边界条件简化为能够处理的问题而得到简化状态下的解。这种方法在有限的情况下是可行的，但过多的简化可能导致错误的解；
二、是在广泛吸收数学、力学理论的基础上，借助于计算机来获得满足工程
要求的数值解——数值模拟技术。
在过去五十年里，伴随着高速电子计算机的出现和发展，用于求解数学物理方程的数值计算方法得到了长足的发展，其中尤以有限单元法为甚。
与有限差分法、边界元法等数值方法相比，有限单元法具有对复杂几何形状及边界条件的适应性好、近似解连续、易于处理复杂本构关系及非线性问题等优点。有限元方法是求解各种复杂数学物理问题的重要方法。如今，有限单元法已
经发展得非常完善，以致于被认为是有效地求解各种数学物理方程问题的最好方法之一。
利用该方法可以获取几乎任意复杂工程结构的各种信息，还可以直接对工程设计进行各种评判，可以对各种工程事故进行技术分析。在现在的主流CAE 软件中，有限元分析法的运用最为广泛。
有限单元法：（Finite Element Method ）是一种离散化的数值方法。 古代数学家以正多边形来逼近圆的方法求出了圆周长，其中就包含了有限单元法的思想。
有限单元法的基本思想是将物体（即连续的求解域）离散成有限个简单单元的组合，用这些单元的集合来模拟或逼近原来的物体，从而将一个连续的无限自由度问题简化为离散的有限自由度问题。物体被离散后，通过对其中各个单元进行单元分析，最终得到对整个物体的分析结构。随着单元数目的增加，解的近似程度将不断增大和逼近真实情况。
离散化是有限元方法的基础。必须依据结构的实际情况，决定单元的类型、数目、形状、大小以及排列方式等。
离散后的单元与单元间只通过节点相联系。
1956年，M.J.Turner et al 发表了在结构力学中采用有限单元法的第一篇论文；1960年，R.W.Clough 将这一方法从结构力学推广到弹性力学——处理了平面应变的问题，提出了“有限单元”（Finite Element ）。
有限单元法的基本过程
1.将介质的复杂几何区域离散为具有简单几何形状的有限单元。
实际载荷值
线性近似
)
) 节点
2.离散后的单元与单元间只通过节点相联系，所有力和位移都通过节点进行计算。
3.对每个单元，选取适当的插值函数，使得该函数在子域内部、子域分界面上都满足一定的条件，得到方程。
4.然后把所有的方程组合起来，得到整个机构的方程组，求解该方程组，就可得到整体结构的近似解。
可以看出，有限单元法的基本思想是"一分一合"，分是为了就进行单元分析，合则为了对整体结构进行综合分析。
现代意义的有限单元法，是在电子计算机诞生以后才出现的，计算机为完成有限单元法中的大量计算提供了一种快速的手段，并使该方法切实可行。
在1960年随后的四十年间，伴随着计算机软硬件的飞速发展，有限单元法得到了极大的完善和广泛应用。现今，在数学物理方程的大多数领域，有限单元法已经被工程师和应用科学家们认为是一种具有巩固理论基础和广泛应用效力的数值分析工具。
同时，已经出现了大量成熟的有限元商业软件包，如NASTRAN、MARC、ANSYS 等。这些软件促进了有限单元法在工程实践中的广泛的应用，而这又反过来为有限单元法的进一步发展提供了新的发展动力。
有限元分析法的发展有以下几点：
1.分析区域的几何形式，已由最初的平面区域扩展到空间三维分析；由静力平衡问题扩展到非线性稳定问题、瞬态分析和波动问题。
2.分析的介质从线弹性材料扩展到塑性、粘弹性、粘塑性和复合材料等新材料领域；
3.分析领域也从最初的固体力学扩展到传热学、声学、电磁场等连续介质力学领域以及多物理场的耦合分析。
总之，有限元方法作为一种成熟的分析手段，在科学研究，工程设计和评判中发挥着巨大的作用。
三、内容展开
通过以上讲解，相信大家已经对计算机辅助设计软件的功能和重要性，以及有限元分析法有了有了初步的理解和认识，下面就介绍一下本门课程的主角――――ANSYS有限元分析软件：
ANSYS 软件的前世今生
1970年，John Swanson博士创建了ANSYS公司，总部位于美国宾夕法尼亚州的匹兹堡。30年来， ANSYS公司不断吸收新的计算方法和计算技术，致力于软件的开发，领导着世界有限元技术的发展并为全球工业广泛接受，其50000多用户遍及全世界。由最初的ANSYS 2.0版本发展到ANSYS 12.0版本。
ANSYS软件的功能:
●结构高度非线性分析；●电磁分析；●计算流体动力学分析；
●设计优化；●接触分析；●自适应网格划分；●大应变/有限转动功能；
●利用ANSYS参数设计语言(APDL)的扩展宏命令功能
ANSYS的特点：
功能强大，界面友善，多场耦合，应用领域广泛
●唯一能实现多场及多场耦合分析的功能软件
●唯一实现前后处理、求解及多场分析统一数据库的一体化FEA软件
●唯一具有多物理场优化功能的软件●强大的非线性功能
●多种求解器分别适用于不同问题的硬件配置●多种网格划分技术
●可与大多数的CAD软件集成并有接口●良好的用户开发环境
至今为止， ANSYS软件成为国际知名的大型通用有限元软件，可广泛应用于核工业、铁道、石油化工、航空航天、机械制造、能源、国防军工、电子、土木工程、造船、生物医学、轻工、地矿、水利、日用家电等一般工业及科学研究。该软件可在PC机及工作站上运行。
