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第1章 概述1

1.1 CAD技术的发展和应用1

1.1.1 发展过程1

1.1.2 应用3

1.1.3 应用CAD技术的优缺点4

1.2 CAD硬件5

1.2.1 计算机及其常用外围设备6

1.2.2 图形输入设备9

1.2.3 图形显示设备10

1.2.4 绘图输出设备11

1.3 CAD系统12

1.3.1 CAD系统的分类12

1.3.2 如何选择CAD系统13

1.3.3 CAC支撑软件18

1.3.4 CAD集成系统19

习题22

第2章 交互技术与应用接口23

2.1 应用接口23

2.1.1 子程序包23

2.1.2 专用语言24

2.1.3 交互命令24

2.2 交互任务与交互技术27

2.2.1 交互任务27

2.2.2 交互输入技术28

2.2.3 交互控制技术29

2.2.4 拾取图形30

2.3 输入控制方式33

2.3.1 三种输入控制方式33

2.3.2 请求方式33

2.3.3 取样方式34

2.3.4 事件方式34

2.3.5 输入控制方式的混合使用35

2.4 如何构造一个交互系统36

2.4.1 交互式用户接口的表现形式36

2.4.2 交互式用户接口常见的工作方式38

2.4.3 交互式用户接口的实现39

2.4.4 交互式用户接口简例42

2.5 基于知识的用户接口设计环境45

2.5.1 目标45

2.5.2 结构46

2.5.3 基于知识的用户接口46

2.5.4 用户接口变换器47

2.6 CAD应用程序开发实例47

2.6.1 实例程序SP的功能48

2.6.2 编译环境及所需文件48

2.6.3 ADS程序框架结构48

2.6.5 绘图函数hj(kdyprmt)说明49

2.6.4 SP()函数说明49

2.6.6 运行说明50

2.7 网络用户接口50

2.7.1 网络用户界面51

2.7.2 智能网络用户界面51

2.7.3 多通道用户界面52

2.8 互操作接口技术52

2.8.1 互操作是异构异地系统集成的需要52

2.8.2 公共对象请求代理体系结构(CORBA)53

2.8.3 分布式构件对象模型(DCOM)54

习题56

第3章 绘制工程图57

3.1 坐标系57

3.1.1 分类57

3.1.2 造型坐标系57

3.1.3 用户坐标系58

3.1.6 设备坐标系59

3.1.5 规格化的设备坐标系59

3.1.4 观察坐标系59

3.2 基本图形生成方法60

3.2.1 图素及其属性60

3.2.2 常用直线图形63

3.2.3 常用的二次曲线图形69

3.3 常用的区域填充方法73

3.3.1 简单的递归填充算法73

3.3.2 扫描线区域填充算法75

3.4 字符和符号77

3.4.1 矢量汉字字符的存储与显示77

3.4.2 矢量汉字的显示78

3.4.3 符号库的建立和管理78

3.5 尺寸标注81

3.5.1 直线类尺寸81

3.5.2 半径、直径类尺寸83

3.5.3 角度尺寸84

3.5.4 引出旁注类标注86

3.5.5 形位公差86

3.5.6 表面粗糙度及标题栏、明细表87

3.6 图形的存储89

3.6.1 用户文件89

3.6.2 显示文件90

3.6.3 绘图文件90

3.7 CAD工程绘图的一般规则90

3.7.1 图幅尺寸90

3.7.2 字体91

3.7.3 图线92

3.7.4 常用图形符号的标准代号和名称93

习题94

4.1.1 矢量运算95

4.1.2 矩阵运算95

4.1 图形变换的数学基础95

第4章 图形变换95

4.1.3 齐次坐标98

4.2 窗口视图变换99

4.2.1 用户域和窗口区99

4.2.2 屏幕域和视图区99

4.2.3 窗口区和视图区的坐标变换100

4.3 图形裁剪101

4.3.1 二维线段裁剪102

4.3.2 多边形裁剪103

4.3.3 字符裁剪104

4.3.4 三维线段裁剪105

4.4 几何变换106

4.4.1 二维图形的几何变换106

4.4.2 三维图形的几何变换110

4.5.2 正平行投影(三视图)114

4.5.1 投影变换的分类114

4.5 投影变换114

4.5.3 斜平行投影115

4.5.4 透视投影117

4.5.5 投影空间121

4.5.6 用户坐标系到观察坐标系的变换123

4.5.7 规格化裁剪空间和图像空间124

习题128

5.1.1 形体的定义130

5.1 形体的机内表示130

第5章 产品造型与设计130

5.1.2 几何造型的要求132

5.1.3 表示形式132

5.1.4 误差对造型的影响137

5.2 参数曲线与曲面139

5.2.1 参数表示的特点139

5.2.2 参数曲线140

5.2.3 参数曲面149

5.3.1 形体的离散化表示154

5.3 离散法造型154

5.3.2 数据结构156

5.3.3 集合运算157

5.4 基于NURBS精确表示的非流形形体造型158

5.4.1 非流形形体的定义159

5.4.2 表示非流形形体的数据结构159

5.4.3 非流形形体的集合运算161

