先進制造技術(shù) 現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)專業(yè)課件

1、第二章 現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)1 精品PPT 一. 現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)概述一. 現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)概述(1) 現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)的內(nèi)涵與特點系統(tǒng)性、動態(tài)性、創(chuàng)造性、計算機化、并行化系統(tǒng)性、動態(tài)性、創(chuàng)造性、計算機化、并行化、最優(yōu)化、虛擬化和自動化、主動性、最優(yōu)化、虛擬化和自動化、主動性現(xiàn)代設(shè)計現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)技術(shù)設(shè)計技術(shù)設(shè)計技術(shù)設(shè)計過程中解決具體設(shè)計問題的各種方法和手段設(shè)計過程中解決具體設(shè)計問題的各種方法和手段靜態(tài)、經(jīng)驗、被動、手工靜態(tài)、經(jīng)驗、被動、手工傳統(tǒng)設(shè)計傳統(tǒng)設(shè)計技術(shù)技術(shù)先進制造技術(shù)2 精品PPT 一. 現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)概述 現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)是以滿足應(yīng)市產(chǎn)品的質(zhì)量、性能、時間、成本、價格綜合效益最優(yōu)為目的，以計算機輔助設(shè)計技術(shù)為

2、主體，以知識為依托，以多種科學方法及技術(shù)為手段，研究、改進、創(chuàng)造產(chǎn)品活動過程所用到的技術(shù)群體的總稱。先進制造技術(shù)3 精品PPT 一. 現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)概述 從現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)的內(nèi)涵分析，現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)具有如下一系列特點： 系統(tǒng)性 現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)強調(diào)用系統(tǒng)的觀點處理設(shè)計問題，從整體上把握設(shè)計對象，考慮對象與外界（人、環(huán)境）的聯(lián)系。 動態(tài)性 不僅要考慮產(chǎn)品的靜態(tài)特性，還要考慮產(chǎn)品在實際工作狀態(tài)下的動態(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)計技術(shù)建立在先進的設(shè)計理論及設(shè)計工具基礎(chǔ)上，能充分發(fā)揮設(shè)計者的創(chuàng)造性思維能力和集體智慧，運用各種創(chuàng)造方法和手段，開發(fā)出具有創(chuàng)新性的產(chǎn)品。先進制造技

3、術(shù)4 精品PPT 一. 現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)概述 計算機化 計算機已經(jīng)滲透到產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)的各個環(huán)節(jié)，很多現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)的實現(xiàn)都依賴于計算機，如優(yōu)化設(shè)計、有限元分析、系統(tǒng)仿真等。它們充分利用計算機快捷的數(shù)值計算功能、嚴密的邏輯推理能力和巨大的信息存儲及處理能力，彌補自然人存在的天生不足，實現(xiàn)人機優(yōu)勢的互補。先進制造技術(shù)5 精品PPT 一. 現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)概述 并行化、最優(yōu)化、虛擬化和自動化 在產(chǎn)品的設(shè)計階段就綜合考慮產(chǎn)品全生命周期中的所有因素，強調(diào)對產(chǎn)品設(shè)計及其相關(guān)過程并行地、集成地、一體化地進行設(shè)計。在設(shè)計過程中，通過優(yōu)化的理論與技術(shù)，對產(chǎn)品進行方案優(yōu)選、結(jié)構(gòu)優(yōu)選和參數(shù)優(yōu)選，力爭實現(xiàn)系統(tǒng)的整體性能最優(yōu)化，

4、以獲得功能全、性能好、成本低、價值高的產(chǎn)品。設(shè)計過程自動化的實現(xiàn)主要依托于各種不同的計算機輔助設(shè)計技術(shù)、自動建模技術(shù)，以及一批功能強大的商品化CAD 軟件的支撐。設(shè)計手段虛擬化，是以虛擬現(xiàn)實的設(shè)計系統(tǒng)進行三維建模，使設(shè)計者能在虛擬的設(shè)計環(huán)境下觀察CAD 設(shè)計內(nèi)容，從而實現(xiàn)設(shè)計的可視化、評估設(shè)計產(chǎn)品的性能及其可實現(xiàn)性，靈活方便地修改設(shè)計，大大提高設(shè)計效果與質(zhì)量。先進制造技術(shù)6 精品PPT 一. 現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)概述 主動性 科學技術(shù)的發(fā)展使得在產(chǎn)品設(shè)計的早期，就可對產(chǎn)品全生命周期的各種性能作出準確預(yù)測有利于及早發(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)了主動性的特征，也有利于