●波音747客机
●在Kid’s Toy 公司的儿童滑梯上●在Motorola 公司的手机上
●在壳牌润滑油油桶上●三大汽车公司的各类汽车上
●在Wilson 公司的高尔夫球杆上
是第一个通过中国压力容器标准化委员会认证并在全国压力容器行业推广的软件。全国100多所理工科院校采用ANSYS进行有限元分析。
点评：对材料专业的学生而言，掌握一种以上的计算机辅助设计软件，能大大的提高自己就业竞争力。
5.ANSYS 有限元软件在材料工程中的应用实例
案例1 显示器玻壳强度分析
在实际生产中经常发现玻壳在抽真空时有裂纹出现，通过采用ANSYS软件进行强度分析后发现：应力最大值位置正是裂纹出现的位置，最大值位置的应力计算结果与试验结果非常吻合。
案例2 汽车发动机分析
发动机机体在工作的时候同时承受着高温热载荷以及机械载荷，本质上是多物理场耦合体，ANSYS多物理场分析功能为发动机的分析提供了完整的解决方案。
案例 3 直升飞机的螺旋桨转动部件的装配分析
直升飞机的螺旋桨转动部件模型共358个零件，769个装配联结关系。采用AWB的自动探测接触功能，可以轻松地实现零件之间的接触以及装配联结关
系。
案例 4国家体育馆鸟巢
结构的主要荷载包括：恒荷载、活荷载，雪荷载、风荷载、温度作用。其中恒荷载含结构自重、吊顶、水槽和马道设备等等，活荷载由《建筑结构荷载规范》（GB5009-2001）不上人屋盖确定，雪荷载由《建筑结构荷载规范》（GB5009-2001）取设计基准期100年雪压，风荷载采用风洞报告数据，温度作用根据北京市近30年的气候统计资料确定。建筑物安全等级为一级，重要性系数取1.1，分项系数、组合系数按《建筑结构荷载规范》(GB5009-2001)及《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)选取，。
抗震分析：结构的设防烈度为8度，设计地震分组为第一组。工程场地为III类。地震分析采用振型分解反应谱法，地震作用效应采用CQC法。整体模型取振型120个，表1为前30振型的频率与周期。图2为其主振型图。
国家体育场“鸟巢”结构造型特殊、屋盖结构跨度巨大，钢结构自重在构件内力中所占比重很大。由于钢结构直接暴露于室外，温度变化将在结构中引起很大的内力和变形。对于这种特殊的结构体系来说，保证结构在罕遇地震作用时的安全性至关重要。因此，减少用钢量不但对节约投资、控制造价有直接的益处，同时对于减小地震与温度作用、增强结构的安全性也具有十分重大的意义。
在国家体育场设计过程中，为了减轻结构的自重，对于受力较小的次结构构件，有两种设计方案，一种是采用格构式构件加外覆装饰性薄钢板的做法。另外一种是考虑在箱型截面构件内部采用设置横向和纵向加劲肋的办法。因此设计人员专门研究了加肋构件和非加肋构件的承载力。
由于国家体育场的体型十分复杂，模型中很多部位出现大量杆件汇交的情况，这时必须对节点进行有限元分析才能判断节点构造的有效性。为此设计人员专门制定了节点有限元设计的技术条件。节点分析的一般流程为：
ANSYS/sap 2000 整体运算得到构件内力→建立节点实体并加载→求解并观察后处理，看结果是否满意
点评：
通过ANSYS软件平台的使用，项目组面对繁琐的结构设计时，不再显得束手无策。有助于项目组快速地把握核心和关键目标，梳理出完整的关键设计要素，大大提高了项目组的工作效率和质量，大大减少了无谓的返工设计和浪费，确保项目的实现。从源头上保障质量及可靠性，节约大量的研发成本。
四、内容总结
今天我们主要简要的介绍了计算机辅助设计应用，并介绍了有限元分析法和ANSYS软件的基本特点，对这门课程的内容有了初步的认识。随后，我们将通过理论讲授课和上机实践课交插进行的方式来完成课程教学。
除了教材以外，有时间和兴趣的同学还可以逛逛下面几个网站。
1、安世亚太.cn这个是官方网站当然要去。
2、仿真论坛
仿真论坛，国内最早的CAE论坛之一，会员和帖子数都比较多，高手也不错，
讨论气氛不错。
3、中国CAE联盟
这个网站是后起之秀，分类比较全面系统，资料比较多，讨论气氛还算可以，值得一提的是搜索功能比较强大，很方便，搜索地址。
4、傲雪论坛
国内最早的CAE论坛之一，遗憾的是最近不能注册了。
5、仿真在线https://www.doczj.com/doc/a610796811.html,还可以，可以去看看。/////
6、中国机械CAD论坛
7、开思网
8、https://www.doczj.com/doc/a610796811.html,
9、振动联盟https://www.doczj.com/doc/a610796811.html,
10、https://www.doczj.com/doc/a610796811.html,可以看看,资料还不错的。
下面介绍下课程安排和考核方式，上课时间和地点（见幻灯片）
考核通过很easy，但是考勤很tough。
下堂课开始，我们将进入第二章的学习，及了解和掌握ANSYS软件的用户界面，基本操作命令，工作环境，以及初步的建模过程。这是我们本门课程的基础，希望大家在上课前简单的预习一下。
好了，今天的课就上到这里，谢谢大家，再见!
