CAD
开放分类:CAD

编辑本段概述


  CAD即计算机辅助设计(CAD-Computer Aided Design) 。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;由计算机自动产生的设计结果,可以快速作出图形显示出来,使设计人员及时对设计作出判断和修改;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。cad 能够减轻设计人员的计算画图等重复性劳动,专注于设计本身,缩短设计周期和提高设计质量。

编辑本段发展概况


  人类肉眼所见到的是一个三维世界,即所谓“三维空间”。然而,由于技术上的局限,我们通常减少观察对象的信息维数。例如:鼠标通过滑轮在桌上移动,把X及Y的二维坐标通过电线以一维串联信息的形式传送给计算机;照相机通过镜头把三维的影像存储在二维的底片上等等。同样,在企业的新产品的开发过程中,工程师把三维概念以三视图方式,绘在二维的图样上,然后再加上尺寸标注及工艺说明,便绘制了工程图样。
毫无疑问,二维CAD绘图技术,作为CAD技术的一个分支,仍然在独立地不断的发挥在那和完善。到目前为止,生产用的工程图样仍然是二维的,因此在制造企业的CAD用户中,借助计算机进行二维绘图者为数甚多。CAD技术发展的另一个重要方向是三维CAD建模技术。进入21世纪,三维CAD系统已经非常成熟,开始获得普遍应用。很多原来以二维CAD系统为主要设计工具的企业也开始应用三维CAD系统,逐渐成为产品开发的主流技术。
  1、线框建模
  20世纪60年代后期开始,出现了最原始的CAD系统,即线框建模(Wireframe Modeling)。这种初期的线框建模系统。虽然能以线条在屏幕上表达一个三维图像,却只能表达基本的几何信息,不能有效的表达几何数据间的拓扑关系。
  2、曲面建模
  进入20世纪70年代,正值飞机和汽车工业蓬勃发展,工程师在产品设计的过程中遇到了大量自由形状和雕塑曲面(Free Form/Sculpture Surface)问题,CAD系统的二维绘图及简单的三维线框模型已无法满足设计者的要求。此时,P.Bezier提出了曲线和曲面算法,使得用计算机处理曲线和曲面变为可行,三维CAD系统从此进入了曲面建模时代。
曲面建模系统带来的技术革新,使汽车开发周期大大缩短,提高了设计效率和竞争力。20世纪80年代初,汽车工业开始大量采用三维CAD技术。同时,大的汽车制造商会同软件开发商,自行研究开发汽车设计专用CAD系统,有的公司甚至自行研制硬件,导致三维CAD系统价格十分高昂而无法普及,一般企业仍采用二维CAD技术为主。
  在20世纪80年代曲面建模技术获得充分发挥的同时,另一种更新的技术——实体建模技术(Solid Modelling)开始萌芽成长。因为尽管曲面建模技术可以让设计者随心所欲地设计出千变万化的产品,但由于只能表达形体的表面信息(如面积等),难以准确地表达零件的其他物理特性(如重量、重心、惯性等),设计者无法全面掌握产品的全部属性。
  3、实体建模
  实体建模技术能够精确表达零件的全部属性,给设计者带来极大的方便,代表着CAD技术的未来发展的方向。利用先进的三维实体建模技术,设计者对于他所设计的产品一目了然。除了可以准确地描述产品的几何形状及外观外,还可以计算其他非几何信息,如重量、重心等。借助软件组装功能,可以把许多不同的零部件组装在一起,形成装配体,以便做进一步的分析和检查。
  三维实体建模技术除了可以建模及构成装配体外,还为工程分析提供直接且充分的数据。配合适当的分析软件,设计者可预测产品在受到载荷后所产生的应力和变形。通过建模/分析的交互切换,设计者可以从多角度对产品进行分析,但是新技术的发展与接受过程往往是艰巨且漫长的。实体建模技术虽然带来了崭新的建模方法和应用前景,成为CAD技术的发展方向,可是当时个人计算机功能有限,高端图形工作站及周边设备又过于昂贵和复杂,除飞机、汽车等大型制造商可以负担外,一般中小企业在考虑到投资/回报的前提下,往往由于系统投资过大,都未能积极主动应用三维实体建模技术。因此该技术仍然没有能迅速在各种产品开发过程中推广。

编辑本段技术应用


  CAD系统包括计算机硬件系统和CAD软件系统。
  现在流行的二维CAD系统有:AutoCAD中望CADInteCAD(凯图CAD)、TiOpenCAD(清软英泰)、尧创CAD
  三维CAD系统有:NXCATIAPro/eSolidWorksSolidEdgeInventorThinkDesignCAXA CAD
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贡献者(共 2 名):
wly089(1)有矛盾才有发展(1)
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最近更新:2008/11/19 9:46:27
创建者:wly089