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第1章 概论1

1.1 现代产品设计与CAD技术1

1.1.1 现代产品设计概述1

1.1.2 CAD技术与现代产品设计2

1.2 CAD技术的发展历程及发展趋势2

1.2.1 CAD技术的发展历程3

1.2.2 CAD技术的发展趋势4

1.3 CAD技术的特点与应用5

1.3.1 CAD技术的特点5

1.3.2 CAD技术的应用5

1.3.3 采用CAD技术的优点和风险6

1.4 习题7

2.1 CAD系统的类型8

第2章 CAD系统的组成8

2.2 CAD系统的硬件组成10

2.2.1 工作站和微机系统硬件11

2.2.2 CAD局域网络系统的规划与设计14

2.3 CAD系统的软件组成15

2.3.1 系统软件15

2.3.2 CAD支撑软件15

2.3.3 CAD应用软件17

2.3.4 商品化CAD支撑软件介绍18

2.4 CAD系统的选型原则18

2.4.1 CAD系统选型工作的重要意义18

2.4.2 CAD系统选型的基本要素19

2.4.3 选择CAD系统的原则21

2.5 习题22

3.1.1 人机接口23

第3章 CAD接口技术及图形标准23

3.1 CAD接口技术23

3.1.2 图形接口文件26

3.1.3 CAD系统间的接口30

3.1.4 计算机图形接口33

3.2 计算机图形软件标准34

3.2.1 图形核心系统GKS和GKS-3D34

3.2.2 交互图形系统PHIGS35

3.3 OpenGL简介36

3.4 习题37

第4章 CAD软件工程技术38

4.1 软件工程的基本概念38

4.1.1 软件与软件工程38

4.1.2 软件工程过程模型40

4.2 软件开发流程43

4.1.3 CAD软件工程的特点43

4.3 CAD软件的文档编制规范45

4.3.1 可行性研究报告45

4.3.2 项目开发计划46

4.3.3 软件需求说明书46

4.3.4 数据要求说明书47

4.3.5 概要设计说明书47

4.3.6 详细设计说明书48

4.3.7 测试计划49

4.3.8 测试分析报告49

4.3.9 项目开发总结报告50

4.4 习题50

5.1.2 图形程序库51

5.1.1 设备驱动程序51

第5章 计算机图形处理技术基础51

5.1 图形程序库51

5.2 坐标系52

5.2.1 设备坐标系53

5.2.2 虚拟设备坐标系和规格化的设备坐标系53

5.2.3 世界坐标系、造型坐标系和观察坐标系53

5.2.4 坐标变换54

5.3 窗口与视区55

5.3.1 窗口55

5.3.2 视区56

5.3.3 窗口-视区变换56

5.4 图形的裁剪与消隐57

5.4.1 图形的裁剪57

5.4.2 图形的消隐58

5.5 二维图形几何变换59

5.5.1 二维图形几何变换的一般表示59

5.5.2 平移变换与点的齐次坐标表示62

5.5.3 二维组合变换64

5.6 三维图形几何变换65

5.6.1 三维基本变换65

5.6.2 三维组合变换与投影变换67

5.7 X窗口系统68

5.8 习题69

第6章 几何造型系统70

6.1 空间几何元素的定义70

6.2 线框造型系统73

6.3 曲面造型系统73

6.4 实体造型系统74

6.4.1 造型功能75

6.4.2 数据结构80

6.5 非流形形体造型系统83

6.6 装配造型85

6.6.1 装配造型的功能85

6.6.2 装配浏览86

6.6.3 并行设计功能87

6.6.4 装配模型的使用87

6.6.5 装配简化88

6.7 习题89

7.1 基本概念90

7.1.1 曲线和曲面的数学表示90

第7章 自由曲线和自由曲面90

7.1.2 基本术语91

7.2 自由曲线91

7.2.1 Hermite曲线92

7.2.2 Bezier曲线93

7.2.3 B样条曲线97

7.3 自由曲面102

7.3.1 双线性参数曲面102

7.3.2 Coons曲面片与双三次参数曲面片103

7.3.3 Bezier曲面107

7.3.4 B样条曲面108

7.3.5 曲面片的连续109

7.4 习题109

8.1.1 AutoCAD发展历史111

8.1 概述111

第8章 AutoCAD绘图软件包111

8.1.2 AutoCAD 2002的主要功能112

8.1.3 “今日”窗口114

8.1.4 AutoCAD 2002工作界面116

8.2 绘图设置及绘图实用工具117

8.2.1 图层、线型、线宽及颜色117

8.2.2 样板文件119