计算机辅助设计的发展与应用 【摘要】计算机辅助设计(CAD)技术作为关键的共性技术.其广泛应用将促使人们思想观念、工作模式、生产方式的转变，由此对世界经济产生的影响，完全可以与十八世纪的工业革命相比拟。我国CAD软件的开发和应用与国外相比，还有较大的距离，但我们相信，随着知识产权意识的不断增强，随着我国改革开放的不断深入，具有自主版权的CAD软件将不断发展，并更加成熟和完善。与此同时，它也必将拥有更大的市场。本文研究了计算机辅助设计的发展与应用 【关键词】计算机；辅助设计；应用 计算机辅助设计CAD是指利用计算机系统辅助完成工程设计的设计绘图、修改、分析、优化和检验的过程。这一概念产生于七十年代，最初是在机械、电子等领域内的实现。随着32位高档微型机的问世，及高分辨率大屏幕显示器等硬件设备的出现，CAD技术进人普及及应用阶段，并且相继出现了CAM(计算机辅助制造)、CAI(计算机辅助教学)等项计算机应用技术。这些技术已引起人们普遍重视，并且开发出了很多实用系统，在生产实践中起到了减轻人类劳动强度和提高工作效率的作用。CAD引人土木工程领域·现在已经应用与规划设计、施工管理等工作中，收到了显著的经济效益。CAD技术已成为缩短生产周期、降低成本、提高工程和产品质量的重要手段。目前国内土建应用软件不断成熟，已广泛应用与工程设计实践中，随着计算机应用技术的发展，CAD正向标准化、集成化、智能化的方向发展，必将更好地为设计服务。 一、CAD技术在工业中的应用 我国早在二十世纪七十年代就已经开展了CAD技术的研究。在八十年代，我国进行了大规模的CAD技术研究和开发。在“九五”计划期间，国家科委将CAD应用作为四大工程之一（先进制造技术、先进信息工程、CIMS工程、CAD应用工程）。 随着科学技术的发展，CAD技术日益成熟，已经广泛应用于工程技术、机械制造等领域，成为一个技术含量密集的产业，特别是在机械、农业、化工、航天、航空、军事、汽车、电力、船舶、建筑等行业中的应用已经较为普遍。CAD系统的应用解决了产品设计数字化问题，影响和改变着工业的各个方面，使传统的产品设计技术及方式发生了深刻的变革，大大提高了设计的质量和效率。CAM系统的应用解决了实际产品的加工制造问题，提高了零部件的加工精度和产品的制造质量。CAD技术的应用，充分发挥了计算机及外围设备的能力，把计算机的高速度、准确性和大存储量与技术人员的思维能力、综合分析能力结合起来，从而大幅提高了生产效率，缩短了产品的研发周期，提高了设计和制造的质量，节约了原材料和能源，加速了产品更新换代，提高了企业的竞争能力。近年来，一批反映时代潮流的商品化CAD软件在我国广泛使用，如Pro/E、CATIA、UG、Cimatron等。另外，国内一些公司开发出了一批具有自主知识产权的CAD/CAM系统，如广州红地技术公司推出的金银花CAD系统、北航海尔公司开发的CAXA系列软件、武汉开目系列软件等。这些系统已具有很强的实用性和先进性，价格大大低于国外软件，进一步促进了CAD技术在我国的应用和发展。 二、计算机辅助设计的发展 1、智能化 要使自己的产品、工程和系统的质量好、成本低、市场竞争力强，就需要用最好的设计、最好的加工和最好的管理，迫切需要总结国内外相关产品、工程和系统设计制造的经验教训，把成功的设计制造经验做成智能设计、智能制造系统去指导新产品、新工艺和新系统的设计制造，才能使自己的产品、工程和系统具有创造性。目前在智能CAD方面主要开展了以下几方面的工作。 2、多学科多功能综合产品设计技术
XXXXXXXXXX 题目：计算机辅助设计及应用报告指导教师： 姓名：学号： 专业：机械设计制 造及自动化 班级：
计算机辅助技术及应用报告 一、设计思路 本次的零件是轴和齿轮，在设计时主要运用了旋转、拉伸等命令。 对于轴类零件，先在草图中按照尺寸要求画出轴的轮廓画出一半就可以了，然后围绕轴的中心线旋转一圈，整体模型就绘制完成了。再进行各种细节处理，比如倒斜角，倒圆角。对于轴上的键槽，按照要求在轴表面创建一个平面，然后在该平面上通过拉伸并求差制作键槽。最后在轴的两端按照要求钻孔，螺纹孔，本题的轴就建模完成了。 对于齿轮的设计过程，先用齿轮工具按照要求生成一个齿轮，然后对做好的齿轮运用拉伸工具，把齿轮中间凸出来的部分拉伸出来，再在中心通过拉伸求差绘制孔和键槽，齿轮端面凹进去的部分通过旋转求差完成该部分的绘制。然后再在通过拉伸制作出几个圆孔，阵列特征完成模型大体制作，最后再进行细节处理，如倒斜角，倒圆角等，完成链盘的整体绘制。
二、设计过程 轴： 1.打开UG10.0，用圆柱命令完成一个圆柱的设计，如下图所示： 2.再用相同的方法，完成全部圆柱的外形设计。如下图所示： 3.在有键槽的部位表面建立如下图所示的平面：
4.在创建的平面上通过拉伸，绘制出键的截面,如下图所示： 5.然后选择完成草绘，输入拉伸长度，求差，完成键槽的制作，如下图所示：
6.用同样的方法制作出其他的键槽，半径相同的圆柱可以用偏置命令，如下图所示： 7.按照图纸要求，在轴规定的一端运用孔工具，制作螺纹孔M24，长度62.如下图所示：
8.并再一次用孔工具，做直径25的孔，拉伸深度为10.3mm，然后倒斜角。结果如下图所示：