5、縮短開發(fā)周期、降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量。先進制造技術(shù)7 精品PPT 一. 現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)概述(2) 現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)的定義 從系統(tǒng)工程的觀點分析，現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)是一個由時間維、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)劃方案設(shè)計技術(shù)設(shè)計施工設(shè)計分析綜合評價決策時間維邏輯維可靠性設(shè)計優(yōu)化設(shè)計 模塊化設(shè)計 先進制造技術(shù)8 精品PPT 一. 現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)概述 現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)的時間維：產(chǎn)品規(guī)劃-需求分析、市場預(yù)測、可行性分析、總體參數(shù)、制約條件和設(shè)計要求；方案設(shè)計-功能原理設(shè)計，確定原理方案；技術(shù)設(shè)計-將產(chǎn)品的功能原理具體化為機器產(chǎn)品及其零部件的具體結(jié)構(gòu)；a. 施工設(shè)計-指工程圖繪制，工藝文件編寫，說明書編

6、寫等。先進制造技術(shù)9 精品PPT 一. 現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)概述. 現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)的邏輯維：分析-明確設(shè)計任務(wù)本質(zhì)；綜合-綜合各種因素，探求解決方案；評價-對多種方案進行比較和評定，方案調(diào)整和改進；a. 決策-確定最佳的設(shè)計方案先進制造技術(shù)10 精品PPT 9、 人的價值，在招收誘惑的一瞬間被決定。2022-3-172022-3-17Thursday, March 17, 202210、低頭要有勇氣，抬頭要有低氣。2022-3-172022-3-172022-3-173/17/2022 10:47:13 PM11、人總是珍惜為得到。2022-3-172022-3-172022-3-17Mar-2217-

7、Mar-2212、人亂于心，不寬余請。2022-3-172022-3-172022-3-17Thursday, March 17, 202213、生氣是拿別人做錯的事來懲罰自己。2022-3-172022-3-172022-3-172022-3-173/17/202214、抱最大的希望，作最大的努力。2022年3月17日星期四2022-3-172022-3-172022-3-1715、一個人炫耀什么，說明他內(nèi)心缺少什么。2022年3月2022-3-172022-3-172022-3-173/17/202216、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。2022-3-172022-3-17March 17,

8、202217、一個人即使已登上頂峰，也仍要自強不息。2022-3-172022-3-172022-3-172022-3-17一. 現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)概述(3) 現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)的體系結(jié)構(gòu) 現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)由4個不同層次的技術(shù)所組成，計算機輔助設(shè)計技術(shù)CAD是現(xiàn)代設(shè)計技術(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)計理論與方法各產(chǎn)品領(lǐng)域知識與技術(shù)計算機輔助設(shè)計技術(shù)現(xiàn)代設(shè)計方法學可信性設(shè)計技術(shù)設(shè)計試驗技術(shù)相關(guān)學科與技術(shù)先進制造工藝材料科學自動化技術(shù)系統(tǒng)管理技術(shù)自然科學政治經(jīng)濟文化社會科學市場營銷學.先進制造技術(shù)12 精品PPT 9、 人的價值，在招收誘惑的一瞬間被決定。2022-3-172022-3-17T

9、hursday, March 17, 202210、低頭要有勇氣，抬頭要有低氣。2022-3-172022-3-172022-3-173/17/2022 10:47:13 PM11、人總是珍惜為得到。2022-3-172022-3-172022-3-17Mar-2217-Mar-2212、人亂于心，不寬余請。2022-3-172022-3-172022-3-17Thursday, March 17, 202213、生氣是拿別人做錯的事來懲罰自己。2022-3-172022-3-172022-3-172022-3-173/17/202214、抱最大的希望，作最大的努力。2022年3月17日星期四

10、2022-3-172022-3-172022-3-1715、一個人炫耀什么，說明他內(nèi)心缺少什么。2022年3月2022-3-172022-3-172022-3-173/17/202216、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。2022-3-172022-3-17March 17, 202217、一個人即使已登上頂峰，也仍要自強不息。2022-3-172022-3-172022-3-172022-3-17二. 數(shù)字化設(shè)計與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā) 現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)的整個體系由基礎(chǔ)技術(shù)、主體技術(shù)、支撐技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)四個層次組成。 基礎(chǔ)技術(shù) 是指傳統(tǒng)的設(shè)計理論與方法，特別是運動學、靜力學與動力學、材料力學、結(jié)構(gòu)力學、熱力學

