计算机辅助设计简介.ppt

目前，神经网络和专家系统有联合起来的趋势，神经网络也 可设计成某种专家系统，实现专家系统的功能。基于神经网络 的专家系统在知识获取、并行推理、适应性学习、联想推理、 容错能力方面明显优于传统的专家系统。
③ 基于特征的设计 特征设计是用易于识别的、包含加工信息的几何单元(如孔、
槽，倒角等)来取代以往设计中所用的纯几何描述(如直线、圆 弧等)。
与传统的机械设计相比，CAD技术都有着巨大的优越性。
主要表现在： ① CAD可以提高设计质量。 ② CAD可以节省时间，提高生产率。 ③ CAD可以较大幅度地降低成本。 ④ CAD技术将设计人员从繁琐的计算和绘图工作中解放出
来，使其可以从事更多的创造性劳动。
（2）计算机辅助设计的研究热点及展望 CAD技术现今及将来会在以下几方面进行重点研究，并将
知识获取
专家系统部分
人机界面
知识库 模式性知识 数值分析法 规则性知识
自学习机
推理机
设计资料 数据库
逻辑推理 模式联想
分析计算
CAD部分
用户
图形交互 输入输出
绘图及文 件编写
动态 数据库
图1-6
由图1-6可知，一个智能CAD系统由以下几个部分组成： ① 知识获取，用来获取来自领域专家的知识；
② 知识库，用来存放各种知识，工作时与推理机交换信息； ③ 自学习机，在推理过程中进行学习，将得到的新知识不断充 实知识库，并删除知识库中过时的知识； ④ 人机界面，是用户与系统的接口； ⑤ 绘图和文件编写，从中间数据库获取结果数据，采用交互或 自动化的方式产生图样和设计文件； ⑥ 动态数据库，存放推理过程的中间结果、用户输入信息及最 终结果； ⑦ 推理机是整个系统的核心，其任务是将输入要求与知识库相 匹配，触发适用的规划，使有关结论得到执行。推理机要对各 组成部分实现控制，解决各结论之间的矛盾，对设计结束进行 评价和决策，最后得到最佳设计结果； ⑧ 分析计算部分，用各种程序进行计算和分析，给推理机提供 定量的评价和决策数据； ⑨ 设计资料数据库，存放大量的设计标准和参考资料，用来支 持分析计算、评价及决策过程。

1.4 计算机辅助设计的应用
CAD的基本技术 4. 科学计算 模拟真实世界的数学、力学方法。例如有 限元、边界元等计算方法等。
1.4 计算机辅助设计的应用
CAD的基本技术 5. 优化设计 选定在设计时力图改善的一个或几个量作 为目标函数，在一定约束条件下，以数学方 法和电子计算机为工具，不断调整设计参量， 最后使目标函数获得最佳的设计。
计算机辅助设计包括的内容很多，如概念设计、 优化设计、有限元分析、计算机仿真、计算机绘 图等。
1.1 什么是计算机辅助设计
设计的重要性
“设计工作是新产品研制的第一道工序，设计 工作的质量和水平，直接关系到产品质量、性能、 研制周期和技术经济效益”——书本P1 设计的广泛性
除了花草树木这些自然景物，从茶杯到桌子、 建筑、公路、桥梁、火车……所有跟普通人生活 息息相关的物品和工程设施，都需要设计。
1.5 CAD系统的组成与配置
1.5.3.2 常用CAD软件介绍 1. 绘图软件
AutoCAD-欧特克公司 特点：专业制图，三维建模，渲染
1.5 CAD系统的组成与配置
1.5.3.2 常用CAD软件介绍 2. 造型软件
UG-美国麦道 Pro/Engineer-美国参数技术公司 CATIA-法国达索飞机公司 特点：三维，CAD/CAM，参数化设计
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1.3 CAD的特点
工作内容
• 设计数据库 • 图形数据库 • 应用程序库
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1.3 CAD的特点
在数据库的基础上开展CAD工作 五个方面：
• • • • • 建立模型； 设计计算； 图形显示； 仿真； 出图样、文档等。
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1.3 CAD的特点
1）提高设计质量
综合性的技术知识；人机交互使产品设计更加合理； 优化设计；数据的一致性。

