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计算机辅助设计技术基础教程清华大学计算机基础教育课程系列教材唐龙等编著第1章 CAD 技术概述 CAD 技术应用与发展概况 CAD 系统的软硬件技术基础 CAD 技术应用与发展概况 计算机辅助设计( CAD) 的概念 CAD 是工程技术人员与计算机相结合、各尽所长、应用多学科的方法综合有效地进行问题求解的先进信息处理技术。它把人类的决策判断、创造能力与计算机的高速运算、信息存储等功能有机结合起来,从而达到缩短工程产品设计周期、提高设计质量的目的。简单地讲, CAD 是工程技术人员利用计算机达到最佳的设计目的。 CAD 概念的实质在于: (1)人机各尽所长; (2)人机交互结合; (3)最佳设计效率。 CAD 技术的主要作用如下:(1)提高设计质量和设计效率。(2)能够充分发挥设计人员创造性。(3)缩短产品的设计周期。 CAD 技术的重要应用 CAD 是计算机科学与工程设计学科相结合形成的新兴技术,是计算机在工程中最有影响的应用技术之一。 CAD 技术曾被美国国家工程科学院评为当代十项最杰出的工程技术成就之一。无论是军事工业还是民用工业,无论是建筑行业还是制造加工行业,无论是机械、电子、轻纺行业还是文体、影视广告行业等都离不开 CAD 技术。 CAD 技术是企业界争夺市场份额和生存发展不可缺少的手段。在制造业中的应用:如波音 777 飞机是世界上第一架实现无纸设计与制造的飞机。在工程领域中的应用:如建筑设计 CAD 、电子沙盘;机械设计 CAD 等。仿真模拟和动画制作:在电影制作中的成功应用,如“未来世界”、“玩具总动员”、“侏罗记公园”等在轻工行业的应用:如模具 CAD 和服装 CAD 等。在医学中的应用: 计算机辅助手术规划和手术模拟。在电子电路中的应用:超大规模集成电路的设计制造。我国科学技术部在 CAD 应用工程 2000 年规划纲要中指出: “到2000 年,在国民经济主要部门的科研、设计单位和企业中全面普及推广 CAD 技术,实现‘甩掉图板’(指传统设计中的描图板),提高智能劳动效率, 推广我国 CAD 市场,扶持发展以 CAD 为突破口的我国自主创新的软件产业,建立起我国的 CAD 产业”。到2000 年,我国机械制造业应用 CAD 技术的普及率和覆盖率均达 70% 以上;工程设计行业 CAD 技术的普及率和覆盖率均达 100% 。 CAD 技术在我国工程和产品设计的一些应用实例: (1)沈阳变压器厂用 CAD 技术输出三峡工程项目三维彩色产品设计图和计算机分析的数据,从而赢得了三峡工程的招标项目。(2)泸东造船厂应用 CAD 技术后,生产技术准备周期缩短 1/3 以上,造船的设计开发能力提高一倍。(3)西北电力设计院用 CAD 系统建渭河电厂主厂房三维模型,对该厂原设计方案自动校验,共查出 6处隐藏在图纸中的错误,当即进行了修改。(4)寰球化工工程公司应用 CAD 技术,在盘绵乙烯装置工程中,进行碰撞检测后,使 95% 以上的错误得以纠正,在总长 20多万米的管道设计中,施工结束后剩余钢管不到 10米。 CAD 技术应用实例图示一些图形网站如/gallery/id/ 具有丰富的图片,可显示 CAD 技术在各个领域的应用效果。 CAD 技术发展历程 CAD 技术随着计算机及其外围设备、图形输入输出设备、软件技术的发展而发展。(1)准备和诞生时期( 20世纪 50~60年代) 电子管计算机 1950 MIT 能够显示简单图形的图形显示器 1958 p 滚筒式绘图机 20 世纪 50年代末 SAGE 战术防空系统