先進(jìn)制造技術(shù) 現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)課堂

1、先進(jìn)制造技術(shù),第二章,現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù),一,現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述,一,現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述,1,現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的內(nèi)涵與特點(diǎn),系統(tǒng)性、動(dòng)態(tài)性、創(chuàng)造性、計(jì)算機(jī)化、并行化,最優(yōu)化、虛擬化和自動(dòng)化、主動(dòng)性,現(xiàn)代設(shè)計(jì),技術(shù),設(shè)計(jì)技術(shù),設(shè)計(jì)過程中解決具體設(shè)計(jì)問題的各種方法和手段,靜態(tài)、經(jīng)驗(yàn)、被動(dòng)、手工,傳統(tǒng)設(shè)計(jì),技術(shù),先進(jìn)制造技術(shù),一,現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述,現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)是以滿足應(yīng)市產(chǎn)品的質(zhì)量、性能、時(shí)間、成本、價(jià)格,綜合效益最優(yōu)為目的，以計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)為主體，以知識(shí)為依托,以多種科學(xué)方法及技術(shù)為手段，研究、改進(jìn)、創(chuàng)造產(chǎn)品活動(dòng)過程所用,到的技術(shù)群體的總稱,先進(jìn)制造技術(shù),一,現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述,從現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的內(nèi)涵分析，現(xiàn)代

2、設(shè)計(jì)技術(shù)具有如下一系列特點(diǎn),系統(tǒng)性,現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)強(qiáng)調(diào)用系統(tǒng)的觀點(diǎn)處理設(shè)計(jì)問題，從整體上把握設(shè)計(jì),對(duì)象，考慮對(duì)象與外界（人、環(huán)境）的聯(lián)系,動(dòng)態(tài)性,不僅要考慮產(chǎn)品的靜態(tài)特性，還要考慮產(chǎn)品在實(shí)際工作狀態(tài)下的動(dòng),態(tài)特征，考慮產(chǎn)品與周圍環(huán)境的物質(zhì)、能量及信息的交互,創(chuàng)造性,現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)建立在先進(jìn)的設(shè)計(jì)理論及設(shè)計(jì)工具基礎(chǔ)上，能充分發(fā),揮設(shè)計(jì)者的創(chuàng)造性思維能力和集體智慧，運(yùn)用各種創(chuàng)造方法和手段,開發(fā)出具有創(chuàng)新性的產(chǎn)品,先進(jìn)制造技術(shù),一,現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述,計(jì)算機(jī)化,計(jì)算機(jī)已經(jīng)滲透到產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)的各個(gè)環(huán)節(jié)，很多現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù),的實(shí)現(xiàn)都依賴于計(jì)算機(jī)，如優(yōu)化設(shè)計(jì)、有限元分析、系統(tǒng)仿真等,它們充分利用計(jì)算機(jī)快捷的數(shù)值計(jì)

3、算功能、嚴(yán)密的邏輯推理能力和,巨大的信息存儲(chǔ)及處理能力，彌補(bǔ)自然人存在的天生不足，實(shí)現(xiàn)人,機(jī)優(yōu)勢(shì)的互補(bǔ),先進(jìn)制造技術(shù),一,現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述,并行化、最優(yōu)化、虛擬化和自動(dòng)化,在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段就綜合考慮產(chǎn)品全生命周期中的所有因素，強(qiáng),調(diào)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)及其相關(guān)過程并行地、集成地、一體化地進(jìn)行設(shè)計(jì),在設(shè)計(jì)過程中，通過優(yōu)化的理論與技術(shù)，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行方案優(yōu)選、結(jié),構(gòu)優(yōu)選和參數(shù)優(yōu)選，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的整體性能最優(yōu)化，以獲得功能,全、性能好、成本低、價(jià)值高的產(chǎn)品。設(shè)計(jì)過程自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)主要,依托于各種不同的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)、自動(dòng)建模技術(shù)，以及一批,功能強(qiáng)大的商品化,CAD,軟件的支撐。設(shè)計(jì)手段虛擬化，是以虛擬現(xiàn),實(shí)的設(shè)