一计算机辅助制造概念 工业企业应用计算机的概况：1计算机在工业生产中；2计算机在产品设计中；3计算机在企业管理中；4计算机应用的一体化；5计算机应用的发展。 CIM概念：1企业各个环节是不可分割的；2整个制造生产过程实质上是对信息的采集…传递和加工处理的过程。 CIMS：CIMS则是在CIM概念指导下建立的制造系统。他是在自动化技术、信息技术、和制造技术的基础上，通过计算机及其软件，讲制造过程中各种分散的自动化系统有机的集成起来，已形成适用于多品种、小批量生产的、实现总体效益的智能化制造系统。 CAM技术是通过分级计算机体系结构，处理产品生产准备的工艺设计和作业计划设计，监控生产过程的加工、装配、物料搬运和产品质量检测与评价等各阶段作业的综合信息处理技术，是能监控生产过程中相互联系的制造作业，并以整体优化来控制其中的每一项作业的计算机应用系统。 CAM组成：它应由作为硬件的生产设备和作为软件的生产信息两大部分组成。 船舶产品及其制造过程的一系列特点：1造船生产方式的特点；2船体设计的表示方法特点；3船体建造工程的施工特点；4船舶舾装系统在船舶制造中的施工特点。 造船CAM技术特点：1船体放样的数据处理和计算2管系、电缆布置的数据处理和计算3船体构件的计算机辅助套料4船体构件加工特点的影响5船体装焊工艺特点的影响6舾装系统安装工艺特点的影响。 造船CAM技术的前三个特点，是在进入数控加工之前需要进行大量复杂的数据处理和计算工作，而且是属于生产工艺准备阶段的工作内容，他们与造船生产设计相互联系、相互结合、相互传递所需的信息。后三个特点是形成高度自动化和搞柔性化的造船cam系统的关键。 造船CAM的应用：1计算和统计工作2取代某些工艺过程（船体放样、套料和管系）3工艺过程控制（机床和辅助作业机械的数控）4信息存储、传递和信息处理5生产过程的监测。 造船CIMS组成：订货系统、计算机辅助工程系统、柔性制造系统、及造船工程数据库。 CIMS发展趋势：1系统集成技术和方法的研究，诸如各层计算机和各种自动化装置之间的处理任务的合理分配方案、系统的通信网络格式和快速通讯方案、对系统中千差万别的庞大数据库的数据挂历和数据处理技术。2以计算机技术为手段的船型试验和船舶性能分析方法的研究，诸如数学水池建设、新结构设计法。3按造船cims目标改造和继续纵深开发造船cad/cam系统，研究开发计算机辅助生产管理和业务管理等系统。4造船专用的装配、焊接和涂装等只能机器人及其脱机编程高级语言的研究开发及应用。5造船柔性制造系统的关键技术（如高柔性自动化装置和系统监控技术等的）研究、开发和应用。 二船体型线的数值表达 研究函数曲线表达式的两种方法：一种是使选择的函数表达式点点通过已知型值点，这就是所谓曲 线插值；另一种是使选择的函数值逼近已知的型值 点，这就是所谓的曲线拟合。 样条函数：简单来说就是分段解析函数，在曲线插值或拟合中多数采用多项式样条函数，就是整体具有一定连续性而分段多为多项式的样条函数。 圆弧样条;就是使用圆弧这个最简单的二次曲线，并以样条的思想而产生的圆样条。采用参数样条函数描述自由曲线的优点：1被描述的自由曲线的形状，在本质上是与坐标轴的选取无关的。2参数样条函数将自变量和因变量完全分开，使得参数变化对各因变量的影响可以明显的表示出来。3任何空间物体在坐标系中都可能会在某一位置上出现垂直切线和切平面，导致在该处斜率无穷大。4用参数样条函数表示曲线时因参变量是规范化的，因而所表示的曲线总是有界得，不需要另设其它几何数据来定义起边界。 手工放样对船体型线的绘制：乃是根据在平面上给定的一组离散点（型值点），将样条逐点通过给定点弯
计算机辅助设计(B)答案
东北大学继续教育学院 计算机辅助设计试卷（作业考核线上） B 卷学习中心： 院校学号：姓名： （共 4 页） 一．选择题(4分×10) 1．在CAD中获取帮助的快捷键是(A ) A) F1 B) F2 C) F3 D) F4 2．在CAD中下列不可以用分解命令分解的图形( A) A）圆形 B）填充的图案 C）多线 D）块 3．在AutoCAD中，如果。层是当前层，则它不可以被(D ) A）关闭和删除 B）锁死和关闭 C）冻结和锁死 D）删除和冻结 4．下列哪种对象不能利用偏移(OFFSET)命令偏移(A )。 A）文本 B）圆弧 C）线 D）样条曲线 5．使用ZOOM命令缩放图形时，图形的实际尺寸将(D ) A）按比例变大 B）按比例缩小 C）随机缩放 D）不变 6．应用延伸命令“extend”进行对象延伸时( B)
A）必须在二维空间中延伸 B）可以在三维空间中延伸 C）可以延伸封闭线框 D）可以延伸文字对象 7．在CAD中取消命令执行的键( C) A) 按回车键 B) 按空格键 C) 按ESC键 D）按F1键 8．下面的各选项都可以绘制圆弧，除了哪一项不行(B ) A）起点、圆心、终点 B）起点、圆心、方向 C）圆心、起点、长度 D）起点、终点、半径 9．在图层管理器中，影响图层显示的操作有(D ) A）锁定图层 B）新建图层 C）删除图层 D）冻结图层 10．一个完整的尺寸由哪几部分组成(D ) A）尺寸线、文本、箭头 B）尺寸线、尺寸界线、文本、标记 C）基线、尺寸界线、文本、箭头 D）尺寸线、尺寸界线、文本、箭头 二．判断题：（正确：T；错误：F）（2分×8） 1. AutoCAD中的倒圆角命令(fillet)中的圆角半径不可设为0。[ F ] 2. 锁定图层中的属性值不能编辑。[ T ] 3. 相对极坐标输入格式中极角以逆时针方向为正。[ T ] 4. AutoCAD中的倒圆角命令(fillet)可用于两条相互平行的直线。[ T] 5. AutoCAD中层名为“0”的图层，缺省设置线型为Continuous、颜色为White，它们不能 被改变。[ F ] 6. 利用特性选项板可以修改选定对象或对象集的任何可以修改的特性值。[ T ] 7. 窗口缩放是常用的缩小图形的方法。[ F ] 8. 不能为尺寸文字添加后缀。[ F ] 三．名词解释与简答题（5分×4） 1．什么是线型比例因子？ 答：AutoCAD的线型是一系列具有确定长度的短划线、空格及点的组合的重复。显然，对不同比例的图形这“确定长度”也应有相应的改变，这种改变的比例叫做线型比例因子。 2．关联填充和非关联填允有何区别？ 答：关联填充与构成图案边界的图形刘象有关。关联填充完成后，如果图案边界发生改
