計算機輔助工業(yè)設計

前言

　　在世界工業(yè)設計的發(fā)展史上，技術(shù)與藝術(shù)長久以來交織在一起，難割難舍。工業(yè)設計以大批量生產(chǎn)為特點，從傳統(tǒng)手工藝產(chǎn)業(yè)中分離出來，技術(shù)始終是推動和制約工業(yè)設計發(fā)展的因素。當今各類高新技術(shù)中，以計算機技術(shù)為核心的信息技術(shù)無疑是最具代表性的技術(shù)之一，它已經(jīng)給社會生活的各個方面帶來十分深遠的影響。　　計算機輔助設計與制造技術(shù)能給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟效益，企業(yè)信息化已成為一種必然的趨勢。真正意義的計算機輔助設計是企業(yè)信息化進程中的有機組成部分，是工業(yè)設計走向精確、優(yōu)質(zhì)、高效的必要手段，是藝術(shù)與技術(shù)的橋梁。產(chǎn)品的設計、生產(chǎn)、管理及銷售是一個復雜的循環(huán)系統(tǒng)，工業(yè)設計存在于這個系統(tǒng)環(huán)境中，其中每一個環(huán)節(jié)的運作都會對其他部分產(chǎn)生影響.只有建立CAD／CAD／CAE／CAPP／CAM／PDM等的CIMS集成系統(tǒng)才能充分發(fā)揮計算機快速、準確、高效的優(yōu)勢，直至產(chǎn)品的設計、開發(fā)過程可通過計算機系統(tǒng)進行優(yōu)化，各設計部門能夠并行工作，實時互動，使從概念設計到最終投產(chǎn)的整個設計研發(fā)過程，均能通過計算機進行模擬、仿真、評價、分析和修改。同時，由于數(shù)字化信息在傳遞過程中不會造成數(shù)據(jù)丟失，從而能有效保證設計的原創(chuàng)性，提高產(chǎn)品設計的品質(zhì)?！　∮嬎銠C輔助工業(yè)設計（CAID）作為CAI）／CAM系統(tǒng)環(huán)境中不可或缺的有機組成部分，將使產(chǎn)品開發(fā)程序、設計師的工作方式等發(fā)生質(zhì)的改變。一名工業(yè)設計師如果不掌握必要的計算機輔助設計知識，仍然因循傳統(tǒng)的設計方式。在人才競爭如此激烈的今天是很難立足的?！　”緯鴮τ嬎銠C輔助工業(yè)設計的概念和應用進行了深入淺出的講解。由于軟硬件技術(shù)的限制.計算機對工業(yè)設計的支持還不夠完善，尤其是在概念設計階段，距離理想目標有一定的距離。但是應該看到，近幾年軟硬件技術(shù)的發(fā)展相當迅速，軟件的功能也在逐漸完善，相信不久的將來計算機將成為工業(yè)設計師真正的設計伙伴?！　≡O計的主體是人，計算機只是一個工具，設計師要知道何時使用何種工具以幫助達到設計目標。每個軟件都有自己的特點，盡管單一的軟件不可能完全滿足設計的需要，設計師也沒有必要精通所有軟件的所有功能。隨著技術(shù)的提高，軟件的操作界面將會越來越簡便，死記硬背一些菜單和操作步驟不值得提倡。重要的是要了解軟件技術(shù)的核心方法，知道需要做什么和從哪里得到幫助。無論軟件技術(shù)如何進步，創(chuàng)作思路都是相關(guān)和延續(xù)的，軟件之間的配合以及創(chuàng)作思路的訓練更加重要，掌握了方法就能以不變應萬變?！　”緯笏紻VD-ROM光盤中包括計算機輔助工業(yè)設計應用案例及教學版設計工具軟件等.可供學生參考使用.也可供教師在多媒體教室授課使用?！　”緯汕迦A大學美術(shù)學院魯曉波、關(guān)琰、覃京燕編寫。清華大學美術(shù)學院工業(yè)設計系的師生為本書提供了很多支持。

