CAD复习资料—_考点总结.doc

第一章CAD（Computer Aided Design)：综合应用计算机及其有关技术辅助人们进行工程和产品设 综合应用计算机及其有关技术辅助人们进行工程和产品设计的方法和技术。 包括：优化设计、结构设计、有限元分析、计算机仿真、计算机辅助绘图、几何建模（是CAD的核心技术，实现计算机辅 助制造的基本手段）等。ICAD（Intelligent CAD）CAM（Computer Aided Manufacture）CAE（Computer Aided Engineering）PDM（Product Data Management）CIMS（Computer Integrated Manufacture System）CAPP（Computer Aided Process Planning）CAD技术基础：图形图像处理技术、人机交互技术、计算 几何技术、模式识别技术： 工程分析技术、数据管理与数据交换技术：工程数据管理存储与管理设计有关信息的技术，如设计标准与规范、标准设计图集、地形地质等原始数据，设计原始数据，设计过程中生成的数据及成果数据等，对工程设计的全过程进行支持。文档处理技术 软件工程、计算机高级语言以及软件开发技术：软件应用与开发具有设计所需的工程设计、分析与绘图等各种应用程序，用以进行工程的计算、分析，生成设计图、表，完成工程设计。CAD与CG、CD的关系：计算机图形学(Computer Graphics)是研究如何以图形或符号的形式，通过计算机生成、修改或显示数据的学科。 计算机绘图 （Computer Drawing） 是CG中涉及工程图绘制的一个分支，是以计算机操作方式绘制图形的工程技术。CG的图形处理理论和方法是CAD的重要基础；CAD是CG的应用领域之一。 CD是CAD基本技术。CAD：目的1、工程设计的工作类型 创造性工作：方案的构思、分析，工作原理的拟定； 重复性工作：运算、绘图。 2、CAD实现人机结合，减轻工作强度设计者完成创造性工作；计算机从事重复性工作。3、扩大设计者的能力，提高工作效率充分结合了人与计算机两者的特长 设计者：思维、概念化和创造性 计算机：高速准确的计算大容量的数据存储准确的逻辑判断直观的图形显示 “协同效应”合成系统能力大于各组成部分的总和。CAD：意义 1、提高设计效率，缩短设计周期提高分析计算速度,解决复杂的计算问题 提高绘图效率,直观的了解设计对象 2、提高设计质量,周密的工程分析减少设计误差,便于修改设计,清晰规范的设计图纸和文档3、促进设计规范化、系列化和标准化设计方法、设计文档和制图标准得到统一 信息共享，改进各专业设计间的信息传递建立工程施工所需的数据库4、降低设计成本,CAD系统相对费用较低，降低设计劳务费用CAD发展：20世纪50-60年代（准备和酝酿阶段）20世纪60年代（蓬勃发展和进入应用阶段）20世纪70年代（广泛应用）20世纪80年代（高速发展阶段）20世纪90年代至今（现代及未来发展）CAD最初起步于-计算机图形显示硬件和交互式计算机图形学CAD技术发展的鲜明特色：开放性： 标准化： 集成化： 智能化： CAD技术在交通运输工程中的应用 1 在土木工程中的应用 ：建设规划专业设计工程管理施工阶段维护管理阶段2在交通工程(机场工程)中的应用 1.公路、铁路、车站、桥梁、隧道等规划、设计与管理 2.综合运输网络的规划、设计 3.机场规划、设计与管理公路CAD的主要内容: 设计方案的构思和形成，方案的比较和选择，工程的计算与优化，设计图表的绘制，设计文件的输出等 Cad系统工作流程 在计算机辅助设计工作中，人的聪明才智、经验,创造性思维与计算机的高速、准确得到了完美结合。 计算机在设计人员初步构思、判断、决策以及提 供的各种规范、约束、经验等基础上，由计算机对大量的设计数据进行检索、提取，根据设计要求进行计算、分析及优化，并将设计结果以图形或表格的方式显示出来，供设计人员进行决策，或采用人机交互手段反复加以修改，最终完成工程设计。