第一讲 计算机辅助设计概论2

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《计算机辅助设计》 Computer Aided Design

第1讲计算机辅助设计概论

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第一讲主要授课内容1.计算机辅助设计的概念(CAD)及组成 2.计算机辅助设计的发展历史 3.计算机辅助设计在制冷空调中的应用与展望 4.软件简介：AutoCAD与天正暖通(THvac) 5.课程安排与考核方式

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1.1计算机辅助设计的含义及特点计算机辅助设计 (Computer Aided Design, CAD)是以设计者为主体，利用计算机辅助设计系统的资源，对产品设计进行规划、分析、综合、模拟、评价、修改、决策并形成工程文档的创造性活动。输入产品性能要求在计算机辅助创新软件及设计专家系统的辅助下进行方案设计模型设计

物性计算疲劳计算等

优化设计

工程分析及校核

运动仿真装配仿真

满足要求？ Y工程数据库完成详细设计

N

修改设计

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1.2 CAD的硬件系统网络设备

多媒体设备

输入设备

主机

输出设备

信息存储设备

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一、主机主机即用于CAD系统的计算机，一般可分为大型机、小型机、工作站及个人计算机 1、大型机CAD系统该系统一般采用具有大容量的存储器和极强计算功能的大型通用计算机为主机，一台计算机可以连接几十至几百个图形终端和字符终端及其他图形输入和输出设备。优点：系统具有一个大型的数据库，可以对整个系统的数据实行中和管理和维护，计算速度极快。缺点：如果CPU失效，则整个用户都不能工作，由于计算机数据库处于中央位置，计算机数据容易被破坏，终端距离不能太远，随着计算机的总负荷增加，系统的响应速度将降低。

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2.小型机CAD系统生产、制造这类系统的厂商很多，如美国的 CV,Intergraph,Calma,Application,Autotrol, Unigraphics等公司。 CV公司：全封闭系统，硬件软件的开发方面投入大量的人力和物力。其它公司：选择通用的计算机，有时也生产专用的图形处理设备和图形显示器。优点：软件的移植性较好，用户有较大的主动权，而且软件的研制者不必在硬件生产上分散精力

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3.工作站组成的CAD系统

以工作站为基础的CAD系统，一台工作站只能一人使用，并且具有联网功能。其处理速度很快，一般都赶上和超过了过去的小型和中型计算机的速度，当前某些高档工作站的处理速度更高，它已达到甚至超过小型机的水平。

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4.PC微机组成的CAD系统

以微机为基础，配上相应的软件与图形输入输出设备，组成一套微机CAD/CAM系统。

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二、输入设备1.键盘 2.鼠标 3.数字化仪：由一块尺寸为A4—A0的图板和一个类似鼠标器的定位器或触笔组成的。数字化仪用于输入图形，跟踪、控制

光标位置和选择菜单。大规模的数字化仪常常用于将已有图样输入到计算机。 4.扫描仪：用于将工程图样自动的输入计算机，以便在计算机里建立图样的技术档案，代替目前占用大量房屋面积和人力的技术档案室管理方法。

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5.语言输入设备将人类说话的语音直接输入计算机的设备。将声音通过话筒变成模拟信号，再将模拟信号通过调制变成数字信号。语音输入的难点是如何理解、识别语音，目前的水平处于定量词汇、定人语音识别的程度。已有公司开发出操作系统的语音输入系统，用户只需读出所需进入选项的名称，系统会自动识别用户语音而选择相应的操作，其效果与鼠标选择是相同的。

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7.数据手套虚拟现实系统中最常用的输入装置。数据手套利用光导纤维的导光量来测量手指角度。当光导纤维弯曲时，传输的光将会有损失，弯曲越大，损失越多。数据手套可以帮助计算机测试人手的位置与指向，从而可以实时地生成手与物体接近或远离的图像。

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8.位置传感器用于检测和确定浏览者的位置和方向，通常包括电磁场式、超声波式、机电式、光学式等。

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三、输出设备 1.显示器 2.打印机 3.绘图机

喷墨绘图仪

笔式绘图机

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1.3 CAD的软件系统计算机软件是指与计算机系统操作使用有关的程序、规程、规则及其相关文档资料的总和。在CAD系统中，根据软件在系统中执行的任务及服务对象的不同，软件大体分为：系统软件、支撑软件和应用软件三大类。

系统间接口

应用软件

支撑软件

系统软件

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系统软件

系统软件主要用于计算机的管理、维护、控制、运行及计算机程序的编译、装载和运行。即直接配合硬件工作，并对其他软件起着支撑作用的软件。主要的系统软件有： 1.操作系统系统间接口

操作系统主要承担对计算机的管理工作，其主要功能包括文件的管理、外部设备的管理、内存分配管理等。如，Windows操作系统；DOS.应用软件

2.编译系统编译系统的作用是把用高级语言编写的程序释译成计算机能够直接执行的支撑软件机器指令。如，C/C++, Visual Basic,Fortran。系统软件

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支撑软件支撑软件是为满足CAD工作中一些用户的共同需要而开发的通用软件图形处理软件：具有基本图形元素(点、线、图)绘制等，图形交换(缩放、平移、旋转等),编辑(增、删、改等),存贮，显示控制以及人机交互，输入/输出设计驱动等功能。如：AutoCAD,CADkey,开目CAD等。工程分析与计算软件：集几何建模，三维绘图，有限元分析，产品装配，公差分析，机构运动学，NC自动编程等功能分析系统为一体的集成软件系统。系统间接口

模拟仿真软件：在产品设计时，实时、并行地模拟产品生产或各部分进行的全过程，以预测产品的性能、产品的制造过程和产品的可制造性。例应用软件如：ADAMS机械系统动力学自动分析分析软件。数据库管理系统：DB(数据库),DBMS(数据库管理系统)计算机网络工程软件：以太网(Ethernet),3+网文档制作软件：WPS,Word,Excel。系统软件支撑软件