內(nèi)容概要

本書對計算機輔助工業(yè)設計進行了較系統(tǒng)和全面的介紹，目的在于培養(yǎng)學生應用汁算機輔助設計技術(shù)解決設計問題的能力，在熟練掌握現(xiàn)有技術(shù)知識的基礎上，具備創(chuàng)新意識，勇于探索，活學活用。本書在教學方法上采用豐富多樣的案例講解建模思路、分析設計過程，以引導、啟發(fā)式教學為主。本書不是計算機軟件的操作指南，而是一本圍繞工業(yè)設計理論與方法展開的理論與實踐相結(jié)合、知識和方法并重的教材?！　”緯唧w內(nèi)容概括如下：介紹CAD技術(shù)的應用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢、構(gòu)成 CAD系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)和應用特點；講解計算機輔助設計的應用價值和設計方法；比較現(xiàn)有各類建模技術(shù)的異同；講授如何使用計算機技術(shù)滿足工業(yè)設計不同階段的需求；具體講解如何建立數(shù)字模型，并利用該模型進行設計表達的技巧和方法。　　本書后附的DVD-ROM光盤中包括計算機輔助工業(yè)設計應用案例及教學版設計工具軟件等，可供學生參考使用，也可供教師在多媒體教室授課使用。　　本書可作為高等學校工業(yè)設計專業(yè)的教材，也可供相關(guān)專業(yè)學生及工業(yè)設計師參考。

書籍目錄

第1章 CAD概述　1.1 信息時代的工業(yè)設計　1.2 計算機輔助工業(yè)設計（CAID）的相關(guān)概念　1.3 計算機輔助工業(yè)設計　1.4 CAD系統(tǒng)的功能及構(gòu)成　1.5 計算機輔助工業(yè)設計（CAID）的發(fā)展趨勢第2章 CAD關(guān)鍵技術(shù)概述　2.1 CAD技術(shù)的發(fā)展歷程　2.2 CAID中的高新技術(shù)及應用　2.3 CAID系統(tǒng)的軟、硬件環(huán)境　2.4 CAID軟件的造型原理　2.5 CAID軟件介紹第3章 CAID程序與方法　3.1 CAD環(huán)境下設計程序的改變　3.2 計算機在產(chǎn)品設計不同階段的介入　3.3 計算機輔助設計基礎　3.4 計算機輔助設計調(diào)研　3.5 計算機輔助草圖概念設計　3.6 在多種作圖環(huán)境下工作　3.7 計算機輔助設計評價　3.8 網(wǎng)絡協(xié)同設計　3.9 設計集成管理第4章 基于CAD系統(tǒng)的產(chǎn)品造型方法　4.1 特征造型　4.2 CAD作圖環(huán)境　4.3 基本實體特征　4.4 基本曲面特征　4.5 形體分析　4.6 鈑金零件第5章 數(shù)字化產(chǎn)品預裝配　5.1 原型拆分原則　5.2 在裝配圖中組裝零件　5.3 零件之間的關(guān)聯(lián)與修改　5.4 自下而上的設計方法　5.5 裝配檢查與關(guān)聯(lián)修改　　5.6 裝配體爆炸圖　5.7 產(chǎn)品裝配動畫第6章 CAD環(huán)境下的設計制圖　6.1 計算機輔助設計制圖　6.2 CAD制圖流程和相關(guān)設置　6.3 Inventor的智能制圖　6.4 設計制圖表達　6.5 Inventor工程圖紙的輸出第7章 數(shù)字化產(chǎn)品設計表達　7.1 產(chǎn)品的數(shù)字化表達概述　7.2 數(shù)字化圖表　7.3 二維繪圖　7.4 三維渲染圖　7.5 渲染　7.6 爆炸圖及三維運動模擬動畫　7.7 動畫、視頻和非線性編輯　7.8 產(chǎn)品交互設計表達　7.9 設計的表達與表達的設計第8章 綜合案例　8.1 E-Book的研發(fā)　8.2 E-Book項目概貌　8.3 E-Book設計方法概述　8.4 E-Book設計過程附錄1 Inventor產(chǎn)品（剃須刀）改良設計案例附錄2 Alias應用案例：從概念草圖到數(shù)字模型主要參考文獻

