计算机辅助设计 CAD 原理与应用技术PDF电子书下载

目录 1

前言 1

1 CAD技术概论 1

1.1　概述 1

1.2　产品设计过程与CAD 3

1.3　CAD系统简述 5

1.3.1　软件系统的功能 5

1.3.2　CAD系统的软件分类 7

2　CAD系统的构成与类型 10

2.1　CAD系统的硬件 10

2.1.1　主机 10

2.1.2　输入输出设备 11

2.1.3　外存储器 14

2.2　CAD系统的软件 15

2.2.1　系统软件 15

2.2.2　支撑软件 17

2.2.3　面向用户的应用软件 18

2.3　CAD系统的类型 18

2.3.1　检索型CAD系统 18

2.3.2　自动型CAD系统 19

2.3.3　交互型CAD系统 19

2.4　CAD系统的配置 19

2.4.1　集中式配置 19

2.4.2　多主机式配置 19

2.4.3　分布式配置 20

2.4.4　独立工作站配置 20

习题 20

3　三维图形处理与几何造型 21

3.1　三维图形变换与投影变换 21

3.1.1　三维图形变换 22

3.1.2　三维投影变换 26

3.2.1　窗口——视图区变换 31

3.2　图形的显示与输出处理 31

3.2.2　图形的裁剪 33

3.3　真实感图形的生成原理 38

3.3.1　消隐技术 39

3.3.2　光照效应 49

3.4　三维几何造型技术 52

3.4.1　形体的定义和性质 52

3.4.2　表示形体的线框、表面、实体模型 54

3.4.3　形体的边界及其连接关系 56

3.4.4　常用的形体表示方式 58

3.5　曲线曲面造型基础 64

3.5.1　曲线、曲面的参数描述 64

3.5.2　参数曲线 67

3.5.3　参数曲面 74

习题 76

4.1.1　几种主要工作站平台图形系统 78

4.1　CAD图形软件概述 78

4　CAD图形软件系统 78

4.1.2　微机CAD图形系统 79

4.2　AutoCAD概述 81

4.2.1　AutoCAD的基本功能 82

4.2.2　AutoCAD的安装 83

4.2.3　AutoCAD的运行性能 84

4.2.4　AutoCAD系统配置简介 86

4.3　AutoCAD的操作环境 87

4.3.1　坐标系统和有关术语、概念 87

4.3.2　用AutoCAD命令画一张简单的图 91

4.3.3　用AutoLISP形式表述命令——L表述法 92

4.3.4　AutoCAD高级用户界面（AUI） 93

4.3.5　实体的选择与空间定位 95

4.3.6　图层的功能与使用 99

4.3.7　系统服务和辅助绘图功能 101

4.4.1　常用几何实体生成 103

4.4　实体生成命令 103

4.4.2　三维面与曲面网格 107

4.4.3　标注文字与定义字型 110

4.4.4　块、属性及阴影线 111

4.5　显示控制 116

4.5.1　一些重要概念 116

4.5.2　视窗与空间转换 118

4.5.3　图形缩放与视图生成 119

4.5.4　UCS与空间理察命令 119

4.6　图形编辑与系统查询 121

4.6.1　实体和命令的删除与恢复 121

4.6.2　几何变换命令 122

4.6.3　部分修改与生成命令 124

4.6.4　多义线、多义线网格和块的编辑 125

4.6.5　系统查询命令 127

4.6.6　夹点（Grips）编辑功能 128

4.7　尺寸标注 129

4.7.1　概念和术语 130

4.7.2　尺寸标注命令 130

4.7.3　尺寸标注变量 131

4.8　剖面线绘制 134

4.8.1　HATCH命令 134

4.8.2 BHATCH命令 135

4.9 实心体造型AME 136

4.9.1 AME集合运算实体 136

4.9.2 AME加载与卸下 136

4.9.3 AME对话框功能简述 137

4.9.4 AME命令综述 137

4.9.5 面域造型示例 140

4.9.6 形体集合运算实例 141

习题 142

5.1 概述 144

5.1.1 AutoLISP——AutoCAD二次开发的有力工具 144

5 AutoLISP与ADS开发环境 144

5.1.2 AutoLISP的数据类型 145

5.1.3 AutoLISP的程序结构和求值过程 147

5.1.4 编辑、装入和运行AutoLISP程序 147

5.2 AutoLISP的基本函数 148

5.2.1 数值计算和标准函数 148

5.2.2 赋值与转换函数 149

5.2.3 求值函数和禁止求值函数 150

5.2.4 关系与逻辑函数 150

5.2.5 字符处理与表处理函数 151

5.3 AutoLISP的输入输出函数 152

5.3.1 GET族输入函数 152

5.3.2 文件管理与文件输入函数 155

5.3.3 文件输出和屏幕输出函数 155

5.4 AutoLISP的绘图功能 156

5.4.1 COMMAND函数 156

5.4.2 绘图求值函数 157

5.4.3 其他绘图相关函数 158

5.4.4 综合应用举例 159

5.5 AutoLISP分支结构程序 160

5.5.1 IF函数 160

5.5.2 COND函数 160

5.5.3 顺序控制函数PROGN 162

5.5.4 其他测试函数 162

5.6.1 WHILE函数 163

5.6 AutoLISP循环结构程序 163

5.6.2 REPEAT函数 164

5.6.3 FOREACH，MAPCAR和APPLY函数 164

5.7 自定义函数与AutoCAD新命令 167

5.7.1 DEFUN函数 167

5.7.2 定义AutoCAD新命令的函数DEFUN C： 170

5.7.3 函数的递归定义 171

5.8 图形数据库编辑函数及其应用 173

5.8.1 基本概念 173

5.8.2 选择集构造函数 174

5.8.3 选择集和实体名操作函数 176