第1章计算机辅助设计概述 1.1 计算机辅助设计的概念 计算机辅助设计（Computer Aided Design，CAD），它是计算机科学技术发展和应用中的一门重要技术。所谓CAD技术，就是利用计算机快速的数值计算和强大的图文处理功能来辅助工程师、设计师、建筑师等工程技术人员进行产品设计、工程绘图和数据管理的一门计算机应用技术，如制作模型、计算、绘图等。 计算机辅助设计对提高设计质量，加快设计速度，节省人力与时间，提高设计工作的自动化程度具有十分重要的意义。现在，它已成为工厂、企业和科研部门提高技术创新能力，加快产品开发速度，促进自身快速发展的一项必不可少的关键技术。 与计算机辅助设计（CAD）相关的概念有： CAE（Computer Aided Engineering ）：计算机辅助分析。就是把CAD设计或组织好的模型，用计算机辅助分析软件对原设计进行仿真设计成品分析，通过反馈的数据，对原CAD 设计或模型进行反复修正，以达到最佳效果。 CAM（Computer Aided Manufacture ）：计算机辅助制造。就是把计算机应用到生产制造过程中，以代替人进行生产设备与操作的控制，如计算机数控机床、加工中心等都是计算机辅助制造的例子。CAM不仅能提高产品加工精度、产品质量，还能逐步实现生产自动化，对降低人力成本、缩短生产周期有很大的作用。 把CAD、CAE、CAM结合起来，使得一项产品由概念、设计、生产到成品形成，节省了相当多的时间和投资成本，而且保证了产品质量（如图1-1所示）。 是 图1-1 计算机辅助设计过程 计算机辅助设计（CAD）技术是集计算、设计绘图、工程信息管理、网络通讯等计算机及其他领域知识于一体的高新技术，是先进制造技术的重要组成部分。其显著特点是：
第6章计算机辅助设计及示例 教学要点 技能要点 计算机辅助设计及示例；平面设计模块、纵断面设计模块、横断面设计模块、挡土墙设计模块、涵洞设计模块、土石方调配模块和图表输出模块；平交口设计、交通岛设计、平交口模型、路脊线、边线和平交口范围；喇叭型立交、主线、被交线、匝道、线位数据图、连接部图、总体布置图和纬地软件。 引例 计算机辅助设计在道路设计领域得到广泛应用，国内外有许多专业应用软件， 如CARD/1、MOSS 、纬地、EICAD 和DICAD 等软件。这些专业软件具有强大 的平纵横三维设计功能，使设计人员从繁杂的计算过程中解放出来，设计时间 短、快，所设计图表清晰，便于设计人员修改。同时由于计算机的快速发展， 高效、动态、实时的道路设计成为可能。6.1 计算机辅助设计 6.1.1计算机辅助设计发展状况 计算机辅助设计 教案 学校：苏州市相城中等专业学校 课程：计算机辅助设计----Auto CAD2004 班级： 11 工艺美术 任课教师：吴丹 2012~2013学年度第一学期 一、课程性质和任务 （一）课程性质： 1、本课程适合于建筑工程专业 2、本课程属于技能基础课程 3、本课程属于专业必修课 （二）课程任务： 1、《计算机辅助设计----Auto CAD2004》是介绍在工程领域利用计算机技术进行辅助设计的理论与技术的学科，在工程设计等领域的应用日趋广泛，利用计算机的高效、快速、准确的计算和绘图能力，结合设计人员的经验和知识已成为今天完成工程设计的主要手段。 2、通过本门课程的学习，使学生了解计算机辅助工程设计的基本知识，掌握基本理论，具备计算机辅助设计的基本能力和技巧。 二、教学目标选择 （一）知识目标 了解计算机辅助设计产生及发展背景，在各行各业的应用情况，发展趋势等。熟悉操作环境、操作界面、绘图的一般流程，掌握辅助设计绘图的操作方法。 （二）能力（技能）目标 了解绘图的一般操作步骤。掌握基本的绘图命令，了解编辑绘图的一般步骤，掌握基本编辑命令和操作方法。掌握有关图案填充的命令和操作方法。了解文字式样设置、注写和编辑的操作方法。了解块、外部参照的基本概念。掌握块创建、使用和块属性的操作方法。了解尺寸组成、标注步骤等概念。掌握尺寸样式设定、尺寸标注、尺寸编辑、形位公差标注的有关命令和操作方法。掌握显示控制的有关命令和操作方法。熟练掌握有关设计中心、查询和辅助功能的命令和操作方法。掌握图形输出及图形打印管理的有关命令和操作方法。 （三）素质（态度）目标 要求学生对计算机辅助设计的现状和发展趋势有一个较为全面的了解，熟悉较新流行的计算机辅助设计软件，掌握其基本命令和操作方法。能够利用计算机进行本专业简单的设计工作，具备设计绘制建筑工程设计等平面图形的能力。 CAD/CAM 技术结课论文 计算机辅助设计与制造 的应用及发展前景 论文题目：CAD/CAM软件应用现状及发展前景院系： 专业： 年级： 姓名： 学号： 指导老师： 摘要 针对现阶段我国机械制造业现状，系统地分析了我国机械制造业发展趋势及CAD/CAM技术的要求，对国内外各种CAD/CAM软件的特点及其应用环境进行了分析，指出了CAD/CAM系统应用的选型原则及开发原则，阐述了CAD/CAM技术的发展及应用对我国机械制造业的意义所在。 【关键词】：CAD/CAM 机械制造业发展趋势 CAD/CAM(计算机辅助设计与制造)技术产生于20世纪50年代后期发达国家的航空和军事工业中。随着计算机技术和信息技术的发展，CAD/CAM技术在全球迅速普及开来。CAD/CAM(计算机辅助设计与制造)技术产生于20世纪50年代后期发达国家的航空和军事工业中。随着计算机技术和信息技术的发展，CAD/CAM 技术在全球迅速普及开来。对制造业来说，CAD/CAM是提高产品设计品质和制造品质、缩短产品开发周期，降低产品开发成本的强有力手段，已成为企业赢得市场的制胜法宝。因此，研究我国机械行业CAD/CAM技术应用现状，探讨其发展前景，对加快我国机械行业CAD/CAM技术推广应用步伐，提高我国机械制造业的国际竞争力具有深远意义。 一、模具CAD/CAM的现状 由于对模具要求的越来越高，传统的制模方法已经不能满足需要，这就促使了CAD/CAM技术在模具业中的应用。