1、.wd.wd.wd.淺論CAD技術(shù)的應(yīng)用與開展趨勢(shì)目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc339099314摘要 PAGEREF _Toc339099314 h 3HYPERLINK l _Toc339099315關(guān)鍵詞 PAGEREF _Toc339099315 h 3HYPERLINK l _Toc339099316一、CAD技術(shù)的應(yīng)用 PAGEREF _Toc339099316 h 3HYPERLINK l _Toc3390993171.1CAD技術(shù)在制造業(yè)中的應(yīng)用 PAGEREF _Toc339099317 h 3HYPERLINK l _Toc33909

2、93181.2CAD技術(shù)在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 PAGEREF _Toc339099318 h 4HYPERLINK l _Toc3390993191.3CAD技術(shù)在其他領(lǐng)域的應(yīng)用 PAGEREF _Toc339099319 h 4HYPERLINK l _Toc3390993201.4CAD技術(shù)在計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)中的應(yīng)用 PAGEREF _Toc339099320 h 5HYPERLINK l _Toc339099321二、開展趨勢(shì) PAGEREF _Toc339099321 h 5HYPERLINK l _Toc339099322三、結(jié)語(yǔ) PAGEREF _Toc339099322 h 7HYP

3、ERLINK l _Toc339099323參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc339099323 h 8CAD是進(jìn)展數(shù)字和圖形信息處理，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、造型和數(shù)控加工的自動(dòng)編程軟件，具有知識(shí)密集、綜合性強(qiáng)、初始投入大的特點(diǎn)。它的普及應(yīng)用將使產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造和生產(chǎn)的傳統(tǒng)模式發(fā)生深刻的變化，從而帶動(dòng)制造業(yè)技術(shù)的快速開展，是當(dāng)前國(guó)際科技領(lǐng)域的前沿課題。CAD技術(shù)作為成熟的普及技術(shù)已在企業(yè)中廣泛應(yīng)用，本文主要介紹淺談CAD技術(shù)的應(yīng)用及開展趨勢(shì)。CAD是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，它是COMPUTERAIDEDDESIGN的縮寫，也就是使用計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)來(lái)輔助工程師和設(shè)計(jì)師進(jìn)展產(chǎn)品或工程的設(shè)計(jì)。CAD技術(shù)是一項(xiàng)綜合性

4、的、正在迅速開展和應(yīng)用的高新技術(shù)，已經(jīng)成為企業(yè)提高創(chuàng)新能力。提高產(chǎn)品開發(fā)能力。增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。CAD的組成系統(tǒng)。CAD是一個(gè)綜合的、集成了各種技術(shù)在內(nèi)的系統(tǒng)，它將信息技術(shù)與應(yīng)用領(lǐng)域技術(shù)嚴(yán)密集成在一起。它所涉及的信息技術(shù)有：計(jì)算技術(shù)，包括計(jì)算機(jī)硬件和軟件；圖形學(xué)，包括圖形學(xué)算法及其實(shí)現(xiàn)、圖形軟件、圖形設(shè)備；數(shù)據(jù)管理，工程數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、能處理文本、標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)等各種工程數(shù)據(jù)：數(shù)值分析，包括有限元分析、模擬、仿真等技術(shù)；智能技術(shù)，包括知識(shí)工程、專家系統(tǒng)、人工智能化接口等：人機(jī)界面。如圖形用戶界面、多媒體等：網(wǎng)絡(luò)通信，包括局域網(wǎng)、因特網(wǎng)、內(nèi)聯(lián)網(wǎng)等。CAD的硬件是由計(jì)算機(jī)或工作站、大容量存