1.2 CAD在土木工程中的 应用
PMCAD可绘制各种类型结构的结构平面图和楼板配筋图， PMCAD还可以作砖混结构和底层框架上层砖房结构的抗震分析 验算。同时，PMCAD还能够用来统计结构工程量，并以表格形 式输出。
1.2 CAD在土木工程中的 应用
2）PK模块 PK模块则是钢筋混凝土框架、框排架、连续梁结构计算与
施工图绘制软件，PK模块具有二维结构计算和钢筋混凝土梁柱 施工图绘制两大功能。
PK模块本身提供一个平面杆系的结构计算软件，适用于工 业与民用建筑中各种规则和复杂类型的框架结构、框排架结构、 排架结构、剪力墙简化成的壁式框架结构及连续梁结构、拱形 结构等。
1.2 CAD在土木工程中的 应用
在整个PKPM系统中，PK承担了钢筋混凝土梁、柱施工图辅 助设计的工作，可为用户提供四种方式绘制的梁、柱施工图。
1.2 CAD在土木工程中的 应用
整座建筑的设计应包括建筑、结构、给水排水、暖气通风、 通信、供电、电梯等设备以及装修等各协作专业的设计集成，称 为建筑集成化设计体系。
现在国际上先进的建筑集成化计算机辅助设计系统（CAAD） 具有资料检索（信息库的建立与管理）、科学计算、绘图与图形 显示、仿真模拟、综合分析、评价优化以及咨询决策等方面的基 本功能。它的工作范围包括可行性研究、总体规划、初步设计、 技术设计、施工图绘制、设计文件以及工程造价预测与分析的全 过程。
图12-2 PKPM建模
1.2 CAD在土木工程中的 应用
1）PMCAD模块 结构平面计算机辅助设计软件（PMCAD）是整个PKPM软
件的核心，它采用人机交互方式，引导用户逐层对要设计的结 构进行设置，建立起一套描述建筑物整体结构的数据，如图123所示。
图12-3 PM软件界面

精度
精度决定了测量和标注的精确程度。 精度越高，测量和标注的结果越准确 ，但也会增加计算负担。
线条与颜色
线条
在CAD制图中，线条是最基本的元素之一。我们可以使用各种线条类型和线宽来表示 不同的对象和边界。
颜色
通过设置线条和填充的颜色，我们可以使图纸更加清晰易读。在CAD中，我们可以使 用各种颜色模式，包括真彩色和灰度模式。
CAD软件将与AR和VR技术结合，实现更加沉浸式的设计体验。
智能制造
随着工业4.0的推进，CAD软件将更加紧密地与智能制造系统集成。
定制化设计
随着消费者需求的个性化，CAD软件将更加注重用户定制化设计的需 求。
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04 CAD图层与特性管理
图层的概念与作用
图层是CAD软件中用于组织和管理 图形对象的工具，它将不同类型的对 象分配到不同的图层上，方便用户对 图形进行编辑和管理。
图层的主要作用包括：提高绘图效率 、方便图形编辑、实现图形的层次化 管理、便于图形输出和打印等。
图层的创建与编辑
在CAD软件中，可以通过菜单或工具栏创建新的图层，并为其命名、设置 颜色、线型和线宽等属性。
CAD制图基本知识PPT课件
contents
目录
• CAD制图概述 • CAD制图基础知识 • CAD绘图工具介绍 • CAD图层与特性管理 • CAD绘图技巧与实例 • CAD制图规范与标准 • CAD制图软件推荐与展望
01 CAD制图概述
CAD制图的定义
总结词
CAD（计算机辅助设计）制图是指利用计算机软件进行二维或三维图形设计的过程。
详细描述
CAD制图是一种利用计算机软件进行设计的方法，它能够实现快速、精确的绘图和模型创建，广泛应用于建筑、 机械、电子、航空航天等领域。通过CAD软件，设计师可以更加高效地进行设计、修改和优化，提高设计质量和 效率。

图4-b
滚筒式绘图机
4. 图形显示设备
图形显示器，它像一个窗口，使设计者能及时了解人机间的信 息交互情况。 图形显示器不但能显示字符信息，而且能随时显示所设计的图 形，并能让用户对这些图形进行增、删、改、移动等交互操作，因 此它不单纯是被动地显示图形，而且是一种交互式的图形显示。 目前，计算机图形显示器一般都是采用阴极射线管（CRT）作 为显示设备。
图2-a CAD系统的硬件
由上图可见，CAD系统所用的硬件一般包括：
计算机主机及外围设备 图形输入设备 绘图输出设备 图形显示设备
1. 计算机主机及外围设备
计算机主机及外围设备是CAD系统硬件的重要组成部分。 它包括：
● ●
计算机主机
外存储器 ● 计算机网络
●
计算机主机
中央处理器（CPU） 主存储器（或称内存）
随着CAD技术的发展，性能提高，价格降低， CAD开始在设计领域全面普及，成为必不可少的设计工具。
全面普及阶段
20世纪 90年代
1.3 CAD 的功能及CAD设计的特点
CAD技术的主要应用有以下几方面：
► 科学计算与分析
能进行各种复杂的设计计算、性能分析以及评价经 济；
► 工程分析
常见的分析有：有限元分析、优化设计、可靠性设 计、运动学及动力学分析等。此外，针对某个具体设计对 象还有它们自己的工程分析问题,如注塑模设计中要进行塑 流分析 、冷却分析 、变形分析等 。
► 数据处理
有完善的数据库系统，能对设计、分析、绘图等所使用的大量 数据进行存取、查找、比较、综合等处理；
► 编制设计文档或生成报表
能制订各种技术文件，如文档制作、编辑及文字处理等。
CAD设计具有如下主要特点：