因此，发达国家从20世纪50年代末就开始模具CAD/CAM的研究[1-4]，如美国通用汽车公司在20世纪50年代就将CAD/CAM 技术应用于汽车覆盖件的设计和制造上；普惠（PW）公司早在1968年就开始把CAD/CAM技术应用于航空发动机的研究工作上，着手开发涡轮叶型设计系统TADSYS，使工程分析时间缩短到1/6，提高了设计质量；罗-罗公司的CAD/CAM 工作也是从叶片开始的，而且进展很快，其系统已成功应用于RB211-524发动机的涡轮叶片精铸模具上了。到20世纪80年代，模具CAD/CAM技术已经广泛应用于冷冲模具、锻造模具、注射模具、压铸模具的设计与制造。 我国由于计算机技术发展起步较晚等原因，模具CAD技术的研究与开发于上世纪70年代末才开始[3]，并相继在国家的“六五”、“七五”、“八五”、“九五”规划中均列为重要的技术攻关项目。通过几十年的努力，模具CAD技术的研究和开发已取得了很大的进展。 二、模具CAD/CAE/CAM技术优势 模具CAD/CAE/CAM技术是改造传统模具生产方式的关键技术,是一项高科技、高效益的系统工程。它以计算机软件的形式,为用户提供一种有效地辅助工具,使工程技术人员能借助计算机对产品、模具结构、成型工艺、数控加工及成本等进行设计和优化。模具CAD/CAE/CAM技术之所以发展迅速、应用广泛,深受广大设计人员的欢迎,是因为它具有以下几方面的优势:①提高模具制造的综合质量。CAD/CAE/CAM系统中,制造所需数据直接取自系统数据库,并经系统内部直接传送,速度快、错误少。模具制造广泛采用数控机床,精度高、自动化程度高,通过采用CAD/CAE/CAM技术生产的模具,精度和尺寸协调一致性得到进一步提高,对于型腔几何形状复杂的大型模具质量保证,效果尤为明显;②节省设计时间、缩短生产周期、提高劳动生产率。模具产品更新频繁的形势下,生产周期成为产品赖以生存的重要条件。采用CAD/CAE/CAM技术可以大大缩短模具设计制造周期,模具设计时间可以“小时”或“分钟”计算;③有利于实现设计方案的优化。提高模具设计水平是提高模具质量的重要环节,采用CAD/CAE/CAM技术可以通过计算机检索来继承前人的经验积累,采用一系列优化设计程序,通过人机交互,反复修改,发挥出设计者最大的才智,并利用计算机模拟成型,增大设计可靠性;④有利于提高产品的标准化。CAD/CAE/CAM技术要求模具设计过程、生产制造过程和工艺条件的标准化,通过信息的集成,使产品的设计、制造过程形成一个有机的整体;⑤有利于发挥设计人员的创造性。CAD/CAE/CAM技术通过计算机查阅设计模 专科《计算机辅助设计软件的应用》 一、（共75题,共150分） 1. 以下属于CAE内容的是( ) （2分） A.曲面造型 B.运动仿真 C.实体造型 D.数控编程 .标准答案：B 2. 以下设备不属于计算机系统输入设备的是（）（2分） A.绘图机 B.数字化仪 C.扫描仪 D.键盘 .标准答案：A 3. CAD系统中坐标变换是通过（）来实现的（2分） A.变换系数 B.变换方程 C.变换矩阵 D.变换矢量 .标准答案：C 4. 变换矩阵代表( ) （2分） A.错切变换 B.比例变换 C.恒等变换 D.投影变换 .标准答案：C 5. 在AutoCAD中为一条直线制作平行线用（）命令。（2分） A.移动 B.镜像 C.偏移 D.旋转 .标准答案：C 6. 在AutoCA中命令行输入“Z”后，再输入选项“A”，什么作用（）（2分） A.在图形窗口显示所有的图形对象和绘图界限范围 B.恢复前一个视图 C.显示所有在绘图界限范围内的图形对象 D.显示绘图界限范围 .标准答案：A 7. AutoCAD中，复制的快捷键是（）（2分） A.CO B.O C.X D.EX .标准答案：A 8. 在AutoCAD中，修剪命令（Trim）可以修剪多余对象，但下面的哪一项不能被修剪（）（2分） A.圆弧、圆、椭圆弧 B.直线 C.多线 D.射线、构造线和样条曲线.标准答案：C 9. AutoCAD默认的单位是（）（2分） A.厘米 B.分米 C.米 D.毫米 .标准答案：D 10. AutoCAD中画一个半径为8的圆,确定圆心后,输入“d”应再输入（）（2分） A.8 B.4 C.32 D.16 .标准答案：D 11. 下列有关于有限元法的说法中，错误的是（）（2分） A.有限元方法是一种计算机辅助计算的方法 B.有限元方法不能计算稳定性问题 C.有限元方法适用于静力场和动力学问题 D.有限元方法在计算时具有有限个节点 .标准答案：B 12. ( )可以直观地清晰地表达装配模型中各个零件的相对位置关系（2分） A.物性分析 B.装配干涉检查 C.装配树 D.爆炸图。 .标准答案：D 13. 以下属于参考特征的是( ) （2分） A.草图 B.倒角 C.基准面 D.圆周阵列 .标准答案：C 14. 通常我们所用的A4纸的尺寸是（）（2分） A.297×420 B.250×176 C.250×353 D.210×297 .标准答案：D 15. ( )计算速度快，且显示速度也快（2分） A.线框模型 B.表面模型 C.实体模型 .标准答案：A 16. 以下哪项不是UG中CAM模块的功能（）（2分） A.刀具加工资料管理 B.创建工艺文档 C.集成的加工模拟环境 D.工程制图 .标准答案：D 17. 下列关于Pro/E说法不正确的是（）（2分） A.Pro/E具有真正的全相关性，任何地方的修改都会自动地反映到所有相关地方 B.Pro/E是基于参数化，特征和历史的三维造型软件 计算机辅助设计机电产品 【摘要】：随着机械电子学的发展和机电一体化技术的推广，机械电子工程已经成为机械设计、微电子技术、计算机控制及信息技术相互交叉、渗透的学科，其应用已经遍及国民经济的各行各业。从发展趋势来看，必须用系统的观点走机电结合的道路，才能满足各种机电系统的性能设计和分析要求，研究和总结机械电子工程设计的规律和方法。计算机辅助设计是利用计算机硬件、软件系统和辅助设计人员进行工程和产品设计、修改、显示和图形输出的一种现代设计方法。