5.5 基于线框、表面、实体和特征统一表示的造型162

5.5.1 数据结构162

5.5.2 几何元素的求交计算163

5.5.3 集合运算164

5.6 生成三维形体的真实感图形170

5.6.1 消除隐藏线170

5.6.2 真实图形生成技术概述177

5.6.3 光照模型178

5.6.4 隐藏面消除算法182

5.6.5 光线跟踪算法185

5.6.6 纹理映射187

5.6.7 辐射度算法188

5.6.8 反走样190

5.7 特征造型191

5.7.1 特征的定义192

5.7.2 特征的分类192

5.7.3 特征的表示193

5.7.4 特征的形成规则197

5.8 一个典型的几何造型系统——GEMS198

5.8.1 GEMS的运行环境198

5.8.2 功能与程序模块198

5.8.3 特点201

5.9 虚拟产品设计205

5.9.1 VR系统组成205

5.9.2 虚拟环境建模206

5.9.3 产品的虚拟原型设计207

习题209

第6章 参数化设计211

6.1 基于约束的参数化设计概述212

6.1.1 参数化设计与变量化设计212

6.1.2 常用的参数化设计方法213

6.2 约束推理求解算法215

6.2.1 约束的表示与分类216

6.2.2 几何约束系统的约束建模221

6.2.3 几何约束的推理算法222

6.2.4 几何约束的求解计算224

6.3 剪枝-凝聚算法227

6.3.1 几何约束系统的无向图表示227

6.3.2 剪枝228

6.3.3 凝聚230

6.3.4 剪枝-凝聚算法232

6.3.5 过约束情况的处理233

6.4.1 参数化CAD系统的流程和基本功能235

6.4 参数化CAD系统235

6.4.2 参数化CAD系统的数据管理237

6.4.3 草图设计239

6.4.4 随动约束处理240

6.4.5 基于约束的工程设计与分析242

6.4.6 机构运动仿真实例243

6.4.7 多视图联动246

习题246

第7章 计算机辅助工艺设计247

7.1 计算机辅助工艺设计概述247

7.1.1 CAPP系统分类247

7.1.2 CAPP系统功能248

7.1.3 CAPP系统零件信息的输入249

7.1.4 CAPP系统的输出信息251

7.1.5 CAPP数据库252

7.2.1 交互式CAPP系统257

7.2 计算机辅助工艺设计系统257

7.2.2 派生式CAPP系统277

7.2.3 创成式CAPP系统281

7.2.4 混合式CAPP系统286

习题289

第8章 计算机辅助制造290

8.1 数控加工技术概述290

8.1.1 数控加工的基本原理290

8.1.2 数控加工的发展过程290

8.1.3 数控加工系统的分类291

8.1.4 数控加工系统的控制功能293

8.1.5 数控加工系统的选择和维护294

8.2 数控编程技术295

8.2.1 数控编程方式295

8.2.2 数控编程中的术语298

8.2.3 数控加工编程语言302

8.3.1 数控加工自动编程系统的分类304

8.3 数控加工自动编程系统304

8.3.2 平面型零件的数控编程305

8.3.3 组合曲面零件的数控加工编程310

8.3.4 数控加工的后置处理程序317

8.3.5 数控加工过程的仿真模拟321

习题324

第9章 计算机辅助有限元分析325

9.1 计算机辅助有限元分析的基本概念326

9.1.1 计算机辅助有限元分析系统构造326

9.1.2 前处理的功能327

9.1.3 有限元分析功能328

9.1.4 计算机辅助有限元分析的物理模型330

9.1.5 有限元分析计算的平衡方程332

9.2 有限元网格生成技术333

9.2.1 有限元网格的要求333

9.2.2 二维网格生成技术333

9.2.3 一个实用的二维网格生成算法340

9.2.4 三维网格生成技术345

9.2.5 几种方法的比较348

9.3 计算机辅助有限元分析的后处理349

习题352

第10章 企业资源计划和产品数据管理353

10.1 企业资源计划353

10.1.1 制造过程的物流和信息流353

10.1.2 管理信息系统354

10.1.3 生产管理信息系统356

10.1.4 财务管理信息系统358

10.1.5 人力资源管理系统360

10.1.6 经营计划与决策支持系统360

10.1.7 制造资源计划系统363

10.1.8 企业计划系统365

10.1.9 物料需求计划367

10.1.10 能力需求计划369

10.1.11 库存管理370

10.1.12 车间作业管理372

10.1.13 产品成本管理374

10.1.14 企业资源管理系统374

10.2 产品数据管理382

10.2.1 PDM能为企业解决哪些问题383

10.2.2 PDM系统的原理386

10.2.3 PDM系统的开发运行平台388

10.2.4 几种典型PDM系统产品简介390

10.2.5 PDM系统的基本功能393

10.2.6 PDM系统集成的接口402

10.2.7 PDM的企业建模406

10.2.8 PDM的实施409

10.2.9 PDM的发展趋势411

习题412

附录 绘制花键的程序实例413