4、計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行三維建模，使設(shè)計(jì)者能在虛擬的設(shè)計(jì)環(huán)境下觀察,CAD,設(shè)計(jì)內(nèi)容，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的可視化、評(píng)估設(shè)計(jì)產(chǎn)品的性能及其,可實(shí)現(xiàn)性，靈活方便地修改設(shè)計(jì)，大大提高設(shè)計(jì)效果與質(zhì)量,先進(jìn)制造技術(shù),一,現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述,主動(dòng)性,科學(xué)技術(shù)的發(fā)展使得在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的早期，就可對(duì)產(chǎn)品全生命周期,的各種性能作出準(zhǔn)確預(yù)測(cè)有利于及早發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的潛在缺陷，將各,種失誤、可能發(fā)生的故障減少到最低程度，體現(xiàn)了主動(dòng)性的特征,也有利于縮短開發(fā)周期、降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量,先進(jìn)制造技術(shù),一,現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述,2,現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的定義,從系統(tǒng)工程的觀點(diǎn)分析，現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)是一個(gè)由時(shí)間維、邏輯維,和方法維共同組成的三維系統(tǒng),方法維,產(chǎn)品規(guī)

5、劃,方案設(shè)計(jì),技術(shù)設(shè)計(jì),施工設(shè)計(jì),分,析,綜,合,評(píng),價(jià),決,策,時(shí)間維,邏輯維,可靠性設(shè)計(jì),優(yōu)化設(shè)計(jì),模塊化設(shè)計(jì),先進(jìn)制造技術(shù),一,現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述,現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的時(shí)間維,a,產(chǎn)品規(guī)劃,需求分析、市場(chǎng)預(yù)測(cè)、可行性分析、總體參數(shù)、制約,條件和設(shè)計(jì)要求,b,方案設(shè)計(jì),功能原理設(shè)計(jì)，確定原理方案,c,技術(shù)設(shè)計(jì),將產(chǎn)品的功能原理具體化為機(jī)器產(chǎn)品及其零部件的具,體結(jié)構(gòu),d,施工設(shè)計(jì),指工程圖繪制，工藝文件編寫，說明書編寫等,先進(jìn)制造技術(shù),一,現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述,現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的邏輯維,a,分析,明確設(shè)計(jì)任務(wù)本質(zhì),b,綜合,綜合各種因素，探求解決方案,c,評(píng)價(jià),對(duì)多種方案進(jìn)行比較和評(píng)定，方案調(diào)整和改進(jìn),d,

6、決策,確定最佳的設(shè)計(jì)方案,先進(jìn)制造技術(shù),一,現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述,3,現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的體系結(jié)構(gòu),現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)由,4,個(gè)不同層次的技術(shù)所組成，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技,術(shù),CAD,是現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的主體技術(shù),主體技術(shù),基礎(chǔ)技術(shù),支撐技術(shù),應(yīng)用技術(shù),傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理論,與方法,各產(chǎn)品領(lǐng)域知識(shí)與技術(shù),計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù),現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法學(xué),可信性設(shè)計(jì)技術(shù),設(shè)計(jì)試驗(yàn)技術(shù),相,關(guān),學(xué),科,與,技,術(shù),先進(jìn)制造工藝,材料科學(xué),自動(dòng)化技術(shù),系統(tǒng)管理技術(shù),自然科學(xué),政治經(jīng)濟(jì),文化社會(huì)科學(xué),市場(chǎng)營(yíng)銷學(xué),先進(jìn)制造技術(shù),二,數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā),現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的整個(gè)體系由基礎(chǔ)技術(shù)、主體技術(shù)、支撐技術(shù)和應(yīng),用技術(shù)四個(gè)層次組成,基礎(chǔ)技術(shù),是