11、、電磁學、工程數(shù)學的基本原理與方法等方面。先進制造技術(shù)14 精品PPT 二. 數(shù)字化設(shè)計與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā) 主體技術(shù) 計算機科學與設(shè)計技術(shù)結(jié)合產(chǎn)生計算機輔助設(shè)計、智能CAD、優(yōu)化設(shè)計、有限元分析程序、模擬仿真、虛擬設(shè)計和工程數(shù)據(jù)庫等，運用現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)的多種理論與方法如優(yōu)化設(shè)計、可靠性設(shè)計、模糊設(shè)計等理論構(gòu)造的數(shù)學模型，來編制計算機應(yīng)用程序，可以更廣泛、更深入地模擬人的推理與思維，從而提高計算機的“智力”。而計算機輔助設(shè)計技術(shù)正是以它對數(shù)值計算和對信息與知識的獨特處理能力，成為現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)群體的主干。先進制造技術(shù)15 精品PPT 二. 數(shù)字化設(shè)計與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā) 支撐技術(shù) 指現(xiàn)代設(shè)計方法學、可信性

12、設(shè)計技術(shù)、試驗設(shè)計技術(shù)。現(xiàn)代設(shè)計方法學涉及內(nèi)容很廣，如并行設(shè)計、系統(tǒng)設(shè)計、功能設(shè)計、模塊化設(shè)計、價值工程、質(zhì)量功能配制、反求工程、綠色設(shè)計、模糊設(shè)計、面向?qū)ο蟮脑O(shè)計、工業(yè)造型設(shè)計等?？尚判栽O(shè)計是廣義的可靠性設(shè)計擴展，主要指可靠性與安全性設(shè)計、動態(tài)分析與設(shè)計、防斷裂設(shè)計、健壯設(shè)計、耐環(huán)境設(shè)計等。設(shè)計試驗技術(shù)包括可靠性試驗、環(huán)保性能試驗與控制，以及運用計算機技術(shù)的數(shù)字仿真試驗和虛擬試驗等。先進制造技術(shù)16 精品PPT 二. 數(shù)字化設(shè)計與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā) 應(yīng)用技術(shù) 是針對實用目的解決各類具體產(chǎn)品設(shè)計領(lǐng)域的技術(shù)，如機床、汽車、工程機械、精密機械的現(xiàn)代設(shè)計內(nèi)容，可以看作是現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)派生出來的具體技術(shù)群。

13、先進制造技術(shù)17 精品PPT 二. 數(shù)字化設(shè)計與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)二. 數(shù)字化設(shè)計與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)1. 數(shù)字化設(shè)計的特點(1) 具有統(tǒng)一的產(chǎn)品定義模型 數(shù)字化設(shè)計通過建立產(chǎn)品設(shè)計到制造的單一數(shù)字化產(chǎn)品定義模型，也是面向PLM的基礎(chǔ)。先進制造技術(shù)18 精品PPT 二. 數(shù)字化設(shè)計與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)(2) 實現(xiàn)并行設(shè)計 傳統(tǒng)設(shè)計在產(chǎn)品定型生產(chǎn)前需經(jīng)過“樣機生產(chǎn)樣機測試修改設(shè)計”的過程，且需反復多次，這不僅耗費物力、財力，還使得產(chǎn)品上市周期延長。 數(shù)字化設(shè)計則在制造實物模型之前，先進行計算機仿真分析與測試，排除某些設(shè)計不合理性。先進制造技術(shù)19 精品PPT 二. 數(shù)字化設(shè)計與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)(3) 設(shè)計過程

14、中減少或避免實物模型的制造 傳統(tǒng)設(shè)計在產(chǎn)品定型生產(chǎn)前需經(jīng)過“樣機生產(chǎn)樣機測試修改設(shè)計”的過程，且需反復多次，這不僅耗費物力、財力，還使得產(chǎn)品上市周期延長。 數(shù)字化設(shè)計則在制造實物模型之前，先進行計算機仿真分析與測試，排除某些設(shè)計不合理性。先進制造技術(shù)20 精品PPT 二. 數(shù)字化設(shè)計與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)2. 數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)方法 21世紀產(chǎn)品的特征是個性化、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)是信息時代新的開發(fā)模式，它與計算機技術(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)

