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你好

欢迎您选择数字化设计这门课程

数字化设计课程呢

是机械类各个专业的专业基础课

这门课程将伴随大家一起建立

用数字化方式来表达产品设计的方法和理论

从这节开始我们将介绍第一章绪论的内容

在绪论当中我们将介绍四个内容

第一个就是数字化设计的基本概念

和研究的内容

第二个就是数字化设计系统的组成

第三个就是数字化设计系统的应用

第四个就是基于特征的参数化建模技术

这四个内容当中比较重要的就是第四个内容

基于特征的参数化建模技术

那么下面我们首先介绍绪论的第一部分内容

数字化设计的概念和它研究的内容

首先我们从设计的概念开始研究

按照美国工程师协会的定义

设计是指为适应市场所显现的需求

而拟定系统零部件和工艺方法的一个决策过程

这里面我们强调的是设计是一个决策的过程

下面我看一下设计的通常的流程

那么首先第一部是对市场的需求进行分析

那么它通常包括以下的内容

第一个就是需求的分析和预测

这里强调的是分析和预测

第二个就是对分析和预测出来的内容进行

可行性论证和分析

来找到产品设计的目标点

然后进行产品的系统规划

这些完成以后

我们整个系统的设计的分析过程就完成了

产品设计的分析完成以后

将进入到产品的设计阶段

那么根据上一步对市场进行分析

和拟定的系统方案

将进行如下的步骤

第一步就是概念设计

也就是对产品的系统组成和零部件组成进行

初步的设计

然后进入到详细的设计

详细设计指的是对产品的结构组成

进行详细的表达

详细设计完成以后

我们将对设计的结果进行分析和优化

分析优化的目的是

来找到详细设计当中存在的问题

以及评判详细设计是否达到了

产品的预期的设计目标

这个过程是反复进行的

直到最终的设计结果满足了要求

形成了一个最优化的方案

然后进入到下一步

就是进行产品的设计文档的输出

这个设计文档的输出指的是为下一步的产品的

制造和其它的工作提供必要的所需的全部文档

那么以上这两个内容就是

设计的包含的主要内容

设计完成以后

我们将进入到下一步

也就是产品的制造阶段

在这一部分的当中

我们将对产品进行工艺规划

对产品进行制造

最后得到制造出来的真实的产品

以上就是整个设计到制造的全部过程

那么数字化设计与传统的设计有什么区别

它真正的含义是什么呢

下面我们看数字化设计的具体的概念

随着计算机技术和信息技术的发展

产品设计的方法和理论也在不断的完善和更新

目前数字化设计技术已经被大量的使用到了

产品的设计过程当中去

我们把产品设计为目标

以计算机软硬件技术为基础

以数字化信息化为手段

来支持产品的建模分析性能规划预测以及优化

和生成设计文档的技术

就叫做数字化设计技术

这个概念当中我们注意掌握这么几个目标

一个是它的基础是计算机的软硬件技术

第二个就是它的特征和手段是数字化和信息化

这是它的手段和主要特征

那么它完成的主要任务还是对产品进行建模

分析性能预测以及优化

最后输出产品的详细的设计文档

那么我们把这样的技术叫做数字化设计技术

下面我们看一下数字化设计技术在产品设计

当中所起到的作用

看下面的这个图

我们以计算机和网络以及信息技术为基础

那么通过人也就是设计师与

计算机辅助设计系统之间的

紧密的高度的协同

来完成产品的数字化建模

形成产品的数字化样机

这个产品的数字化样机就是我们数字化设计的

一个结果

也就是产品的一个表达

这样的样机它输出的数据可以应用在

以下这些系统当中

比如说cd

比如说CAE还有CAPP

还有CAM PLM ERP

和MIES这些系统

大家都知道

其中CAD CAE这是属于设计和分析系统

那么中间的CAPP是属于工艺规划系统

后边的呢还有制造系统

以及产品数据管理系统等等

这些是奠定一个数字化工厂的基础技术

那么数字化设计完成的数字化样机所输出的

所有数据

就可以为这些系统提供本原提供基础数据

所以数字化设计产生的设计文档

将在数字化工厂当中提供基础数据

那么有数字化设计技术参与的整个的设计过程

可以起到以下这么三个作用

第一个就是提高产品的设计的质量

第二个就是大大的缩短产品的研发的周期

第三个就是可以降低产品的成本