计算机辅助设计的产品设计平台，也是顺应产品设计对现代设计方法的需求这一趋势。在总结机电产品一般性设计方法的基础上，应用模块化分解的办法，使产品设计过程在计算机上得到实现。本文的研究工作主要是针对于CAD作业方面。探讨在机电产品设计过程中，采用计算机现代设计方法，搭建计算机辅助设计平台系统的方法，集成了机电产品设计中需要用到的一般性通用模块。 【关键词】：计算机辅助设计计算机辅助设计平台 CAD技术机电产品应用 一、计算机辅助设计在生产中的应用及现状 20世纪80年代到90年代初，各CAD供应商推出的与CAD系统相配合的初期PDM产品，初步实现了CAD信息的集成，其集成工具主要是专用的CAD系统! CAD技术作为一项被世界各国广泛应用的计算机技术，它是衡量一个国家工业水平的重要标志之一，也是度量一个企业技术水平的重要标志。[1]利用计算机实现生产设计和生产，是降低成本提高工程设计中的精确强度，加强竞争与夺标能力的有力手段。计算机绘图是建立起某种模式和方法，使计算机领会人的意图，进行科学分析和计算，作出判断和选择，最后输出满意的设计结果和生产图纸。它是设计者向系统输人根据设计要求建立起来的数学模型和设计参数，让计算机去检查有关的资料，并根据相应的公式和标准规范进行计算机优化、显示出设计结果。其还可以在屏幕上对设计结果进行放、缩、旋转、平移等变换。如果用户不满意，可以对设计图形作出修改、剪裁、拼接等处理，直到获得满意的结 计算机辅助设计总结 一、课程介绍 计算机辅助技术(computer aided technology)是以计算机为工具，辅助人在特定应用领域内完成任务的理论、方法和技术。它包括计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助教学(CAI)、计算机辅助质量控制(CAQ)及计算机辅助绘图等。“辅助”是强调人的主导作用。在人的主导下，计算机和使用者构成了一个人机密切交互的系统。诸多计算机辅助技术中的CAD和CAM首先在飞机制造、汽车制造和造船等大型制 造业中广泛应用。其后，逐步推广到机械、电子、轻纺和服装等产品制造业以及建筑、土建等工程项目中。[1] 中文名：计算机辅助技术计算机辅助设计(Computer Aided Design，CAD)是利用计算机系统辅助设计人员进行工程或产品的设计，以实现最佳设计效果的一种技术。它已广泛地应用于飞机、汽车、机械、电子、建筑和轻工等领域。例如，在电子计算机的设计过程中，利用CAD技术进行体系结构模拟、逻辑模拟、插件划分、自动布线等。又如。在建筑设计过程中．利用CAD技术进行力学计算、结构计算、绘制建筑图纸等。各个领域的设计自动化程度提高，使设计速度和设计质量大大提高。[2] 外文名：Computer Aided X 简称：CAX 二、课程的应用范围 计算机辅助技术在许多领域得到了广泛的应用，在机械产品设计与制造方面应用最为广泛。它包括的应用有：工程图的绘制、模型生成、性能分析、数控加工、工艺计划编制等。采用计算机绘制工程图是用计算机和绘图机代替绘图板。计算机能够精确地算出图形的几何坐标，图形的比例、剖视、三视图、尺寸标注都由计算机自动完成。模型生成是将产品用数学方法表示成计算机能处理的形式，所建模型可用于计算、分析、数控加工。模型生成的数据还可在不同系统之间进行数据交换。性能分析，如有限元分析是检验设计结构是否合理的一个必要手段，它从力学的角度分析应力应变受载荷的影响以及受载时的物体变形情况。数控加工是由计算机生成加工指令，计算和显示加工轨迹，对加工过程进行仿真，以减少实际加工可能出现的废品，提高加工精度。计算机辅助编制工艺计划，可以优化加工计划，减少错误，特别是将专家经验用于计划设计，可大大提高设计的质量。本节将给出若干实例说明上述的某些应用。[3] 三、影响 计算机辅助技术的深远影响在于： (1)它将人们在产品开发方面的知识系统化、规范化、工程化。人们可以不断地堆砌知识工程阶段性成果——成功替代脑力劳动，进一步解放人类的生产力。 (2)它影响了企业的生产和管理模式(无图纸生产)，提高了竞争能力(软盘、u盘、硬盘、光盘成为财富载体)——重塑当今社会的新关系。现在推广的CAD技术已经与企业信息化融为一体。 (3)它改变了产品开发方式、工作风格，提高了开发质量——造就一代新型的产品设计师。 CAX技术被评为20世纪60年代以来十大杰出技术成就之一。国外有人指出，CAX是对20世纪的发展影响最大的十项先进科学技术之一。美国国防部也将广义的“设计自动化”确定为国防关键技术之一。 CAX是电子信息科学发展的产物，电子设计又是CAX技术的一个重要活动领域。国内外电子CAD应用的普及 一指工程设计中的计算机辅助工程CAE(Computer Aided Engineering)，指用计算机辅助求解分析复杂工程和产品的结构力学性能，以及优化结构性能等。而CAE软件可作静态结构分析，动态分析；研究线性、非线性问题；分析结构（固体）、流体、电磁等。另外，也指高级英语证书(CAE)，是英语使用人士的高级而权威的资格证明，英国多数大学都承认CAE符合入学英语条件。 查看精彩图册 目录 简介 基本概念 基本结构 CAE分析的三个步骤 CAE软件的结构与功能 发展历史 功能及用途 关键技术 CAE软件 常用CAE软件简介 CAE软件的应用分析 新版ansys简介 展开 简介 基本概念 基本结构 CAE分析的三个步骤 CAE软件的结构与功能 发展历史 功能及用途 关键技术 CAE软件 常用CAE软件简介 CAE软件的应用分析 新版ansys简介 展开 编辑本段简介 CAE(Computer Aided Engineering）是用计算机辅助求解复杂工程和产品结构强度、刚度、屈曲稳定性、动 CAE 力响应、热传导、三维多体接触、弹塑性等力学性能的分析计算以及结构性能的优化设计等问题的一种近似数值分析方法。