15、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 先進制造技術(shù)21 精品PPT 二. 數(shù)字化設(shè)計與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)數(shù)字化數(shù)字化產(chǎn)品定義產(chǎn)品定義可變可變可視可視可控可控共享共享離散離散引發(fā)裝備重大引發(fā)裝備重大革命，數(shù)字化革命，數(shù)字化制造奠定基礎(chǔ)制造奠定基礎(chǔ)2020世紀制造技世紀制造技術(shù)的重大突破術(shù)的重大突破引發(fā)全球制造模式引發(fā)全球制造模式和跨國企業(yè)出現(xiàn)和跨國企業(yè)出現(xiàn)將人的觀察、將人的觀察、思維、想象和思維、想象和操作集為一體操作集為一體實現(xiàn)快速設(shè)計，保證設(shè)計質(zhì)量實現(xiàn)快速設(shè)

16、計，保證設(shè)計質(zhì)量先進制造技術(shù)22 精品PPT 二. 數(shù)字化設(shè)計與數(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 產(chǎn)品設(shè)計大多數(shù)是從已有產(chǎn)品進化而來的，據(jù)統(tǒng)計，典型定單產(chǎn)品中的標準件、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，提高設(shè)計的效率，保證設(shè)計的質(zhì)量和可靠性; CAD中的尺寸驅(qū)動法是利用參數(shù)化、變量化技術(shù)修改設(shè)計的有力工具; 利用廣義相似理論，通過對功能單元、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)計和按定單設(shè)計的基礎(chǔ)。先進制造技術(shù)23 精品PPT 二. 數(shù)字化設(shè)計與數(shù)字化產(chǎn)品

17、開發(fā)先進制造技術(shù)24 精品PPT 二. 數(shù)字化設(shè)計與數(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 復雜產(chǎn)品的模仿創(chuàng)新是一條減少風險投入，加快產(chǎn)品創(chuàng)新的有效途徑。 反求工程是利用某些測量方法（如三坐標測量、CT、核磁共振、自動斷層掃描法等），在實測數(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)，簡單、快速、準確地將人的思想轉(zhuǎn)化成功能原型或零件，淡化了設(shè)計與制造的界線 。先進制造技術(shù)25 精品PPT 二. 數(shù)字化設(shè)計與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)ScanningPointcloudCAD DrawingSolid Model

18、先進制造技術(shù)26 精品PPT 二. 數(shù)字化設(shè)計與數(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 網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的發(fā)展為實現(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爭對手的信息，從而打破了傳統(tǒng)的閉關(guān)自守的開發(fā)方法。 開放的異地協(xié)同設(shè)計方法可以充分利用合作伙伴的技術(shù)和資源，實現(xiàn)優(yōu)勢互補、資源共享和雙贏方針。先進制造技術(shù)27 精品PPT 二. 數(shù)字化設(shè)計與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)先進制造技術(shù)28 精品PPT 二. 數(shù)字化設(shè)計與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)先進制造技術(shù)29 精品PPT 二. 數(shù)字化設(shè)計與數(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)（Vi

19、rtual 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)是實際產(chǎn)品開發(fā)、制造、使用、維護在計算機上的本質(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交互操作工具。 虛擬產(chǎn)品即存儲在計算機內(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（Digital Mock-up）。先進制造技術(shù)30 精品PPT 二. 數(shù)字化設(shè)計與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā) 虛擬產(chǎn)品開發(fā)不是簡單的數(shù)字化建模和仿真，它更強調(diào)虛擬技術(shù)的應(yīng)用，通過虛擬現(xiàn)實的交互性，沉浸性和想象性達到虛擬產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境的高速逼真化，并可對虛擬原型直

20、接進行操作，產(chǎn)生身臨其境的感覺 數(shù)字化樣機是描述產(chǎn)品功能和行為特性的產(chǎn)品數(shù)字化模型，它支持產(chǎn)品的多學科優(yōu)化設(shè)計及產(chǎn)品運動學、動力學和使用性能仿真，通過對模型的評估、測試和優(yōu)化，可以預(yù)先了解相應(yīng)物理樣機的特性 隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展，在數(shù)字化樣機的基礎(chǔ)上提出了虛擬樣機的概念，它更強調(diào)仿真技術(shù)和VR技術(shù)的應(yīng)用，通過VR環(huán)境中人對虛擬原型的操作，可有效地發(fā)揮人的創(chuàng)造性，提高了概念設(shè)計和總體設(shè)計中的分析、決策能力。先進制造技術(shù)31 精品PPT 二. 數(shù)字化設(shè)計與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)先進制造技術(shù)32 精品PPT 二. 數(shù)字化設(shè)計與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)先進制造技術(shù)33 精品PPT 二. 數(shù)字化設(shè)計與數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)先進