一个完备的公路CAD系统除硬件外，还必须具备： 工程数据库具有良好界面的高交互性能的图形支撑系统具有设计所需的工程设计、分析与绘图等各种应用程序 在公路设计中采用CAD技术，具有以下明显的特点 提高设计工作效率，缩短设计周期； 提高设计质量。在数据库、程序库、图形系统支撑下，有利于继承原有的设计经验、设计成果，计算机的高速、准确与人工交互设计相结合，可以方便地进行设计方案的比选，得到优化的设计结果，从而节省工程投资，提高工程设计质量； 使设计人员从繁琐重复性的设计工作中解放出 来，以便将其聪明才智投入到创造性的设计工作，集中精力于决策； 有利于设计工作的规范化及设计成果的标准化。第二章CAD系统的组成以及各部分的功能 CAD系统的分类 交通工程CAD应用系统CAD 系统的组成：设计者 ，CAD软件系统，CAD硬件系统CAD硬件系统作用1、CAD技术的物质基础，2、专门用于CAD应用的计算机硬件：控制器（CPU）运算器,存储器,图形输入/ 输出设备CAD软件系统作用：1、2是CAD技术的灵魂，2、设计者完成设计任务所需的计算机软件资源的集合。包括：计算机系统软件CAD支撑软件CAD应用软件 CAD 系统的分类 CAD按其硬件组成并结合计算机技术的发展历程分为：主机系统(大型机系统) 小型机系统 工作站系统 微机系统 基于网络的微机工作站系统 交通工程CAD应用系统：交通工程CAD，土木工程CAD,铁路站场CAD，港口河道CAD，机械，建筑，轻工，纺织，汽车，模具，外形，广告，影视工程分析与计算软件CAD 常用数学方法程序库有限元结构分析软件优化设计软件机械系统动态分析软件注塑、压铸模具分析软件第三章 1.土建制图国家标准 一、意义：使制图规格统一，图面清晰简明；有利于提高制图效率，保证图面质量；满足设计、施工、存档的要求。 图幅定义：指图纸本身的大小规格。制图国家标准 对图纸幅面以及图框、图标、和图签等都有统一要求。 图幅可选用横式、立式两种: 横式图幅- 以短边作垂直边 ，立式图幅- 以短边作水平边 加长：只能加长短边的整倍数。每项工程图应统一，同一工程同一专业的设计图纸不宜多于两种图幅。（图纸目录及表格采用的A4幅面除外。）图框 图标：图纸的标题栏 ，图签：图纸的会签栏（有时可与标题栏合二为一） 图幅字体图框线图标外框线图框分栏线、图签线A0、A15号1.40.70.35A2、A3、A43.5号0.70.350.18线型 实线：主要用作各种可见轮廓线及符号等。 虚线：主要用作各种不可见轮廓线等。 点划线：主要用作定位轴线、中心线、对称线等。 双点划线：主要用作假象轮廓线等。 折断线：不需画全的断开界限。 波浪线：不需画全的断开界限。 线宽 粗线：宽度取基本线宽b，b=0.13、0.18、0.25、0.35、0.5、0.7、1.0、1.4、2.0mm, 可根据形体的复杂程度和比例大小选取。中线：宽度取0.5b。细线：宽度取0.25b。 则每一组粗、中、细的宽度，称为线宽组。如粗线为b=2.0mm, 中线0.5b=1.0mm, 细线0.25b=0. 5mm。 画线要求1、在同一张图纸内，相同比例的图形，应采用相同的线宽组。 2.虚线的线段和间距应长短一致, 线段长约3.06.0mm, 间距约为0.51.0mm。点划线每一线段的长度应相等, 约为1520mm。 3.各种线型相交时，交点均应在画线处。点划线的首位两端是线段而不是点。虚线是粗实线延长线时，连接处应留有空隙。 4.当各种线型重合时，应按粗实线、虚线、点划线的优先顺序画出。 5.文字、数字或符号重叠、相交, 若不可避免时, 应首先保证文字等清晰。作业对图线颜色要求 粗实线：绿色， 细实线、波浪线、双折断线：白色 ，虚线：黄色 细点划线：红色 粗点划线：棕色 双点划线：粉色 字体要求 汉字：图样及说明中的汉字宜采用长仿宋字体，采用国家公布的简化字。大标题、图册封面、地形图等的汉字可用其他易于辨认的字体。字高分20.0、14.0、10.0、7.0、5.0、3.5、2.5、1.8mm, 汉字不小于3.5mm，字宽一般为h/2。 