图9-6 建立垂直参照平面
7.3.2 修改子图元
选择屋顶图元，在“修改/屋顶”选项卡中单击“形状编辑” 面板中的“添加点”按钮，分别在B轴线与参照平面交点、C轴线 与参照平面交点两端单击，创建顶点，如图9-7所示。
图9-7 创建顶点
7.3.2 修改子图元
单击“形状编辑”面板中的“添加分割线”按钮， 依次单击创建的顶点对顶点进行连接，使用相同的工具 分别将顶点与4个交点连接，如图9-8所示。
图8-23 附着或未附着的效果
7.2.1 创建楼板
“绘制”面板中的“坡度箭头”按钮主要用于在斜楼板上添 加坡度箭头，如图8-24（a）所示。在打开的“属性”选项板中可 以设置坡度线的最低处标高和最高处标高，如图8-24（b）所示。
图8-24 坡度箭头及其“属性”选项板
7.2.2 编辑楼板
如果楼板边界线绘制得不正确，可再次选中楼板，单击 “修改|楼板”选项卡（见图8-25）中的“编辑边界”按钮，可
7.3.1 添加屋顶
单击“属性”选项板中的 “编辑类型”按钮，在打开的 “类型属性”对话框中确定 “族”选项为“系统族：基本 屋顶”，复制类型“混凝土 120mm”为“某办公楼 150mm平屋顶”。该对话框中 的参数与楼板参数基本相似， 如图9-2所示。
图9-2 屋顶“类型属性”对话框
7.3.1 添加屋顶
7.3 创建屋顶
7.3.1 添加屋顶
下面以“迹线屋顶”工具为例，说明为某办公楼添加屋顶图元的方法。 在F3平面视图中，切换至“建筑”主选项卡，单击“构建”子选项卡中的 “屋顶”按钮，在下拉列表中选择“迹线屋顶”命令，激活“修改｜创建屋顶迹 线”选项卡，如图9-1
图9-1 激活“修改｜创建屋顶迹线”选项卡
图9-4 生成屋顶轮廓线

计算机辅助设计 基础教程
目录
第1章 机械制图基础 第2章 AutoCAD软件及简单应用 第3章 Pro/E软件及简单应用 第4章 UG软件及简单应用 第5章 3ds max
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前言
为贯彻中共中央、国务院《关于进一步加强人才工作的决 定》，培养高层次、高技能和复合型的社会急需人才，全国 信息化计算机应用技术资格认证管理中心受人事部中国高级 公务员培训中心和教育部全国高等学校计算机教育研究会的 委托，组织编写了全国信息化计算机应用技术资格认证（简 称“CCAT资格认证”）项目的指定教材。CCAT资格认证 项目是全国性的IT培训认证项目，其主要特色是为社会培养 动手能力和管理能力兼备的人才。该培训认证与在国际上享 有盛誉的瑞士管理论坛（Swiss Management Forum， 简称“SMF”）已实现了国际互认。本书属于CCAT资格认 证项目中工程师级认证体系。
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1.1 制图的初步知识
1.1.3 几何作图
1. 等分已知线段 如图1-7所示作线段AB的5等份。 作法： ① 过端点A任作一直线AC，用分规以等距离在AC上量1，2，
3，4，5各一等份。 ② 连接55‘，过1，2，3，4等分点作55’ 的平行。 2. 圆弧连接 圆弧连接中，按已知条件可以直接作图的线段为已知线段，
有一个系统的介绍，第一章介绍工程图的内容；以后各章节 介绍当今设计中较为常用的二维、三维设计软件。 5. 本书是一本概论式的书，只是对设计过程所运用的软件和 知识作简明扼要的讲解和分析，要涉及具体的内容必须找相 应的软件书籍进行系统学习。
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前言
本书是CCAT资格认证指定教材，适用于社会各界人士以及 在校学生参加“全国信息化计算机应用技术资格认证”考试 的需求，尤其适用于高等院校、大中专学校等进行课程置换， 作为相关课程的教材，亦可作为计算机职业技能考试及继续 教育的培训教材或自学教材。

