计算机辅助设计(CAD)

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计算机辅助设计是工程师和设计师使用的众多工具之一,根据用户的职业和软件类型的不同,它的使用方式也不同。

CAD是产品生命周期管理(PLM)过程中整个数字产品开发(DPD)活动的一部分,因此与其他工具(集成模块或独立产品)一起使用,例如:

  • 计算机辅助工程(CAE)和有限元分析(FEA, FEM)
  • 计算机辅助制造(CAM)包括计算机数字控制(CNC)机器的指令
  • 真实感渲染和运动模拟。
  • 使用产品数据管理(PDM)进行文件管理和修订控制

计算机辅助设计(CAD)的类型

有几种不同类型的CAD,每一种都要求操作者以不同的方式思考如何使用它们,并以不同的方式设计它们的虚拟组件。

有许多低端2D系统的生产商,包括许多免费和开源的程序为绘图过程提供了一种方法,而无需对图纸上的比例和位置进行任何繁琐的处理,因为这些都可以在创建最终草稿时根据需要进行调整。

三维线框基本上是二维绘图的扩展(现在不常用)。每一行都必须手动插入到图形中。最终产品没有与之关联的质量特性,并且不能直接向其添加特征。尽管许多三维系统允许使用线框模型生成最终的工程视图,但操作员以类似于二维系统的方式处理这些视图。

三维实体的创建方式类似于对真实世界对象的操作(现在不常用)。基本的三维几何形状(棱柱体、圆柱体、球体等)有实体体积的添加或减去,就好像组装或切割真实世界的对象一样。二维投影视图可以很容易地从模型中生成。基本的三维实体通常不包含允许组件运动、设置组件运动限制或识别组件之间干涉的工具。

有两种类型的三维实体建模

参数化建模允许操作者使用所谓的“设计意图”。创建的对象和特性是可以修改的。任何未来的修改都可以通过更改原始部分的创建方式进行。如果一个特征从零件的中心定位,操作员应该从模型的中心定位它。可以使用零件中现有的任何几何物体来定位该特征,但这种随机的放置会违背设计意图。如果操作者按照其功能设计零件,参数建模师就能够在保持几何和功能关系的同时对零件进行更改。

直接建模提供了在没有历史树的情况下编辑几何图形的能力。通过直接建模,一旦草图被用来创建几何图形,草图被并入新的几何图形,设计师只需修改几何图形而不需要原始草图。与参数化建模一样,直接建模能够包括所选几何图形之间的关系(例如,切线、同心度)。

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