字母和数字：字母和数字可用正体或于水平线成75的斜体字；字母、数字的字高h不小于2.5mm, 字母间隔为1/5h, 行距不小于2/5h。分数、百分数和比例数的注写应采用阿拉伯数字和数学符号。 坡度标注方法：标注坡度时，应加注坡度符号，该符号为单面箭头，箭头应指向下坡方向。坡度也可用直角形形式标注，对称构配件采用对称省略画法时，该对称构配件的尺寸线应略超过对称符号，仅在尺寸线的一端画尺寸起止符号，尺寸数字应按整体全尺寸注写宜与对称符号对齐。土建工程图样中的部分符号 （1.对称符号 2.连接符号3.指北针）CAD交互式绘制机场图要求：精确作图：保证作图质量快速作图：提高作图效率区分组成：便于检查和修改CAD交互式绘制机场图步骤：作图准备，设定绘图环境，按绘图比例绘制、编辑图形对象、标注尺寸、文本，绘制填充团，绘制和插入图幅，保存图形按打印比例输出图形作图准备：1、图形分析2、设置图形单位、选择合适比例3、选定图幅.施工图比例绘图的特点: 1) 各图样按要求比例作图, 而各种标注、图框等则必须按“国标”规定准确绘制;使输入的图符合要求。2)若将平面图与详图画在一张图纸上, 则会出现两种不同的比例。计算机绘图比例的确定: 1) 打印比例：绘图仪输出图形时，允许选用的比例,mm = 多少图形单位。2)绘图比例：在屏幕上定义用户坐标系、输入图形所采的比例，即计算机构造、显示存储图形的比例。常用的作图方法有两种：1)足尺作图：主要的图样按实际尺寸作图，绘图仪按要求比例尺输出。特点：存储原图，可根据需要按多种比例输出;构造详图、标注和图框等，须进行比例换算。2）比例作图：主要图样和详图以及标注、图框均按要求比例尺作图，绘图仪按1:1输出。特点：只能存储和输出一种比例的图纸;只需考虑实际比例和作图比例的换算，较简捷。设定绘图环境设定图形界限（录像）设置图层（含颜色、线形、线宽等）便于对不同图形对象的管理设置正交、捕捉功能等以便辅助准确绘图。利用CAD绘制机场施工图 机场平面布局图 土地使用图 航站区布局图 出入机场地面交通图模型空间的概念：模型空间是一个三维坐标空间，一般情况下，我们都是在模型空间下绘制图形和编辑。图纸空间的概念：图纸空间完全是一个二维的绘图环境。二者区别与联系：在图纸空间新绘制的任何图形对象均不能反应在模型空间下；在模型空间下，对图形的任何编辑，均会在图纸空间下体现出来。模型空间是我们绘图、编辑的三维坐标空间，只有在用户需要将同一图形的不同视图输出打印到一张图纸上时，才使用图纸空间.“模型空间”，就是指你画的实物，比如一个零件、一栋大楼。它反映了真正的东西，所以叫“模型空间”。 绘制三维图时，最好在图纸空间中打印，绘制二维图时，可以从模型空间直接打印图纸。浮动视口A平铺视口：在模型空间下将当前屏幕划分为多个视口。B浮动视口：在图纸空间下的多个视口，视口的边框是图形的一部分，打印输出时会随着图形一起输出. （可改变边框所在图层，通过图层特性的设置来控制边框的可见性。）在图纸空间中无法编辑模型空间中的对象，如果要编辑模型，必须激活浮动视口，进入浮动模型空间。激活浮动视口的方法有多种，如可执行MSPACE 命令、单击状态栏上的“ 图纸” 按钮或双击浮动视口区域中的任意位置。 删除、新建和调整浮动视口 在布局图中，选择浮动视口边界，然后按Delete 键即可删除浮动视口。删除浮动视口后，使用“ 视图” | “ 视口” | “ 新建视口” 命令，可以创建新的浮动视口，此时需要指定创建浮动视口的数量和区域。在浮动视口中旋转视图在浮动视口中，执行MVSETUP 命令可以旋转整个视图。平铺模型空间和浮动模型空间 平铺模型空间即是一般图形绘制、编辑、输出的空间，用VPORTS划分视口，视口不能随意移动和重叠。浮动模型空间是指在布置图纸空间视口的情况下，需要调整视点设置，使用 MSPACE命令转换到的空间。布局的定义：布局就是图纸空间环境，它模拟图纸页面，提供直观的打印设置。 布局显示的图形与图纸页面上打印出来的图形完全一样。