5、儲(chǔ)器、圖形設(shè)備及其他外轉(zhuǎn)設(shè)備、通信與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。CAD的軟件系統(tǒng)是由系統(tǒng)軟件、數(shù)據(jù)管理軟件、計(jì)算分析軟件、文字處理軟件、圖形軟件、專業(yè)應(yīng)用軟件、網(wǎng)絡(luò)通信軟件等組成的。一、CAD技術(shù)的應(yīng)用1.1CAD技術(shù)在制造業(yè)中的應(yīng)用CAD技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于制造業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域。其中，以機(jī)床、汽車、飛機(jī)、船舶、航天器等應(yīng)用最為廣泛。一個(gè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程要經(jīng)過(guò)概念設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、構(gòu)造分析和優(yōu)化、仿真模擬等幾個(gè)階段。概念設(shè)計(jì)主要解決產(chǎn)品的造型外觀，在滿足功能的前提條件下，使產(chǎn)品外觀精致美觀。在現(xiàn)代化設(shè)計(jì)過(guò)程中還需要考慮的因素很多，如要考慮機(jī)械產(chǎn)品對(duì)環(huán)境影響，考慮產(chǎn)品的整體構(gòu)造、材料及實(shí)現(xiàn)主要功能的機(jī)構(gòu)；詳細(xì)設(shè)計(jì)是要確定產(chǎn)

6、品的構(gòu)造，各個(gè)零部件的構(gòu)造設(shè)計(jì)，所以又稱為部件設(shè)計(jì)，包括各零件的尺寸、形狀和構(gòu)造；構(gòu)造分析主要包括有限元分析，將對(duì)各部件及產(chǎn)品整體的構(gòu)造進(jìn)展力學(xué)性能、熱學(xué)性能的分析：仿真模擬那么主要是產(chǎn)品進(jìn)展裝配模擬，運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)模擬，進(jìn)展干預(yù)、碰撞分析等等。CAD技術(shù)可以說(shuō)貫穿于整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程。從產(chǎn)品方案的選擇到整機(jī)的可生產(chǎn)性、可維持性、可循環(huán)利用性和環(huán)境的融化等進(jìn)展全面設(shè)計(jì)。當(dāng)前先進(jìn)的CAD應(yīng)用系統(tǒng)已經(jīng)將設(shè)計(jì)、繪圖、分析、仿真、加工等一系列功能集成于一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)。1.2CAD技術(shù)在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用早在二十世紀(jì)五十年代，CAD技術(shù)就應(yīng)用于工程構(gòu)造分析計(jì)算。但真正用在建筑、構(gòu)造等領(lǐng)域那么是在二十世紀(jì)七十年代。到了二十

7、世紀(jì)八十年代和九十年代已經(jīng)形成了建筑、構(gòu)造、水、電、暖設(shè)備等一系列工程設(shè)計(jì)軟件。對(duì)比流行的有ABD、HOUSE等。CAD在工程領(lǐng)域中的應(yīng)用有以下幾個(gè)方面。建筑：方案設(shè)計(jì)、三維造型、建筑渲染圖即概念設(shè)計(jì)、平面布景、建筑構(gòu)造設(shè)計(jì)、小區(qū)規(guī)劃、日照分析、室內(nèi)裝潢、包括室內(nèi)分隔、家具、環(huán)境裝修等：構(gòu)造：有限元分析、構(gòu)造平面設(shè)計(jì)、框和排架構(gòu)造計(jì)算和分析、高層構(gòu)造分析、地基的根基設(shè)計(jì)，鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)與加工；設(shè)備：水、電、暖各種設(shè)備及管道設(shè)計(jì)；市政管線：自來(lái)水、污水排放、煤氣、電力、暖氣、通信等：市政建筑：城市規(guī)劃、城市交通、道路高架、輕軌、地鐵；交通工程：公路、橋梁、鐵路、航空、機(jī)場(chǎng)、港口、碼頭；水利工程：大壩