7、指?jìng)鹘y(tǒng)的設(shè)計(jì)理論與方法，特別是運(yùn)動(dòng)學(xué)、靜力學(xué)與動(dòng)力學(xué),材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、熱力學(xué)、電磁學(xué)、工程數(shù)學(xué)的基本原理與方,法等方面,先進(jìn)制造技術(shù),二,數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā),主體技術(shù),計(jì)算機(jī)科學(xué)與設(shè)計(jì)技術(shù)結(jié)合產(chǎn)生計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、智能,CAD,優(yōu),化設(shè)計(jì)、有限元分析程序、模擬仿真、虛擬設(shè)計(jì)和工程數(shù)據(jù)庫等,運(yùn)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的多種理論與方法如優(yōu)化設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)、模,糊設(shè)計(jì)等理論構(gòu)造的數(shù)學(xué)模型，來編制計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序，可以更廣,泛、更深入地模擬人的推理與思維，從而提高計(jì)算機(jī)的“智力,而計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)正是以它對(duì)數(shù)值計(jì)算和對(duì)信息與知識(shí)的獨(dú)特,處理能力，成為現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)群體的主干,先進(jìn)制造技術(shù),二,數(shù)字化設(shè)

8、計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā),支撐技術(shù),指現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法學(xué)、可信性設(shè)計(jì)技術(shù)、試驗(yàn)設(shè)計(jì)技術(shù)?，F(xiàn)代設(shè)計(jì),方法學(xué)涉及內(nèi)容很廣，如并行設(shè)計(jì)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、功能設(shè)計(jì)、模塊化,設(shè)計(jì)、價(jià)值工程、質(zhì)量功能配制、反求工程、綠色設(shè)計(jì)、模糊設(shè)計(jì),面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)、工業(yè)造型設(shè)計(jì)等?？尚判栽O(shè)計(jì)是廣義的可靠性設(shè),計(jì)擴(kuò)展，主要指可靠性與安全性設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)分析與設(shè)計(jì)、防斷裂設(shè),計(jì)、健壯設(shè)計(jì)、耐環(huán)境設(shè)計(jì)等。設(shè)計(jì)試驗(yàn)技術(shù)包括可靠性試驗(yàn)、環(huán),保性能試驗(yàn)與控制，以及運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)的數(shù)字仿真試驗(yàn)和虛擬試,驗(yàn)等,先進(jìn)制造技術(shù),二,數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā),應(yīng)用技術(shù),是針對(duì)實(shí)用目的解決各類具體產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域的技術(shù)，如機(jī)床、汽,車、工程機(jī)械、精密機(jī)械的現(xiàn)代設(shè)計(jì)

9、內(nèi)容，可以看作是現(xiàn)代設(shè)計(jì)技,術(shù)派生出來的具體技術(shù)群,先進(jìn)制造技術(shù),二,數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā),二,數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā),1,數(shù)字化設(shè)計(jì)的特點(diǎn),1,具有統(tǒng)一的產(chǎn)品定義模型,數(shù)字化設(shè)計(jì)通過建立產(chǎn)品設(shè)計(jì)到制造的單一數(shù)字化產(chǎn)品定,義模型，也是面向,PLM,的基礎(chǔ),先進(jìn)制造技術(shù),二,數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā),2,實(shí)現(xiàn)并行設(shè)計(jì),傳統(tǒng)設(shè)計(jì)在產(chǎn)品定型生產(chǎn)前需經(jīng)過“樣機(jī)生產(chǎn),樣機(jī)測(cè),試,修改設(shè)計(jì)”的過程，且需反復(fù)多次，這不僅耗費(fèi)物力,財(cái)力，還使得產(chǎn)品上市周期延長(zhǎng),數(shù)字化設(shè)計(jì)則在制造實(shí)物模型之前，先進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真分,析與測(cè)試，排除某些設(shè)計(jì)不合理性,先進(jìn)制造技術(shù),二,數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā),3,設(shè)計(jì)

