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CAD(计算机辅助设计技术

第一篇：CAD(计算机辅助设计技术CAD（计算机辅助设计技术)1、CAD技术简史CAD技术起步于50年代。60年代，随着计算软硬件技术的发展，CAD开始迅速发展。在这个时期，CAD技术的出发点是用传统的三视图来表达零件，以图纸为媒介进行技术交流，这就是二维计算机绘图技术。这种以二维绘图为目标的CAD技术一直持续到70年代末期。以后作为CAD技术的一个分支而相对独立稳定地发展。早期应用较为广泛的是CADAM软件，近十年来占据绘图市场主导地位的是Autodesk公司的AutoCAD软件。目前，中国的CAD用户特别是早期用户中，二维绘图仍占相当大的比重。2、CAD技术史上的几场革命自从50年代CAD技术发展以来，到今天的广泛应用，此间经历了几次大的技术性革命，历述如下：2.1第一次CAD技术革命--曲面造型系统60年代出现的三维CAD系统只是简单的线框式系统，它只能表达基本的几何信息，不能有效地表达几何数据间的拓扑关系。由于缺乏形体的表面信息，CAE及CAM均无法实现。进入70年代，正值飞机和汽车工业蓬勃发展的时期。，此间飞机及汽车制造中遇到的大量的自由曲面问题，在当时只能用多截面视图和特征纬线的方式来进行表达。由于三视图方法表达的不完整性以及工业上的应用的需求的推动，此时法国人提出了贝赛尔算法使得用计算机处理曲线及曲面问题变的可行。同时，法国达索飞机制造公司也基于此算法，在二维绘图系统CADAM的基础上，开发出以表面模型为特点的三维造型系统CATIA。CATIA的出现，标志着计算机辅助设计技术从单纯模仿工程图纸的三视图模式中解放出来，首次实现以计算机完整描述产品零件的主要信息，同时也使得CAM技术的开发有了实现的基础。曲面造型系统CATIA为人类带来了第一次CAD技术革命，改变了以往只能借助油泥模型来近似表达曲面的工作方式。在这个时期，CAD技术价格极其昂贵，软件商品化程度也很低。只有少数几家受到国家财政支持的军火商，在70年代冷战时期才有条件独立开发或依托某厂商发展CAD技术。例如：*CADAM由美国洛克希德(Lochheed)公司支持*CALMA--由美国通用电气(GE)公司支持*CV--由美国波音(Boeing)公司支持*IDEAS--由美国国家航空及宇航局(NASA)支持*UG--由美国麦道(MD)公司开发*CATIA--由法国达索(Dassault)公司支持这时的CAD技术主要应用于军用工业。同时一些民用主干工业，如汽车巨人也开始开发一些曲面系统为自己服务，如：*SURP--大众汽车公司*PDGS--福特汽车公司*EUCLID--雷诺汽车公司另外丰田和通用等汽车公司也开发了自己的CAD系统但由于无军方支持，开发经费及经验不足，其开发出来的软件商品化程度较军方支持的系统要低，功能覆盖面和软件水平亦相差较大。2.2第二次CAD技术革命--曲面造型技术80年代初，CAD系统的价格依然令一般企业望而却步。这使得CAD技术无法拥有更广阔的市场。为使自己的产品更有特色，以CV、SDRC、UG为代表的系统开始朝各自的发展方向前进。70年代末到80年代初，由于计算机技术的大跨步前进，CAD、CAM技术也开始有了较大发展。SDRC公司在当时星球大战的背景下，由美国宇航局支持及合作，开发出了许多分析模块，用以降低巨大的太空实验费用，同时在CAD技术方面也进行了许多开拓；UG则着在曲面技术的基础上发展CAM技术，用以满足麦道飞机零部件的加工需求；CV和CALMV则将主要精力都方在CAD市场份额的争夺上。尽管有了表面模型，CAM的问题可以基本解决。但由于表面模型只能表达形体的表面信息，难以准确表达零件的其它特性，如质量、重心、惯性矩等，对CAE十分不利，最大的问题在于分析的前处理特别困难。基于对于CAD/CAE一体化技术发展的探索，SDRC公司于1979年发布了世界上第一个完全基于实体造型技术的大型CAD/CAE软件--I-DEAS。由于实体造型技术能够精确表达零件的全部属性，在理论上有助于统一CAD、CAE、CAM的模型表达，给设计带来了惊人的方便性。它代表着未来CAD技术的发展方向。基于这样的共识，一时间实体造型技术呼声满天下。可以说，实体造型技术的扑几应普及应用标志着CAD发展史上的第二次技术革命。实体造型技术带来了算发改进和未来发展的希望的同时，也带来了数据计算量的极度膨胀。因此，在当时的硬件条件下，实体造形的计算及显示速度很慢，在实际应用中作设计显的很勉强。由于以实体模型为基础的CAE本身就属于高层次技术，普及面窄；另外，在算法和系统效率的矛盾面前,许多赞成实体造型技术的公司并没有下大力气去开发它，而是转去开发相对容易的表面造型技术，各公司的技术因此再度分道扬镳，实体造型技术因此没能在整个行业迅速推广。推