计算机辅助设计论文
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计算机辅助设计
百科名片
计算机辅助设计
利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作。简称CAD。
在工程和产品设计中，计算机可以帮助设计人员担负计算、信息存储和制图等项工作。在设计中通常要用计算机对不同方案进行大量的计算、分析和比较，以决定最优方案；各种设计信息，不论是数字的、文字的或图形的，都能存放在计算机的内存或外存里，并能快速地检索；设计人员通常用草图开始设计，将草图变为工作图的繁重工作可以交给计算机完成；利用计算机可以进行与图形的编辑、放大、缩小、平移和旋转等有关的图形数据加工工作。
目录
发展概况
基本技术
系统组成
CAD系统的功能
计算机设计自动化
图书信息
发展概况
基本技术
系统组成
CAD系统的功能
计算机设计自动化
图书信息
展开
编辑本段发展概况
计算机辅助设计(CAD-Computer Aided Design) [1]
20世
计算机辅助设计
纪50年代在美国诞生第一台计算机绘图系统，开始出现具有简单绘图输出功能的被动式的计算机辅助设计技术。60年代初期出现了CAD的曲面片技术，中期推出商品化的计算机绘图设备。70年代，完整的CAD系统开始形成，后期出现了能产生逼真图形的光栅扫描显示器，推出了手动游标、图形输入板等多种形式的图形输入设备，促进了CAD技术的发展。
80
年代，随着强有力的超大规模集成电路制成的微处理器和存储器件的出现，工程工作站问世，cad技术在中小型企业逐步普及。80 年代中期以来，CAD技术向标准化、集成化、智能化方向发展。一些标准的图形接口软件和图形功能相继推出，为CAD 技术的推广、软件的移植和数据共享起了重要的促进作用；系统构造由过去的单一功能变成综合功能，出现了计算机辅助设计与辅助制造联成一体的计算机集成制造系统；固化技术、网络技术、多处理机和并行处理技术在CAD中的应用，极大地提高了cad系统的性能；人工智能和专家系统技术引入cad，出现了智能CAD技术，使CAD系统的问题求解能力大为增强，设计过程更趋自动化。
现在，cad 已在电子和电气、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。
编辑本段基本技术
基本技术 主要包括交互技术、图形变换技术、曲面造型和实体造型技术等。
交互技术
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
计算机辅助设计
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。
图形变换
图形变换的主要功能是把用户坐标系和图形输出设备的坐标系联系起来；对图形作平移、旋转、缩放、透视变换 ；通过矩阵运算来实现图形变换。
实体造型
实体造型技术(Solid Modeling)是计算机视觉、计算机动画、计算机虚拟现实等领域中建立3D实体模型的关键技术。实体造型技术是指描述几何模型的形状和属性的信息并存于计算机内，由计算机生成具有真实感的可视的三维图形的技术。[2]
编辑本段系统组成
通常以具有图形功能的交互计算机系统为基础，主要设备有：计算机主机，图形显示终端，图形输入板，绘图仪，扫描仪，打印机，磁带机，以及各类软件。
工程工作站
工程工作站一般指具有超级小型机功能和三维图形处理能力的一种单用户交互式计算机系统。它有较强的计算能力，用规范的图形软件，有高分辨率的显示终端，可以联在资源共享的局域网上工作，已形成最流行的cad系统。
个人计算机
个人计算机（pc）系统价格低廉，操作方便，使用灵活。80年代以后，pc机性能不断翻新，硬件和软件发展迅猛，加之图形卡、高分辨率图形显示器的应用，以及pc机网络技术的发展，由pc机构成的cad 系统已大量涌现，而且呈上升趋势。
图形输入输出设备
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。
存储管显示保存图像而不必刷新，故能显示大量数据，且价格较低。
光栅扫描系统能提供彩色图像，图像信息可存放在所谓帧缓冲存储器里，图像的分辨率较高。
CAD软件
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。
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。
编辑本段CAD系统的功能
现代CAD系统的功能
现代CAD系统的功能包括:
(1)设计组件重用(Reuse of design components)