所以我们看有数字化设计参与的产品设计

它给整个企业带来的作用是极其大的

那么数字化设计技术主要研究哪些内容呢

我们把这个内容分成两个部分

首先我们看一下数字化设计技术的技术群

它的范畴是什么

大家看左侧的图形

计算机辅助图形学就是CG技术

它是专门用来处理图形的一门技术

还有计算机辅助设计

也就是CAD技术

我们大家都知道

它是主要完成产品的数字化设计表达

第三个就是计算机辅助工程分析

也就是CAE技术

第四个就是逆向工程

就是RE技术

那么这几个技术都是以计算机图形处理为基础

所以它们都属于计算数字化设计技术群的范畴

因此我们说凡属是有

计算机图形处理内容的技术

都可以作为数字化设计的范畴

据此我们简单地总结出了数字化设计技术它

研究的两大主要内容

第一个就是基于产品表达的基本内容

所谓基本内容指的是什么

就是利用计算机来完成产品的概念设计

几何造型数字化的装配来生成工程图

及其相关的设计文档

那么大家看这个主要是围绕从产品的概念

一出来到产品的详细设计

一直到产品的最终的详细设计文档

的这么一个过程

因此它是一个基本的数字化设计研究的内容

那么往后我们可以扩展出其他的内容

就是数字化设计技术研究的第二个内容

也就是数字化仿真

我们看主要包括两个

一个是仿真分析

来验证设计的合理性

那么仿真分析指的是

对数字化样机进行虚拟的仿真

通过仿真来验证设计是否达到了

预期的设计目标

以及设计是否合理

这是第一个

第二个就是分析与优化

也就是对

已经完成的产品的详细设计方案进行分析

比如说我们常说的有限元分析

那么可以对零件的强度零件的变形进行分析

通过分析

那么找出优化的途径

或者说对产品进行参数优化

最后形成最优化的一个设计方案

这个也属于数字化设计的一个研究范畴

那么根据我们这门课在整个机械类各个专业

培养计划当中的位置

以及相关课程的内容

我们把这门课的内容就集中到它的基本内容上

也就是基于产品表达的基本内容

所以下面我们看一下本门课的研究内容有哪些

那么第一个就是基于特征的参数化建模的理论

和方法研究

也就是说我们这门课第一个要讲授给大家的是

如何来基于特征

或者叫参数化的特征来进行

产品的数字化的建模

这是第一个内容

第二个内容就是基于主流的

3D CAD系统

来进行零件的建模

虚拟样机的装配和工程图的设计的方法和理论

也就是说我们要选择一个目前市场上流行的

主流的三维CAD软件

来研究如何进行机械类产品的零件建模

数字化样机的设计以及工程图的设计

第三个要研究的内容就是要研究基于主流的

一个三维CAD系统来实现产品的仿真分析

它的基本方法

也就是说我们要学会将数字化样机放置到这样

的一个系统里面去

通过动态仿真来检验设计的合理性

以及设计当中出现的问题

第四个就是我们要研究基于一个主流的2D

CAD系统

也就是二维的CAD系统来绘制产品的二维的

工程图样的理论和方法

也就是说传统的计算机绘图的内容

所以说我们这门课的内容实际上就是两大内容

第一个就是基于3D CAD系统来进行产品

建模与分析

第二个就是基于2D CAD系统进行工程图

绘制的方法研究

这一节的内容就到这

我们下节再见

数字化设计课程列表:

第1章 绪论

-1.1 课程导学

--课程导学

-1.2 课程参考文献

--《数字化设计》课程资源参考文献

-1.3 本章教学计划

--第1章学习任务书

-1.4 数字化设计的概念与研究内容

--教学课件

--教学视频

--章节测验

-1.5 数字化设计系统的组成

--教学课件

--教学视频

--章节测验

-1.6 数字化设计的应用

--教学课件

--教学视频

--章节测验

-1.7 基于特征的参数化建模技术

--教学课件

--教学视频:特征及分类

--教学视频:设计意图

--教学视频:特征的参数化及参数化驱动

--教学视频:基于特征的参数化建模

--章节测验

第2章 Solid Works系统使用基础

-2.1 本章教学计划

--第2章学习任务书

-2.2 Solid Works系统简介

--教学课件

--教学视频

--章节测验

-2.3 Solid Works用户界面

--教学课件

--教学视频:用户界面

--教学视频:用户界面(实操)