8、、水渠、河海工程。房地產(chǎn)開發(fā)及物業(yè)管理、工程概預(yù)算、施工過(guò)程控制與管理、風(fēng)景、旅游景點(diǎn)設(shè)計(jì)與布置、智能大廈設(shè)計(jì)等。目前在工程CAD軟件中集建筑、構(gòu)造、水、電、暖設(shè)備于一體的集成化CAD軟件正在開發(fā)之中。此外，科學(xué)計(jì)算可視化以及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)正應(yīng)用于建筑抗震、抗風(fēng)、抗災(zāi)的分析以及虛擬建筑、室內(nèi)漫游等現(xiàn)代化設(shè)計(jì)方法中。1.3CAD技術(shù)在其他領(lǐng)域的應(yīng)用CAD技術(shù)除了在制造業(yè)和工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的應(yīng)用外，在輕工、紡織、家電、服裝、制鞋、醫(yī)療和醫(yī)藥乃至文化娛樂(lè)和體育方面都會(huì)用到CAD技術(shù)。輕工中，輕工機(jī)械的設(shè)計(jì)、化裝、洗滌用品、盛器、三維造型、模具設(shè)計(jì)及包裝平面設(shè)計(jì)。各種小商品的造型設(shè)計(jì)；紡織行業(yè)中印花提花設(shè)

9、計(jì)、服裝CAD及排料、裁剪：制鞋業(yè)中造型以及配合人體足部骨骼肌腱的人體工學(xué)設(shè)計(jì)：醫(yī)藥中的分子鍵構(gòu)造分析、醫(yī)療器械以及輔助醫(yī)療手術(shù)、家電產(chǎn)品的造型和模具技術(shù)，在文化娛樂(lè)上已大量利用計(jì)算機(jī)造型仿真的原始動(dòng)物和外星人，并將動(dòng)物畫和實(shí)際背景以及演員的表演天衣無(wú)縫地合在一起，在電影制作技術(shù)上大放異彩，拍制出一部部沖動(dòng)人心的巨片。1.4CAD技術(shù)在計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)中的應(yīng)用計(jì)算機(jī)圖形處理技術(shù)足CAD的最要組成局部。機(jī)械、建筑等工程設(shè)計(jì)的任務(wù)最終要繪出零件圖或施工圖。繪圖任務(wù)必須由圖形軟件來(lái)完成。近期不少研究機(jī)構(gòu)在AUTOCAD根基上進(jìn)展了二次開發(fā)。結(jié)合國(guó)內(nèi)機(jī)械和工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用，以我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，增加了

10、國(guó)標(biāo)零部件庫(kù)、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、工程制圖標(biāo)準(zhǔn)。相繼推出了INTECAD和XTMCAD等機(jī)械CAD軟件以及ABP、HOUSE等建筑和構(gòu)造CAD軟件，并已形成了相當(dāng)?shù)囊?guī)模。一個(gè)圖形軟件應(yīng)包括 根本圖素的生成，如點(diǎn)、線、曲線、多邊形、圓、圓柱體、球、曲面等；圖形編輯功能，如圖塊的生成、圖形平移、旋轉(zhuǎn)、放大、縮小、修改、增刪等；符號(hào)及標(biāo)注功能，如各種常用符號(hào)、文字巾心線、剖面線；尺寸如半徑、直徑、直線距離、倒角等標(biāo)注：文件管理功能，包括文件的產(chǎn)生、存儲(chǔ)、刪除、建庫(kù)等。對(duì)于三維圖形還必須有消隱、著色、陰影以及更高級(jí)的反走樣、真實(shí)感圖形、外表紋理生成等功能。二、開展趨勢(shì)在上世紀(jì)末，美國(guó)曾將CAD，CAM技術(shù)評(píng)為當(dāng)