CAE从60年代初在工程上开始应用到今天，已经历了50多年的发展历史，其理论和算法都经历了从蓬勃发展到日趋成熟的过程，现已成为工程和产品结构分析中(如航空、航天、机械、土木结构等领域）必不可少的数值计算工具，同时也是 分析连续力学各类问题的一种重要手段。随着计算机技术的普及和不断提高，CAE系统的功能和计算精度都有很大提高，各种基于产品数字建模的CAE系统应运而生，并已成为结构分析和结构优化的重要工具，同时也是计算机辅助4C系统（CAD/CAE/CAPP/CAM）的重要环节。CAE系统的核心思想是结构的离散化，即将实际结构离散为有限数目的规则单元组合体，实际结构的物理性能可以通过对离散体进行分析，得出满足工程精度的近似结果来替代对实际结构的分析，这样可以解决很多实际工程需要解决而理论分析又无法解决的复杂问题。其基本过程是将一个形状复杂的连续体的求解区域分解为有限的形状简单的子区域，即将一个连续体简化为由有限个单元组合的等效组合体；通过将连续体离散化，把求解连续体的场变量（应力、位移、压力和温度等）问题简化为求解有限的单元节点上的场变量值。此时得到的基本方程是一个代数方程组，而不是原来描述真实连续体场变量的微分方程组。求解后得到近似的数值解，其近似程度取决于所采用的单元类型、数量以及对单元的插值函数。根据经验，CAE各阶段所用的时间为：40%～45%用于模型的建立和数据输入，50%～55%用于分析结果的判读和评定，而真正的分析计算时间只占5%左右。针对这种情况，采用CAD技术来建立CAE的几何模型和物理模型，完成分析数据的输入，通常称此过程为CAE的前处理。同样，CAE的结果也需要用CAD技术生成形象的图形输出，如生成位移图、应力、温度、压力分布的等值线图，表示应力、温度、压力分布的彩色明暗图，以及随机械载荷和温度载荷变化生成位移、应力、温度、压力等分布的动态显示图。我们称这一过程为CAE的后处理。针对不同的应用，也可用CAE仿真模拟零件、部件、装置（整机）乃至生产线、工厂的运动和运行状态。 CAE 计算机辅助工程（Computer Aided Engineering，CAE）技术的提出就是要把工程（生产）的各个环节有机地组织起来，其关键就是将有关的信息集成，使其产生并存在于工程（产品）的整个生命周期。因此，CAE系统是一个包括了相关人员、技术、经营管理及信息流和物流的有机集成且优化运行的复杂的系统。 随着计算机技术及应用的迅速发展，特别是大规模、超大规模集成电路和微型计算机的出现，使计算机图形学（Computer Graphics，CG）、计算机辅助设计（Computer Aided Design，CAD）与计算机辅助制造（Computer Aided Manufacturing，CAM）等新技术得以十分迅猛的发展。CAD、CAM已经在电子、造船、航空、航天、机械、建筑、汽车等各个领域中得到了广泛的应用，成为最具有生产潜力的工具，展示了光明的前景，取得了巨大的经济效益。 计算机技术的迅速发展还推动了现代企业管理的发展，企业管理借助于管理信息系统的支持与帮助，利用信息控制国民经济部门或企业的活动，做出科学的决策或调度，从而提高管理水平与效益。企业生产经营活动的各个环节，从工程的立项、签约、设计、施工（生产），一直到交工（交货），是一个连续的过程，有机的整体. 《计算机辅助设计》复习题目 一、单项选择题 1.AutoCAD用户图形文件默认的文件名后缀是（D）。 A.DWT B.DXF C.TXT D.DWG 2.AutoCAD与其他软件交换数据的文件名后缀是（B）。 A.DWT B.DXF C.TXT D.DWG 3.AutoCAD 绘图时用户可以定义（A）个层。 A.256个 B.8个 C.64个 D. 1024个 4.不属于AutoCAD中定义的层的属性是（A）。 A.角度 B.名称 C.颜色 D.打印开关 5.AutoCAD的绘图界限（Limits）在绘图时（C）。 A.不能改变 B.初始确定后不能改变 C.可以随时改变 D.不设定界限 6.AutoCAD设置绘图界限（Limits）的作用是（B）。 A.删除界限外的图形 B.只能在界限内绘图 C.使界限外的图形不能打印 D.使光标不能移动到界限外 7. AutoCAD输入点坐标时，使用相对极坐标的格式为（D）。 A. @35,40 B.35,40 C.100<30 D. @100<30 8. AutoCAD输入点坐标时，使用极坐标的格式为（C）。 A. @35,40 B.35,40 C.100<30 D. <100@30 9.AutoCAD在标注尺寸时，尺寸端点的形式（C）。 A.必须是箭头 B.必须是45度短线 C.可以在列表中选择 D.不能选择 10.AutoCAD在标注尺寸时，尺寸端点的形式（C）。 A.两端必须一样 B.必须是45度短线 C.可以在列表中选择 D. 所有尺寸形式必须统一 11.AutoCAD 绘图时用户可用的线型（D）。 A.只有实线 B.有实线中心线和虚线 C.有各种线型无需调入 D.有各种线型需调入 12.AutoCAD 绘图时用户可用的颜色（C）。 A.不能使用任意颜色 B.必须与定义的层颜色一致 C.可以调入多种系统颜色 D.只能使用7种颜色 13.AutoCAD的绘图编辑时，属性匹配（Match）（D）。 A.不能改变属性 B.只能改变图层 C.所有属性都改变 D.除几何属性外都改变 14. AutoCAD中，当系统提示输入点坐标时（B）。 A.只能输入绝对坐标 B.输入坐标或鼠标指定 C.只能输入相对坐标 D.只能用鼠标指定 15.AutoCAD在标注尺寸时，尺寸端点的大小（A）。 A.在对话框中修改 B.自动改变 C.随尺寸大小自动调整 D.不能改变 16.AutoCAD在标注尺寸时，尺寸端点的大小（D）。 A.只能在标注样式中修改 B.只能在特性管理对话框中修改计算机辅助设计CAD教案设计
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