章節(jié)摘錄

　　1.1信息時代的工業(yè)設計　　以計算機技術(shù)為核心的信息技術(shù)標志著人類進入了一個嶄新的時代——信息時代，信息技術(shù)已經(jīng)在各行各業(yè)得到了廣泛的應用，對人們的工作和生活方式產(chǎn)生了長遠而深刻的影響，許多新領域和新概念應運而生，信息技術(shù)帶來的全球化趨勢使制造業(yè)面臨更加劇烈的競爭和全面的調(diào)整，工業(yè)設計作為產(chǎn)品開發(fā)的一個重要組成部分，在很大程度上受到技術(shù)發(fā)展水平的影響，如今信息技術(shù)在制造業(yè)中的應用已經(jīng)開始全方位地推廣，這勢必引發(fā)設計思想、設計觀念的一場變革?！　?.1.1信息技術(shù)和工業(yè)設計　　工業(yè)設計自誕生之日起，就已經(jīng)脫離了手工業(yè)而成為工業(yè)化生產(chǎn)的一部分。隨著社會工業(yè)化的成熟，工業(yè)設計開始吸納藝術(shù)和技術(shù)的雙重養(yǎng)分，逐步成長為一門綜合性的邊緣學科，藝術(shù)、科學這些過去互相隔離的元素，在工業(yè)設計這個領域得到了充分的融合。同時它也必須不斷地吸收科學技術(shù)的最新成果以得到發(fā)展，知識和信息社會對設計師們知識更新提出了更高要求，尤其是計算機輔助設計技術(shù)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)。如何運用高新科技在設計中削減成本是國際設計競爭的焦點之一。設計師們與商界的合作將更加緊密。信息技術(shù)的應用和推廣，加速了知識的傳播和更新，也拓展了工業(yè)設計的發(fā)展空間?！　】茖W技術(shù)推動了產(chǎn)品的更新?lián)Q代，也改變著人們的生活方式和消費觀念。設計涉及人們衣食住行的方方面面，“以人為本”為宗旨的產(chǎn)品設計應該順應時代的特點和人們的需求進行調(diào)整。信息時代的主要特征是信息技術(shù)，也叫數(shù)字技術(shù)，其含義就是信息的數(shù)字化。數(shù)字化技術(shù)是一種全新的信息處理手段，配合網(wǎng)絡技術(shù)可以完整、準確、快速地建立、編輯、保存和傳輸大量的各種類型的信息和數(shù)據(jù)，它在信息處理方面的強大能力.極大地改變了信息交流的途徑和手段。這種改變不僅是量的變化，而且是質(zhì)的變化。同時也推動了其他行業(yè)在觀念上和技術(shù)上的全面更新。信息時代的工業(yè)設計呈現(xiàn)出新的特點.信息技術(shù)除了可幫助工業(yè)設計完成大量信息處理的工作外.還全面改變了工業(yè)設計的設計內(nèi)容和設計方式?！　∈紫?信息技術(shù)為設計帶來了更多新的內(nèi)容，擴展了工業(yè)設計的學科范圍。信息時代的產(chǎn)品特征發(fā)生了很大的變化，軟性界面的設計逐漸受到重視，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的廣泛應用呈現(xiàn)出體驗經(jīng)濟的新特征，利用信息技術(shù)開發(fā)的大量信息產(chǎn)品和人機界面等成為新的設計亮點.原有的設計手段在滿足新設計要求時遇到很多障礙，如人機界面的互動內(nèi)容，使用傳統(tǒng)手段很難直觀地表現(xiàn)。第二，網(wǎng)絡、信息技術(shù)加快了知識更新的速度，工業(yè)設計與其他學科領域之間得到了進一步融合，只有接納更多學科領域的新知識、新成果，如人機工程學、新材料新工藝、信息科學、認知科學等。

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