-2.4 Solid Works常用工具

--教学课件

--教学视频:常用工具

--教学视频:常用工具(实操)

-2.5 实训课题1:Solid Works基本操作

--实训课题

第3章 草图设计

-3.1 本章教学计划

--第3章学习任务书

-3.2 草图概述

--教学课件

--教学视频

--章节测验

-3.3 绘制和编辑草图

--教学课件

--教学视频:绘制草图

--教学视频:编辑草图

-3.4 添加几何关系和尺寸

--教学课件

--教学视频:添加几何关系

--教学视频:添加尺寸

-3.5 添加方程式和链接数值

--教学课件

--教学视频:添加方程式

--教学视频:链接数值

-3.6 绘制3D草图

--教学课件

--教学视频

-3.7 草图绘制实例

--教学课件

--教学视频

-3.8 实训课题2:草图设计

--实训课题:草图设计

第4章 零件设计

-4.1 本章教学计划

--第4章学习任务书

-4.2 零件设计概述

--教学课件

--教学视频

--章节测验

-4.3 创建参考几何体

--教学课件

--教学视频

--章节测验

-4.4 创建拉伸特征

--教学课件

--教学视频:拉伸基础

--教学视频:拉伸提升

--章节测验

-4.5 创建旋转特征

--教学课件

--教学视频

--章节测验

-4.6 零件建模实例1

--教学课件

--教学视频

-4.7 实训课题3:零件建模(一)

--实训课题:零件建模(一)

-4.8 创建扫描特征

--教学课件

--教学视频:扫描的概念及其分类

--教学视频:创建等截面扫描

--教学视频:创建引导线扫描

--章节测验

-4.9 创建放样特征

--教学课件

--教学视频:放样的概念与分类

--教学视频:创建简单放样

--教学视频:创建引导线放样和中心线放样

--章节测验

-4.10 零件建模实例2

--教学课件

--教学视频

-4.11 实训课题4:零件建模(二)

--实训课题:零件建模(二)

-4.12 创建放置实体特征

--教学课件

--教学视频:圆角和倒角

--教学视频:孔和螺纹

--教学视频:筋板、抽壳和拔模

--章节测验

-4.13 编辑特征

--教学课件

--教学视频:编辑特征(一)

--教学视频:编辑特征(二)

--章节测验

-4.14 创建和管理配置

--教学课件

--教学视频:创建配置

--教学视频:管理配置

--章节测验

-4.15 零件建模实例3

--教学课件

--教学视频(一)

--教学视频(二)

--教学视频(三)

-4.16 实训课题5:零件建模(三)

--实训课题:零件建模(三)