5.9 AutoLISP的接口功能和内存d管理 178

5.9.1 AutoCAD菜单文件对AutoLISP的调用 178

5.9.2 AutoLISP与SCR文件和DOS命令的连接 180

5.9.3 AutoLISP的内存管理函数 182

5.10 AutoLISP综合应用举例 183

5.10.1 设计数据处理 183

5.10.2 图形处理方法 187

5.10.3 尺寸标注方法 189

5.11 ADS开发环境 191

5.11.1 ADS简介 191

5.11.2 ADS程序的装入和运行 192

5.11.3 ADS程序的结构 193

5.11.4 ADS应用程序的两种开发模式 197

习题 204

6.2.2 数据库和数据库管理系统 206

6.2.1 数据库系统 206

6.1 概述 206

6.2 数据库及数据库管理系统 206

6 CAD中的数据库与工程数据库技术 206

6.3　工程数据库及其现状 207

6.4　数据库技术在CAD中的应用 208

6.4.1　简单二维表 209

6.4.2　多层二维表 210

6.4.3　条件二维表 211

6.4.4　复合二维表 212

6.5　在AutoCAD中访问关系型数据库——ASE 214

6.5.1　ASE简介 214

6.5.2　系统配置和ASE文件 215

6.5.3　ASE使用实例 216

习题 219

7.1.2　人机接口技术的主要研究内容 220

7.1.1　概述 220

7.1　人机接口技术 220

7　CAD系统接口技术与标准 220

7.1.3　人机接口的基本特性 221

7.1.4　人机交互的基本方式 222

7.2　菜单技术 223

7.2.1　概述 223

7.2.2　菜单接口的结构 223

7.2.3　菜单的类型 224

7.2.4　菜单接口的设计准则 226

7.3　AutoCAD用户菜单文件的设计 226

7.3.1　概述 226

7.3.2　菜单文件的分区 227

7.3.3　菜单项的定义 227

7.3.4　子菜单 230

7.3.5　按钮和辅助菜单 231

7.3.6　屏幕菜单 231

7.3.7　下拉／光标菜单 232

7.3.8　图标菜单 234

7.3.9　AutoLISP在菜单中的应用 235

7.3.10　DIESEL字串表达式语言简介 235

7.3.11　用户菜单设计实例 236

7.4　AutoCAD用户对话框设计 237

7.4.1　概述 237

7.4.2　用户对话框设计的一般原则 238

7.4.3　对话框的基本成分与操作 238

7.4.4　控件的属性 240

7.4.5　DCL对话框文件的编制 246

7.4.6　AutoCAD PDB可编程对话框工具 248

7.4.7　用户对话框设计实例 253

7.5　AutoCAD图形数据交换文件及其应用 256

7.5.1　概述 256

7.5.2　DXF文件的结构 256

7.5.3　DXF文件的产生与装入 264

7.5.4　DXF文件的接口程序 265

7.5.5　IGES文件简介 269

习题 270

8　CAD应用软件系统的分析与设计 271

8.1　软件开发基础知识 271

8.1.1　程序与软件 271

8.1.2　软件危机和软件工程 271

8.1.3　软件加工模式 272

8.1.4　软件设计的基本原则 274

8.1.5　程序设计风格 276

8.2　CAD应用软件 277

8.2.1　CAD软件系统 277

8.2.2　图形软件AutoCAD R12的二次开发 278

8.3　CAD应用软件开发示例 280

8.3.1　问题定义 280

8.3.2　可行性研究 281

8.3.3　需求分析 283

8.3.4　总体设计 285

8.3.5　详细设计 286

8.3.6　编码 289

8.3.7　测试 289

习题 291

9　CAD系统中的工程决策与分析方法 292

9.1　概述 292

9.1.1　设计目标的确定 292

9.1.2　约束条件的确定 292

9.1.3　设计的途径和步骤 292

9.2　设计方案的决策支持系统 293

9.2.1　决策支持系统的类型 293

9.2.2　模糊决策方法 294

9.3　最优化设计方法 301

9.3.1　最优化设计过程 301

9.3.2　无约束优化方法 305

9.3.3　约束优化方法 309

9.4　结构有限元分析方法 310

9.4.1　有限单元法概述 311

9.4.2　结构的离散化处理 313

9.4.3　单元分析过程 314

9.4.4　平面问题的整体分析 323

9.5　计算机仿真与虚拟现实技术 328

9.5.1　计算机仿真与可视化技术 328

9.5.2　几种新兴的计算机仿真技术 335

9.5.3　虚拟现实技术 337

习题 341

10　CAD/CAM集成与ICAD技术 343

10.1　计算机辅助工艺过程设计（CAPP） 343

10.1.1　概述 343

10.1.2　成组技术（GT） 343

10.1.3　计算机辅助工艺设计系统 345

10.2.1　概述 347

10.2　数控技术 347

10.2.2　计算机辅助NC编程 348

10.2.3　几种常用的数控系统 351

10.3　计算机辅助质量控制（CAQC） 355

10.3.1　概述 355

10.3.2　计算机辅助质量控制及其应用 357

10.3.3　计算机辅助检验（CAI） 358

10.3.4　计算机辅助试验（CAT） 363

10.4.1　ICAD的研究目的与主要研究方法 364

10.4　智能化计算机辅助设计（ICAD）简介 364

10.4.2　CAD专家系统基本结构 366

10.4.3　人工神经网络在ICAD中的应用 368

习题 372

参考文献 373

附录A AutoCAD R12命令 374

附录B AutoLISP函数索引 382

附录C AUtoLISP标准出错信息 385