8.2.3 绘图实用工具120

8.2.4 配置AutoCAD 2002绘图环境123

8.3 二维绘图与编辑124

8.3.1 二维绘图124

8.3.2 二维编辑125

8.3.3 填充图案127

8.3.4 标注文字128

8.3.5 标注尺寸130

8.3.6 图形显示控制131

8.4 三维造型132

8.4.1 基本概念、基本操作132

8.4.2 曲面造型135

8.4.3 实体造型138

8.4.4 查询实体属性141

8.5 三维编辑141

8.5.1 三维旋转141

8.5.2 三维镜像142

8.5.3 三维阵列143

8.5.4 对齐144

8.5.5 布尔操作144

8.6 渲染146

8.5.6 其他编辑操作146

8.7 AutoCAD的Internet功能147

8.8 习题149

第9章 二次开发技术152

9.1 LISP、AutoLISP及Visual LISP152

9.2 Visual LISP集成开发环境152

9.2.1 菜单栏、工具栏和状态栏153

9.2.2 文本编辑器154

9.2.3 控制台窗口和跟踪窗口155

9.3 加载、运行AutoLISP程序156

9.3.1 在Visual LISP集成开发环境中加载、运行AutoLISP程序156

9.3.2 在AutoCAD环境中加载、运行AutoLISP程序157

9.4.1 AutoLISP程序文件及其结构158

9.4 AutoLISP编程158

9.4.2 AutoLISP数据类型159

9.5 AutoLISP函数161

9.6 在Visual LISP集成开发环境中调试程序169

9.7 应用举例173

9.8 习题174

第10章 工程数据的计算机处理176

10.1 概述176

10.2 数表的计算机处理177

10.2.1 数表程序化177

10.2.2 函数插值177

10.3 线图的程序化179

10.3.1 建立拟合公式的方法179

10.3.2 最小二乘法拟合的基本思想179

10.3.3 最小二乘法多项式拟合180

10.3.4 最小二乘法其他函数拟合181

10.4 通用数据处理软件介绍182

10.5 工程数据文件处理184

10.6 数据库管理系统在CAD中的应用184

10.6.1 数据库系统概述184

10.6.2 数据库在CAD中的应用185

10.7 工程数据库系统简介192

10.7.1 工程数据库系统的概念192

10.7.2 工程数据库系统的特点192

10.7.3 工程数据库系统的构成方法194

10.8 产品数据管理技术及其发展194

10.8.1 PDM的产生194

10.8.3 PDM的发展195

10.8.2 PDM基本概念195

10.8.4 PDM的功能分析196

10.8.5 PDM技术分析198

10.9 习题199

第11章 计算机辅助制造技术200

11.1 计算机辅助制造200

11.1.1 概述200

11.1.2 CAM系统的典型体系结构200

11.1.3 数控编程201

11.2 计算机辅助工艺规程设计202

11.2.1 CAPP概述202

11.2.2 CAPP的系统原理和系统结构204

11.2.3 派生式CAPP系统205

11.2.4 创成式CAPP系统213

11.3.1 系统集成的必要性221

11.3 CAD/CAM系统集成221

11.3.2 CAD/CAM系统集成的程度222

11.3.3 CAD/CAM系统集成的关键技术222

11.4 先进制造技术概述224

11.4.1 计算机集成制造系统224

11.4.2 并行工程226

11.4.3 虚拟制造技术230

11.5 习题232

第12章 平面连杆机构CAD233

12.1 矢量三角形法运动分析的数学模型233

12.1.1 四杆机构的位置分析234

12.1.2 简单平面连杆机构的运动分析235

12.1.3 复杂平面连杆机构运动分析243

12.2.1 基本杆组的划分方法246

12.2 杆组法运动分析的数学模型246

12.2.2 同一构件上点的运动分析248

12.2.3 RRR杆组的运动分析249

12.2.4 RRP杆组的运动分析251

12.2.5 RPR杆组的运动分析253

12.3 杆机构运动分析与模拟255

12.4 平面连杆机构设计的类型258

12.5 连杆机构的综合259

12.5.1 连杆机构的综合方法259

12.5.2 刚体导引机构设计259

12.5.3 函数变换机构的设计262

12.5.4 轨迹发生机构设计263

12.6 习题264

参考文献267