第5章 装配体设计

-5.1 本章教学计划

--第5章学习任务书

-5.2 装配体概述

--教学课件

--教学视频:装配体设计概述

--教学视频:装配体设计实操

--章节测验

-5.3 装配体设计与编辑

--教学课件

--教学视频:添加和编辑配合

--教学视频:编辑零部件

--章节测验

-5.4 使用装配体

--教学课件

--教学视频:干涉、碰撞和评估

--教学视频:动态仿真、爆炸视图和智能扣件

--章节测验

-5.5 装配体设计实例

--教学课件

--教学视频:齿轮油泵装配体设计

-5.6 实训课题6:产品综合设计

--综合设计课题:千斤顶

第6章 工程图设计

-6.1 本章教学计划

--第6章学习任务书

-6.2 工程图概述

--教学课件

--教学视频:工程图设计概述

--教学视频:工程图设计实操

--章节测验

-6.3 创建和编辑视图

--教学课件

--教学视频:插入视图

--教学视频:编辑视图

-6.4 注释工程图

--教学课件

--教学视频

-6.5 工程图设计实例

--教学课件

--教学视频:齿轮油泵泵体零件图设计

-6.6 实训课题7:产品综合设计

--综合设计课题:行程开关

第7章 Auto CAD基本操作

-7.1 本章教学计划

--第7章学习任务书

-7.2 二维绘图与Auto CAD系统

--教学课件

--教学视频:计算机绘图概述

--教学视频:Auto CAD系统概述

--章节测验

-7.3 Auto CAD系统用户界面

--教学课件

--教学视频:Auto CAD系统用户界面

--教学视频:用户界面操作演示

--章节测验

-7.4 Auto CAD系统基本操作

--教学课件

--教学视频:发出命令及其响应

--教学视频:发出命令及其响应(实操)

--教学视频:数据的输入

--教学视频:数据的输入(实操)

--教学视频:文件管理

--教学视频:文件管理(实操)

--章节测验

-7.5 实训课题8:Auto CAD系统的基本操作

--实训课题

第8章 Auto CAD作图初始化

-8.1 本章教学计划

--第8章学习任务书

-8.2 作图初始化概述

--教学课件

--教学视频

-8.3 作图环境设置

--教学课件

--教学视频

-8.4 图层管理

--教学课件

--教学视频:关于图层

--教学视频:管理图层

--章节测验

-8.5 对象捕捉

--教学课件

--教学视频

--章节测验

-8.6 显示控制

--教学课件

--教学视频

--章节测验

-8.7 实训课题9:Auto CAD系统的作图初始化

--教学视频:作业指导

--实训课题:作图初始化

第9章 Auto CAD二维绘图

-9.1 本章教学计划

--第9章学习任务书

-9.2 二维绘图概述

--教学课件

--教学视频

-9.3 二维绘图命令

--教学课件

--教学视频:二维绘图命令(一)

--教学视频:二维绘图命令(二)

--章节测验

-9.4 图块的建立与插入

--教学课件

--教学视频:创建图块

--教学视频:插入图块

--教学视频:定义属性

--章节测验

-9.5 图案填充

--教学课件

--教学视频:关于图案填充

--教学视频:图案填充

--章节测验

-9.6 实训课题10:Auto CAD系统的二维图形绘制

--实训课题:二维绘图

第10章 Auto CAD图形编辑

-10.1 本章教学计划

--第10章学习任务书

-10.2 图形编辑与对象选择

--教学课件

--教学视频:图形编辑与对象选择

--教学视频:编辑图形与对象选择(实操)

--章节测验

-10.3 二维图形编辑命令

--教学课件

--教学视频:ERASE(擦除)、OOPS(恢复)、U(取消)、REDO(重做)

--教学视频:COPY(复制)、MOVE(平移)、ROTATE(旋转)、SCALE(缩放)

--教学视频:OFFSET(偏移)、ARRAY(阵列)、MIRROR(镜像)

--教学视频:TRIM(修剪)、EXTEND(延伸)、STRETCH(拉伸)、BREAK(打断)

--教学视频:FILLET(圆角)、CHAMFER(倒角)、EXPLODE(分解)

--教学视频:编辑属性、特性匹配、夹点编辑

--章节测验

-10.4 二维绘图实例

--教学课件

--教学视频:绘制手柄

--教学视频:绘制轴承座

-10.5 实训课题11:Auto CAD系统的二维图形编辑

--实训课题:图形编辑

第11章 Auto CAD图样注释

-11.1 本章教学计划

--第11章学习任务书

-11.2 文本样式的设置

--教学课件

--教学视频:文本样式设置

--教学视频:文办样式设置(实操)

-11.3 文本的书写与编辑

--教学课件

--教学视频:动态文本DTEXT

--教学视频:段落文本MTEXT

--教学视频:编辑文本

--章节测验

-11.4 尺寸样式的设置

--教学课件

--教学视频

-11.5 尺寸的标注与编辑

--教学课件

--教学视频:尺寸标注

--教学视频:编辑尺寸

--章节测验

-11.6 二维图样绘图比例的规划

--教学课件

--教学视频

-11.7 实训课题12:二维绘图综合训练

--实训课题:二维绘图综合训练

教学视频笔记与讨论

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