(2)简易的设计修改和版本控制功能(Ease of design modification and versioning)
(3)设计的标准组件的自动产生(Automatic generation of standard components of the
design)
(4)设计是否满足要求和实际规则的检验(Validation/verification of designs against
specifications and design rules)
(5)无需建立物理原型的设计模拟(Simulation of designs without building a physical
prototype) (6)装配件(一堆零件或者其它装配件)的自动设计
(7)工程文档的输出，例如制造图纸，材料明细表(Bill of Materials)
(8)设计到生产设备的直接输出
(9)到快速原型或快速制造工业原型的机器的直接输出
CAD软件介绍
AutoCad是国际上著名的二维和三维CAD设计软件，是美国Autodesk公司首次于1982年生产的自动计算机辅助设计软件，用于二维绘图、详细绘制、设计文档和基本三维设计。现已经成为国际上广为流行的绘图工具。.dwg文件格式成为二维绘图的事实标准格式。
Autocad有着良好的用户界面，它的多文档设计环境，让非计算机专业人员也能非常快的学会使用。AutoCd拥有广泛的适应性和良好的兼容性，可以在各种PC系统和工作站上运行，并支持分辨率由320×200到2048×1024的各种图形显示设备40多种，以及数字仪和鼠标器30多种，绘图仪和打印机数十种，这就为AutoCAD的普及创造了条件。
中望CAD是著名的国产CAD设计软件，由广州中望龙腾软件股份有限公司开发并在2001年推出了第一个版本，目前最新版本为中望CAD 2011。
中望CAD兼容目前普遍使用的AutoCAD，在界面、功能、操作习惯、命令方式、文件格式上与之基本一致，但具有更高的性价比和更贴心的本土化服务，深受用户欢迎，被广泛应用于通信、建筑、煤炭、水利水电、电子、机械、模具等勘察设计和制造业领域。
中望公司在2010年斥资千万美元收购了美国著名的三维CAD/CAM设计软件公司：VX，并在2010年8月份推出了中望3D2010版，从此中望公司开始涉及三维CAD设计软件领域。
MicroStation 是国际上和AutoCAD齐名的二维和三维CAD设计软件，第一个版本由Bentley兄弟在1986年开发完成。其专用格式是DGN，并兼容AutoCAD的DWG/DXF等格式。
MicroStation是Bentley 工程软件系统有限公司在建筑、土木工程、交通运输、加工工厂、离散制造业、政府部门、公用事业和电讯网络等领域解决方案的基础平台。
MicroStation具有很强大的兼容性和扩展性，可以通过一系列第三方软件实现诸多特殊效果。例如用TurnTool等第三方插件，即可直接用MicroStation发布在线三维展示案例
计算机辅助设计（CAD）概述
2009年05月13日 星期三 13:55
一、概述
计算机辅助设计技术也称为CAD技术，是英文Computer Aided Design的缩写，它是指在设计过程中，利用计算机作为工具，帮助工程师进行设计的一切实用技术的总和。CAD技术领域很广，用的最为广泛的是二、三维的几何形体建模、绘图，各种机械零部件的设计、电路设计、建筑结构设计、力学分析等等。
计算机辅助设计作为一门学科始于60年代初，一直到70年代，由于受到计算机技术的限制，CAD技术的发展很缓慢，进入80年代以来，计算机技术突飞猛进，特别是微机和工作站的发展和普及，再加上功能强大的外围设备，如大型图形显示器、绘图仪、激光打印机的问世，极大地推动了CAD技术的发展，CAD技术已进入实用化阶段，广泛服务于机械、电子、宇航、建筑、纺织等产品的总体设计、造型设计、结构设计、工艺过程设计等环节。
在工业化国家如美国、日本和欧洲，CAD已广泛应用于设计与制造的各个领域如工程建筑、装饰、机械、电子、汽车、造船、航天、服装、玩具等行业，实现了100%的计算机绘图。CAD系统的销售额每年以30～40%的速度递增，各种CAD软件的功能越来越完善，越来越强大。国内于70年代末开始CAD技术的大力推广应用工作，已经取得可喜的成绩，CAD技术在我国的应用方兴未艾，出现了以中望CAD为代表的国产CAD软件群体。
二、CAD系统的硬件和软件
一个CAD系统由硬件和软件两部分组成，要想充分发挥CAD的作用，必须要有高性能的硬件和功能强大的软件。先进的CAD系统的硬件由计算机及其外围设备和网络组成。计算机分为大型机，中、小型机、工作站和微机四大类。目前应用较多的是CAD工作站，国内主要是微机和工作站。在现代大型企业中，单机CAD的工作方式已经逐渐不能满足要求，CAD技术一般都在网络环境下使用。