21、制造技術(shù)34 精品PPT 三. CAD技術(shù)及應(yīng)用三. CAD技術(shù)及應(yīng)用 計算機輔助設(shè)計（Computer Aided Design，CAD）是20 世紀50 年代末發(fā)展起來的綜合性計算機應(yīng)用技術(shù)。它是以計算機為工具，處理產(chǎn)品設(shè)計過程中的圖形和數(shù)據(jù)信息，輔助完成產(chǎn)品設(shè)計過程的技術(shù)。 CAD 技術(shù)包含的內(nèi)容有；利用計算機進行產(chǎn)品的造型、裝配、工程圖繪制以及相關(guān)文檔的設(shè)計；進行產(chǎn)品渲染、動態(tài)顯示；對產(chǎn)品進行工程分析，如有限元分析、優(yōu)化設(shè)計、可靠性設(shè)計、運動學及動力學仿真等。先進制造技術(shù)35 精品PPT 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

22、態(tài)顯示、運動仿真 工程分析，如有限元分析、優(yōu)化設(shè)計、可靠性設(shè)計 繪制工程圖樣、編制物料清單（BOM，Bill of Material )先進制造技術(shù)36 精品PPT 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：以頂點和棱邊描述三維形體，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)； 實體建模：能完整表示三維的幾何信息和拓撲信息，有掃描表示法、邊界表示法、構(gòu)造實體幾何法等結(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。先進制造技術(shù)37 精品PPT 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

23、 單一數(shù)據(jù)庫：與設(shè)計相關(guān)數(shù)據(jù)來自同一數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)產(chǎn)品相關(guān)性設(shè)計，提高設(shè)計質(zhì)量，縮短開發(fā)周期。 相關(guān)性設(shè)計：任何設(shè)計改動，都將及時反映到其它相關(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-三維實體模型；先進制造技術(shù)38 精品PPT 三. CAD技術(shù)及應(yīng)用(3) NURBS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)學模型，簡化系統(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：

24、CAD/CAE/CAPP/CAM-工程設(shè)計領(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、虛擬設(shè)計、虛擬制造及虛擬企業(yè)等。先進制造技術(shù)39 精品PPT 三. CAD技術(shù)及應(yīng)用先進制造技術(shù)40 精品PPT 三. CAD技術(shù)及應(yīng)用先進制造技術(shù)41 精品PPT 三. CAD技術(shù)及應(yīng)用2. CAD 技術(shù)的研究熱點 計算機輔助產(chǎn)品的概念設(shè)計：建模和推理 計算機支持的協(xié)同設(shè)計：信息實時可靠交換；異構(gòu)環(huán)境下可靠運行；通訊方法與手段 海量信息處理： 存儲、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 CAD與虛

25、擬現(xiàn)實（VR）技術(shù)的集成 ： VR向設(shè)計者提供視覺、聽覺、觸覺等直觀、自然、實時的感知先進制造技術(shù)42 精品PPT 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)學理論、相似原理、計算方法、評估理論為基本理論，以計算機技術(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)技術(shù)為基礎(chǔ)，以計算機和各種物理效能設(shè)備為工具，利用系統(tǒng)模型對實際的或設(shè)想的系統(tǒng)進行動態(tài)試驗研究的一門多學科綜合性交叉技術(shù)先進制造技術(shù)43 精品PPT 四. CAE 技術(shù)及應(yīng)用 有限元法FEM（Finite Element Method）一種求解工程數(shù)學物理問題近似解的數(shù)值分析方法，有限元

26、分析FEA（Finite Element Analysis）則是采用有限元法來近似求解數(shù)學物理問題的過程。 有限元法的基本思想是將問題的求解區(qū)域劃分離散為一組有限個單元，單元之間按一定方式僅靠節(jié)點相互連接在一起的組合體。單元內(nèi)部點的待求物理量可由單元節(jié)點物理量通過選定的函數(shù)關(guān)系插值求得。將各個單元方程“裝配”在一起而形成總體代數(shù)方程組，加入邊界條件后即可對方程組求解。先進制造技術(shù)44 精品PPT 四. CAE 技術(shù)及應(yīng)用 活塞運動規(guī)律 活塞側(cè)擊力曲線 發(fā)動機輸出扭矩曲線 某型號發(fā)動機運動學動力學仿真模型 先進制造技術(shù)45 精品PPT 四. CAE 技術(shù)及應(yīng)用變形結(jié)果變形結(jié)果先進制造技術(shù)46 精品PPT 四. CAE 技術(shù)