10、過程中減少或避免實(shí)物模型的制造,傳統(tǒng)設(shè)計(jì)在產(chǎn)品定型生產(chǎn)前需經(jīng)過“樣機(jī)生產(chǎn),樣機(jī)測(cè)試,修改,設(shè)計(jì)”的過程，且需反復(fù)多次，這不僅耗費(fèi)物力、財(cái)力，還使得產(chǎn),品上市周期延長(zhǎng),數(shù)字化設(shè)計(jì)則在制造實(shí)物模型之前，先進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真分析與測(cè),試，排除某些設(shè)計(jì)不合理性,先進(jìn)制造技術(shù),二,數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā),2,數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)方法,21,世紀(jì)產(chǎn)品的特征是個(gè)性化、多樣化、綠色化、微型化、智能化,綜合化,數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)的概念不僅僅指產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型、數(shù)值分析、仿真,及其產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理，更重要的，它是一種新的產(chǎn)品開發(fā)概念,數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)是信息時(shí)代新的開發(fā)模式，它與計(jì)算機(jī)技術(shù)、信,息技術(shù)在制造中的應(yīng)用密切相關(guān)，以產(chǎn)品數(shù)據(jù)

11、模型的數(shù)據(jù)處理、變,換、傳遞、共享和可視化為基礎(chǔ),利用,數(shù)據(jù)的可變性、離散性、共享性、可視性,產(chǎn)生了支持產(chǎn)品創(chuàng),新的四種方法，這四種方法可分別支持變異創(chuàng)新、模仿創(chuàng)新、協(xié)同,創(chuàng)新和自由創(chuàng)新,先進(jìn)制造技術(shù),二,數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā),數(shù)字化,產(chǎn)品定義,可變,可視,可控,共享,離散,引發(fā)裝備重大,革命，數(shù)字化,制造奠定基礎(chǔ),20,世紀(jì)制造技,術(shù)的重大突破,引發(fā)全球制造模式,和跨國企業(yè)出現(xiàn),將人的觀察,思維、想象和,操作集為一體,實(shí)現(xiàn)快速設(shè)計(jì)，保證設(shè)計(jì)質(zhì)量,先進(jìn)制造技術(shù),二,數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā),1,數(shù)據(jù)的可變性參數(shù)化、變量化、模塊化設(shè)計(jì),產(chǎn)品設(shè)計(jì)大多數(shù)是從已有產(chǎn)品進(jìn)化而來的，據(jù)統(tǒng)計(jì)，典型定

12、單產(chǎn),品中的標(biāo)準(zhǔn)件、外購件或變型件占,90,全新零件只占,10,左右,利用參數(shù)化、變量化、模塊化建模技術(shù)，可方便地修改設(shè)計(jì)，提,高設(shè)計(jì)的效率，保證設(shè)計(jì)的質(zhì)量和可靠性,CAD,中的尺寸驅(qū)動(dòng)法是利用參數(shù)化、變量化技術(shù)修改設(shè)計(jì)的有力,工具,利用廣義相似理論，通過對(duì)功能單元、結(jié)構(gòu)單元的重組可以獲得,不同結(jié)構(gòu)形式的系列化產(chǎn)品,參數(shù)化、變量化技術(shù)也是配置設(shè)計(jì)和按定單設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),先進(jìn)制造技術(shù),二,數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā),先進(jìn)制造技術(shù),二,數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā),2,數(shù)據(jù)的離散性,反求工程和快速原型技術(shù)設(shè)計(jì),復(fù)雜產(chǎn)品的模仿創(chuàng)新是一條減少風(fēng)險(xiǎn)投入，加快產(chǎn)品創(chuàng)新的有效,途徑,反求工程是利用某些測(cè)量方法（如

13、三坐標(biāo)測(cè)量,CT,核磁共振,自動(dòng)斷層掃描法等），在實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，重構(gòu)產(chǎn)品三維數(shù)據(jù)模,型的方法,快速原型技術(shù)是,20,世紀(jì)末期制造領(lǐng)域的重大突破，它直接利用,CAD,的離散數(shù)據(jù)，簡(jiǎn)單、快速、準(zhǔn)確地將人的思想轉(zhuǎn)化成功能原型,或零件，淡化了設(shè)計(jì)與制造的界線,先進(jìn)制造技術(shù),二,數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā),Scanning,Pointcloud,CAD,Drawing,Solid,Model,先進(jìn)制造技術(shù),二,數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā),3,數(shù)據(jù)的共享性,異地協(xié)同設(shè)計(jì),網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的發(fā)展為實(shí)現(xiàn)數(shù)字化信息的傳遞和共享提供了技術(shù)手,段,不僅有利于顧客的參與，更有利于快速獲得合作伙伴和競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手,的信息，從而