11、時(shí)最具影響的十大科技成就之一。目前CAD技術(shù)的開展趨勢(shì)主要圍繞在標(biāo)準(zhǔn)化、開放式、集成化、智能化四方面。CAD技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景。一標(biāo)準(zhǔn)化除了CAD支撐軟件逐步實(shí)現(xiàn)IS0標(biāo)準(zhǔn)和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)外，面向應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件(零部件庫(kù))、標(biāo)準(zhǔn)化方法也已成為CAD系統(tǒng)中的必備內(nèi)容，且向著合理化工程設(shè)計(jì)的應(yīng)用方向開展。傳統(tǒng)形式的手畫工程圖已經(jīng)有了成熟的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，相互都能理解。而存儲(chǔ)在磁盤、光盤上的形形色色的CAD二進(jìn)制數(shù)字記錄，要想實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化就復(fù)雜、困難得多。由于STEP標(biāo)準(zhǔn)涉及的面非常寬，眾口難調(diào)，標(biāo)準(zhǔn)的制定過(guò)程十分緩慢，存在問(wèn)題很多。CAD軟件一般應(yīng)集成在一個(gè)異構(gòu)的工作平臺(tái)之上，為了支持異構(gòu)跨平臺(tái)的環(huán)境，就要

12、求它應(yīng)是一個(gè)開放的系統(tǒng)，這里主要是靠標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。目前標(biāo)準(zhǔn)有兩大類：一是公用標(biāo)準(zhǔn)，主要來(lái)自國(guó)家或國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定單位；另一是市場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)，或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，屬私有性質(zhì)。前者注重標(biāo)準(zhǔn)的開放性和所采用技術(shù)的先進(jìn)性，而后者以市場(chǎng)為導(dǎo)向，注重考慮有效性和經(jīng)濟(jì)利益。后者容易導(dǎo)致壟斷和無(wú)謂的標(biāo)準(zhǔn)戰(zhàn)。因此提出應(yīng)對(duì)傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化工作進(jìn)展革新。有專家建議標(biāo)準(zhǔn)革新的目標(biāo)是公用標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)變成工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，也就是說(shuō)革新后仍應(yīng)以公用標(biāo)準(zhǔn)為根基，不過(guò)要從工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中吸收其注重經(jīng)濟(jì)利益和效率的優(yōu)點(diǎn)。二開放性CAD系統(tǒng)目前廣泛建設(shè)在開放式操作系統(tǒng)窗口9598NT和UNIX平臺(tái)上，在Java LINUX平臺(tái)上也有CAD產(chǎn)品，此外CAD系統(tǒng)都

13、為最終用戶提供二次開發(fā)環(huán)境，甚至這類環(huán)境可開發(fā)其內(nèi)核源碼，使用戶可定制自已的CAD系統(tǒng)。三集成化CAD技術(shù)的集成化表達(dá)在三個(gè)層次上：其一是廣義CAD功能CADCAECAPPCAMCAQPDMERP經(jīng)過(guò)多種集成形式成為企業(yè)一體化解決方案，推動(dòng)企業(yè)信息化進(jìn)程。其二，是將CAD技術(shù)能采用的算法，甚至功能模塊或系統(tǒng)，做成專用芯片，以提高CAD系統(tǒng)的效率；其三是CAD基于網(wǎng)絡(luò)計(jì)算環(huán)境實(shí)現(xiàn)異地、異構(gòu)系統(tǒng)在企業(yè)間的集成。國(guó)際CAD商品系統(tǒng)開發(fā)的另一個(gè)趨勢(shì)是在全球范圍內(nèi)優(yōu)選最成功的功能構(gòu)件，進(jìn)展集成。至今最成熟的幾何造型平臺(tái)有兩家：Parasolid和ACIS；幾何約束求解構(gòu)件有一家，它的主要產(chǎn)品是2D和3D DCM。四智能化設(shè)計(jì)是一個(gè)含有高度智能的人類創(chuàng)造性活動(dòng)領(lǐng)域，智能CAD是CAD開展的必然方向。從人類認(rèn)識(shí)和思維的模型來(lái)看，現(xiàn)有的人工智能技術(shù)對(duì)模擬人類的思維活動(dòng)(包括形象思維、抽象思維和創(chuàng)造性思維等多種形式)往往是束手無(wú)策的。因此，智能CAD不僅僅是簡(jiǎn)單地將現(xiàn)有的智能技術(shù)與CAD技術(shù)相結(jié)合，更要深入研究人類設(shè)計(jì)的思