打印布局步骤：完成图形绘制 激活布局或创建布局 指定布局页面设置：印设备、图纸尺寸、打印比例、打印区域、打印原点、旋转角度 插入图幅和标题栏 创建浮动视口并将其置于布局 设置浮动视口的视图比例 打印布局第四章计算机图形学 计算机图形学是研究怎样利用计算机生成、处理和显示图形的科学。 计算机图形学应用在哪些方面？ 1.计算机辅助设计（CAD）2.图示图形学3.计算机艺术4. 娱乐5.教学与培训6.科学计算可视化7.图形图像处理 基本图形生成: 造型坐标系（局部坐标系）, 用户坐标系（整体坐标系）, 设备坐标系, 观察坐标系, 规格化设备坐标系基本图形元素：矢量图形 光栅图形 矢量图形优点是无论放大、缩小或旋转等不会失真；缺点是难以表现色彩层次丰富的逼真图像效果。 直线图形生成1.基本原理: “增量法”2.直线的属性（影响图元显示方法的参数）3.直线图形 （折线集，矩形，矩形网格，正多边形，标高线，尺寸线）曲线图形1.生成曲线方法（曲线插补法(基本算法)，用一系列直段逼近一条曲线）2.曲线图形（圆弧、二次曲线、样条曲线）图形几何变换(点的矩阵变换是几何变换的基础)平移(将对象沿直线路径从一个坐标位置移到另一个坐标位置的重定位)缩放(将对象对应的矩阵乘以系数)旋转 将对象沿着xy平面内的圆弧路径重定位。镜像 错移 组合变换图形的投影和透视变换: 三维形体的二维表示技术1 投影：把空间图形投影到投影面上得到的平面图形。2 正平行投影：正平行投影- 投影线垂直于投影面。3 透视投影：将投影面至于投影对象与投影中心之间。计算机图形系统定义：计算机基本硬件、图形输入输出设备、计算机系统软件和图形软件的集合。计算机图形系统基本功能：计算功能，存储功能，对话功能，输入功能，输出功能图形的一般绘制方法1直接绘图法特点： 易于学习，较灵活；适于绘制各种图形；程序冗长，易出错。2.基本图素拼合法特点：使用方便，编程效率高，不易出错；难以建立完整的基本图形子程序库。3.参数绘图法特点： 编制效率高，占外存容量少4 图形设备直接输入法特点：使用方便，效率高，精度不高，设备价格昂贵。第五章人机交互技术：实现人和计算机之间数据文字、图形以及声音等信息传递的技术。人机交互的目的：在CAD中对于需要由人介入的步骤提供操作功能，从而适应设计需求，改善软件系统的易操作性。主要交互输入方式：命令语言交互输入方式；菜单选择输入方式（一条交互式命令的执行过程）命令语言由一系列规则和约定组成，分两种：一是用户引导的命令语言：以用户为主的命令语言；二是由系统引导的命令语言。菜单选择输入方式：菜单的选择方式（1.标号选择 2.字串选择 3.位置选择）菜单的种类：1.文本菜单（固定菜单、弹出式菜单、下拉式菜单）2.图像菜单选择集（命令选择 操作数选择 属性选择）选择技术（图形输入板或鼠标控制光标选择，光笔选择或触摸屏选择，键入名字、名字缩写或排列的唯一序号做选择，功能键选择，语音选择）定位技术三种：（用图形输入板、鼠标、键盘或操纵杆等控制光标定位，键入坐标定位，用光笔、触摸板等定位）定向技术有：（用度盘、操纵杆或者鼠标控制方向角；键入角度值）定量：定量技术就是用户输入某一范围内的数值。设备是键盘，此外鼠标、跟踪球等也可以行定量。定量技术通常为输入数值。 定路径：一系列定位、定向和定量任务的结合。 文本技术：输入字符（串）。实现文本的技术主要是：键盘输入字符、笔划识别、菜单选择字符、语音识别等。包括：逻辑输入设备、物理输入设备交换控制技术交互控制技术的含义：交互控制技术是用户利用图形输入设备输入一定的位置或轮廓后，计算机按照一定方法产生图形的技术。主要方法：定位法、强制法、网格法、引力场法、橡皮带法、拖拉法、草图法图形拾取技术的定义：交互式作图过程中，对图形增加、删除、拖动等操作前所需的拾取图形的技术。拾取图形包括：点、符号集、直线段、折线集、曲线、字符串、填充区域等。图形拾取的表现（外在表现，内部表现）主要方法有两种（拾取点定位法，图形搜索法）拾取点定位法：将人工控制的拾取点位置定位到所要拾取的图形上。拾取点定位法主要形式：拾取窗、鼠标点击 图形搜索法： 在存储图形的数据结构中, 搜索所拾取图形的标志让系统根据用户拾取的一个点，去搜索、