14、打破了傳統(tǒng)的閉關(guān)自守的開發(fā)方法,開放的異地協(xié)同設(shè)計(jì)方法可以充分利用合作伙伴的技術(shù)和資源,實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、資源共享和雙贏方針,先進(jìn)制造技術(shù),二,數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā),先進(jìn)制造技術(shù),二,數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā),先進(jìn)制造技術(shù),二,數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā),4,數(shù)據(jù)的可視性,虛擬產(chǎn)品開發(fā)方法,虛擬產(chǎn)品開發(fā)技術(shù),Virtual Product Development,是在信息技術(shù),網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、仿真技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)基礎(chǔ)上出現(xiàn)的最新數(shù)字化產(chǎn)品,開發(fā)技術(shù),虛擬產(chǎn)品開發(fā)是實(shí)際產(chǎn)品開發(fā)、制造、使用、維護(hù)在計(jì)算機(jī)上的,本質(zhì)表現(xiàn),虛擬產(chǎn)品開發(fā)要求全面的產(chǎn)品數(shù)據(jù)描述和各種可視化,的仿真工具及人機(jī)交互操作工具,

15、虛擬產(chǎn)品即存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)部的產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型，亦稱數(shù)字化原型,或數(shù)字化樣機(jī),Digital Mock-up,先進(jìn)制造技術(shù),二,數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā),虛擬產(chǎn)品開發(fā)不是簡(jiǎn)單的數(shù)字化建模和仿真，它更強(qiáng)調(diào)虛擬技術(shù),的應(yīng)用，通過虛擬現(xiàn)實(shí)的交互性，沉浸性和想象性達(dá)到虛擬產(chǎn)品開,發(fā)環(huán)境的高速逼真化，并可對(duì)虛擬原型直接進(jìn)行操作，產(chǎn)生身臨其,境的感覺,數(shù)字化樣機(jī)是描述產(chǎn)品功能和行為特性的產(chǎn)品數(shù)字化模型，它,支持產(chǎn)品的多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計(jì)及產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)和使用性能仿真,通過對(duì)模型的評(píng)估、測(cè)試和優(yōu)化，可以預(yù)先了解相應(yīng)物理樣機(jī)的特,性,隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展，在數(shù)字化樣機(jī)的基礎(chǔ)上提出了虛擬樣,機(jī)的概念，它更強(qiáng)調(diào)仿真技

16、術(shù)和,VR,技術(shù)的應(yīng)用，通過,VR,環(huán)境中人,對(duì)虛擬原型的操作，可有效地發(fā)揮人的創(chuàng)造性，提高了概念設(shè)計(jì)和,總體設(shè)計(jì)中的分析、決策能力,先進(jìn)制造技術(shù),二,數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā),巨型挖土機(jī),先進(jìn)制造技術(shù),二,數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā),數(shù),字,化,車,身,空氣動(dòng)力學(xué),數(shù)值風(fēng)洞,人機(jī)工程學(xué),先進(jìn)制造技術(shù),二,數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā),載重卡車的數(shù)字原型,先進(jìn)制造技術(shù),三,CAD,技術(shù)及應(yīng)用,三,CAD,技術(shù)及應(yīng)用,計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì),Computer Aided Design,CAD,是,20,世紀(jì),50,年,代末發(fā)展起來的綜合性計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)。它是以計(jì)算機(jī)為工具，處,理產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中的圖形和數(shù)