图8-5 折叠门
6.1.1 门的形式与尺度
推拉式折叠门与推拉门的构造相似， 在门的顶部或底部装设滑轮和导向装置， 每扇门之间连以铰链，开启时，门扇通过
折叠门开启时占用空间少，但构造复 杂，一般在公共建筑或住宅中起到灵活分 隔空间的作用。
6.1.1 门的形式与尺度
（5）转门。 转门由两个固定的弧形门套和 垂直旋转的门扇构成，其特点是构造 复杂、造价昂贵，多被用作标准较高 的、设有集中空调或采暖的公共建筑 的外门，如图8-6所示。转门的门扇 可分为三扇或四扇，门扇绕竖轴旋转。 转门对隔绝室外气流有一定的作用， 可作为寒冷地区公共建筑的外门，但 不能用作疏散门。当设置在疏散口时，
图8-7 平开窗
6.1.2 窗的形式与尺度
（2）推拉窗。 推拉窗的窗扇沿导轨或滑槽 滑动。推拉窗分水平推拉窗和垂 直推拉窗两种。推拉窗开启时不 占用空间，窗扇受力状态好，适 于安装大玻璃，通常用作金属窗 和塑料窗。木推拉窗的构造复杂， 窗扇难密闭，故一般用作递物窗， 少用作外窗。水平推拉窗如图8-8 所示。
6.2.1 标记门和窗
在放置门或窗前，如果单击“标记”面板中的“在放置时进行 标记”按钮，软件会自动标记门或窗；选中选项栏中的“引线”复 选框可以设置引线长度，如图8-11所示。门和窗只有在墙体上才会 显示出来，在墙体上移动光标，参照临时尺寸标注，当门位于正确
图8-11 选中“引线”复选框可设置引线长度
（4）折叠门。 折叠门可分为侧挂式折叠门和 推拉式折叠门两种，如图8-5所示。 折叠门由多扇门构成，每扇门的宽 度为500～1 000 mm，一般以600 mm为宜。折叠门适用于宽度较大 的洞口。侧挂式折叠门与普通平开 门相似，只是门扇之间用铰链相连。 当用铰链时，一般只能挂两扇门， 不适用于宽大的单击“在放置时进行标记”按钮，还可 通过第二种方式对门或窗进行标记：切换至“注释”主选项卡（见图 8-12），单击“标记”子选项卡中的“按类别标记”按钮，将光标移 至放置标记的构件上，待其高亮显示时单击，则可直接标记；或者单 击“全部标记”按钮，在弹出的“标记所有未标记的对象”对话框中

除计算机本身的软件如操作系统、编译程序外，cad主要使用交互式图形显示软件、cad应用软件和数据管理 软件3类软件。
交互式图形显示软件用于图形显示的开窗、剪辑、观看，图形的变换、修改，以及相应的人机交互。
cad应用软件提供几何造型、特征计算、绘图等功能，以完成面向各专业领域的各种专门设计。构造应用软 件的四个要素是：算法、数据结构、用户界面和数据管理。
CAD已在建筑设计、电子和电气、科学研究、机械设计、软件开发、机器人、服装业、出版业、工厂自动化、 土木筑、地质、计算机艺术等各个领域得到广泛应用。
基本技术
图形变换
交互技术
实体造型
计算机辅助设计在计算机辅助设计中，交互技术是必不可少的。交互式cad系统，指用户在使用计算机系统 进行设计时，人和机器可以及时地交换信息。采用交互式系统，人们可以边构思、边打样、边修改，随时可从图 形终端屏幕上看到每一步操作的显示结果，非常直观。
数据管理软件用于存储、检索和处理大量数据，包括文字和图形信息。为此，需要建立工程数据库系统。它 同一般的数据库系统相比有如下特点：数据类型更加多样，设计过程中实体关系复杂，库中数值和数据结构经常 发生变动，设计者的操作主要是一种实时性的交互处理。
绘图功能
CAD系统功能 CADபைடு நூலகம்统的类型
CAD软件介绍 CAD模型数据
作用： 除了计算机主机和一般的外围设备外，计算机辅助设计主要使用图形输入输出设备。交互图形系统对cad尤 为重要。图形输入设备的一般作用是把平面上点的坐标送入计算机。 常见设备： 常见的输入设备有键盘、光笔、触摸屏、操纵杆、跟踪球、鼠标器、图形输入板和数字化仪。 设备分类： 图形输出设备分为软拷贝和硬拷贝两大类： 软拷贝设备指各种图形显示设备，是人机交互必不可少的； 硬拷贝设备常用作图形显示的附属设备，它把屏幕上的图像复印出来，以便保存。 常用的图形显示有三种：有向束显示、存储管显示和光栅扫描显示。 有向束显示应用最早，为了使图像清晰，电子束必须不断重画图形，故又称刷新显示，它易于擦除和修改图 形，适于作交互图形的手段。