当前课程知识点:数字化设计 > 第1章 绪论 > 1.4 数字化设计的概念与研究内容 > 教学视频
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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
-1.1 课程导学
--课程导学
-1.2 课程参考文献
-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
--章节测验
-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
-2.4 Solid Works常用工具
--教学课件
-2.5 实训课题1:Solid Works基本操作
--实训课题
-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
-3.4 添加几何关系和尺寸
--教学课件
-3.5 添加方程式和链接数值
--教学课件
-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
-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
--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
--章节测验
-4.9 创建放样特征
--教学课件
--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
--章节测验
-4.13 编辑特征
--教学课件
--章节测验
-4.14 创建和管理配置
--教学课件
--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)
-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
--章节测验
-5.3 装配体设计与编辑
--教学课件
--章节测验
-5.4 使用装配体
--教学课件
--章节测验
-5.5 装配体设计实例
--教学课件
-5.6 实训课题6:产品综合设计
--综合设计课题:千斤顶
-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
--章节测验
-6.3 创建和编辑视图
--教学课件
-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
-6.6 实训课题7:产品综合设计
--综合设计课题:行程开关
-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
--章节测验
-7.3 Auto CAD系统用户界面
--教学课件
--章节测验
-7.4 Auto CAD系统基本操作
--教学课件
--章节测验
-7.5 实训课题8:Auto CAD系统的基本操作
--实训课题
-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
--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
--实训课题:作图初始化
-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
--章节测验
-9.4 图块的建立与插入
--教学课件
--章节测验
-9.5 图案填充
--教学课件
--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
-10.1 本章教学计划
-10.2 图形编辑与对象选择
--教学课件
--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)
--章节测验
-10.4 二维绘图实例
--教学课件
-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
-11.1 本章教学计划
-11.2 文本样式的设置
--教学课件
-11.3 文本的书写与编辑
--教学课件
--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
--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