17、據(jù)信息，輔助完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程的技,術(shù),CAD,技術(shù)包含的內(nèi)容有；利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行產(chǎn)品的造型、裝配,工程圖繪制以及相關(guān)文檔的設(shè)計(jì)；進(jìn)行產(chǎn)品渲染、動(dòng)態(tài)顯示,對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行工程分析，如有限元分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)、運(yùn),動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)仿真等,先進(jìn)制造技術(shù),三,CAD,技術(shù)及應(yīng)用,三,CAD,技術(shù)及應(yīng)用,CAD,技術(shù)的主要功能,零件造型、產(chǎn)品裝配,產(chǎn)品渲染、動(dòng)態(tài)顯示、運(yùn)動(dòng)仿真,工程分析，如有限元分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì),繪制工程圖樣、編制物料清單,BOM,Bill of Material,先進(jìn)制造技術(shù),三,CAD,技術(shù)及應(yīng)用,1. CAD,的關(guān)鍵技術(shù),1,產(chǎn)品造型建模技術(shù),線框模型：以頂點(diǎn)和棱邊描述三維形

18、體，為兩表結(jié)構(gòu),表面模型：以表面描述形體方法，為三表結(jié)構(gòu),實(shí)體建模：能完整表示三維的幾何信息和拓?fù)湫畔?，有掃描?示法、邊界表示法、構(gòu)造實(shí)體幾何法等結(jié)構(gòu)形式,特征造型：以具有工程語義的各類特征來定義描述形體的方法,便于,CAD/CAM,技術(shù)的集成,先進(jìn)制造技術(shù),三,CAD,技術(shù)及應(yīng)用,2,單一數(shù)據(jù)庫與相關(guān)性設(shè)計(jì),單一數(shù)據(jù)庫：與設(shè)計(jì)相關(guān)數(shù)據(jù)來自同一數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品相關(guān)性,設(shè)計(jì)，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，縮短開發(fā)周期,相關(guān)性設(shè)計(jì)：任何設(shè)計(jì)改動(dòng)，都將及時(shí)反映到其它相關(guān)環(huán)節(jié)上,如：零件圖,產(chǎn)品裝配圖,零件數(shù)控程序,二維工程圖；左視圖,主視,圖,俯視圖,三維實(shí)體模型,先進(jìn)制造技術(shù),三,CAD,技術(shù)及應(yīng)用,3) NU

19、RBS,曲面造型技術(shù),NURBS,Non-Unifrom Rational B-Splines,可統(tǒng)一自由曲線,曲,面和規(guī)則曲線,曲面的數(shù)學(xué)模型，簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，有利于曲線、曲,面操作和修改,4) CAD,與,CAX,集成技術(shù),CAD,與,CAX,集成涉及建模技術(shù)、工程數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)交換接口等,技術(shù)。包括如下集成,CAD/CAE/CAPP/CAM,工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域集成,CAD/ERP,與管理系統(tǒng)集成,異地、異構(gòu)系統(tǒng)企業(yè)間,CAD,集成，如全球化設(shè)計(jì)、虛擬設(shè)計(jì),虛擬制造及虛擬企業(yè)等,先進(jìn)制造技術(shù),三,CAD,技術(shù)及應(yīng)用,先進(jìn)制造技術(shù),三,CAD,技術(shù)及應(yīng)用,先進(jìn)制造技術(shù),三,CAD,技術(shù)及應(yīng)用,2. CAD,技術(shù)的研究熱點(diǎn),計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)：建模和推理,計(jì)算機(jī)支持的協(xié)同設(shè)計(jì)：信息實(shí)時(shí)可靠交換；異構(gòu)環(huán)境下可靠,運(yùn)行；通訊方法與手段,海量信息處理,存儲(chǔ)、管理和檢索技術(shù),智能,CAD,技術(shù)：將人工智能技術(shù)與,CAD,技術(shù)融為一體，難題：解,決人類思維模型建立和表達(dá),CAD,與虛擬現(xiàn)實(shí),VR,技術(shù)的集成,VR,向設(shè)計(jì)者提供視覺、聽,覺、觸覺等直觀、自然、實(shí)時(shí)的感知,先進(jìn)制造技術(shù),四,CAE,技術(shù)及應(yīng)用,四,CAE,技術(shù)及應(yīng)用,CAE,仿真技術(shù)是以數(shù)學(xué)理論、相似原理、計(jì)算方法、評(píng)估理論為,基本理論，以計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、圖形圖像技術(shù)、系統(tǒng)工程技,術(shù)以及與仿真應(yīng)用領(lǐng)域有關(guān)的專業(yè)技