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机械CAD技术基础

第一章 CAD技术概述

1.1 有关CAD方面的知识

一、产品设计

设计是指根据使用要求确定产品应具备的功能，构思产品的工作原理、总体布局、运动方式、力和能量的传递、结构形式、产品形状、色彩、材质、工艺、人机工程等事项，并转化为工程描述（图样、设计文件等），以此作为制造的依据。因此，设计是产品的生命，也是产品制造的前提和基础。现代产品设计强调采用先进的设计方法和手段，作为一门多学科综合性应用技术，CAD 技术就是现代设计方法及手段的综合体现。

二、 CAD技术

CAD（Computer Aided Design）是利用计算机强有力的计算功能和高效率的图形处理能力，辅助进行产品的设计与分析的理论和方法，是综合了计算机科学与工程设计方法的最新发展而形成的一门新兴学科，一般更多地称CAD技术。

注意： 1）CAD中D最先代表那个词；

2）计算机绘图的方式：交互式绘图、被动式绘图（编程式绘图）；

3）CAD技术和CAD系统的概念。

CAD 技术把产品的物理模型转化为存储在计算机中的数字化模型从而为后续的工艺、制造、管理等环节提供了共享的信息源。现在CAD 技术已不仅仅用于自动绘图或三维建模，而已成为一种广义的、综合性的关于设计的新技术，它涉及以下基础技术：

(1) 图形处理技术。如二维交互图形技术、三维几何造型技术及其他图形输入输出技术。

(2) 工程分析技术。如有限元分析、优化设计方法、物理特性计算（如面积、体积、惯性矩等计算）、模拟仿真以及各行各业中的工程分析等。

(3) 数据管理与数据交换技术。如产品数据管理（PDM ）、数据库、异构系统间的数据交换和接口等。

(4) 文档处理技术。如文档制作、编辑及文字处理等。

(5) 界面开发技术。如图形用户界面、网络用户界面、多通道多媒体智能用户界面等。

(6) 基于web 的网络应用和开发技术。

三、CG

计算机图形学（CG ）的内涵：计算机图形学是研究通过计算机将数据转换为图形，并在专用设备上显示的原理、方法和技术的科学。CG 的研究内容有以下四个方面：

（1） 硬件：指图形输人设备、图形处理设备、图形显示设备和图形绘制设备。

（2） 图形软件设计：如二维绘图系统、三维造型系统、动画制作系统、真实感图形生成

系统等。

（3） 图形处理的理论与方法：如几何元素和图形的生成方法、实体表示理论与拼合算法、

图形变换、图形的消隐与裁剪、真实感图形生成等。近年来，CG 向更深的方向发展，出现了分布式图形处理、声像一体化、虚拟现实、多媒体技术以及科学计算可视化等高新理论与技术。

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