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第一章 计算机辅助设计概论1

1．1CAD/CAM的含义及特点1

1．1．1 计算机辅助设计的特点2

1．1．2 计算机辅助设计设计系统的结构和类型3

1．2计算机辅助设计系统的硬件3

1．2．1 计算机硬件概述3

1．2．2 计算机主机及微处理器4

1．2．3 计算机的外存储子系统5

1．2．4 显示器及图形卡6

1．2．5 输入设备7

1．2．6 打印机与绘图机7

1．2．7 计算机辅助设计硬件系统8

1．3计算机辅助设计系统的软件9

1．3．1 系统软件9

1．3．2 应用软件9

1．4 计算机辅助设计软件第流的分类10

1．5计算机辅助设计系统的选择与配置10

1．5．1 计算机辅助设计系统的发展12

1．5．2 用户CAD系统的类型13

第二章工程数据的计算机处理14

2．1数表程序化14

2．1．1 用数组的形式表示或存放数表14

2．1．2 数据文件15

2．1．3 插值15

2．1．4 数表拟合公式化19

2．2 线图程序化20

2．3 数据文件的组织20

第三章数据结构23

3．1概述23

3．1．1 数据23

3．1．2 数据结构23

3．1．3 数据的主要存储方式24

3．2线性表24

3．2．1 单链表及其运算24

3．2．2 双链表及其运算26

3．2．3 串及其运算27

3．3树形结构29

3．3．1 树29

3．3．2 二叉树30

3．4图结构32

3．4．1图的基本概念32

3．4．2 图的遍历33

3．4．3 最短路径35

3．4．4 拓扑排序36

3．4．5 关键路径36

3．5查找和排序36

3．5．1 查找37

3．5．2 排序39

第四章数据库在CAD中的应用42

4．1数据库技术概述42

4．1．1 实体、信息、数据42

4．1．2 数据库43

4．2数据模型43

4．2．1 层次模型43

4．2．2 网状模型44

4．2．3 关系模型44

4．3 分布式数据库45

4．4 工程数据库系统46

4．5 数据库管理系统（DBMS）组成47

4．6 数据库管理系统分类47

4．7CAD数据库的建立与使用48

4．7．1 数据库的建立48

4．7．2 使用数据库系统的方式49

4．8FoxPro的基本操作49

4．8．1 数据类型50

4．8．2 常量、变量、表达式50

4．8．3 命令51

4．8．4 FoxPro的启动与退出51

4．8．5 基本操作51

4．9ORACLE关系数据库系统55

4．9．1 ORACLE系统概述55

4．9．2 ORACLE的数据库语言SQL56

4．9．3 ORACLE预编译接口61

4．9．4 查询65

4．10 CAD系统与数据库的联接65

第五章计算机绘图67

5．1 计算机绘图概述67

5．2计算工机绘图系统67

5．2．1 图形输入设备67

5．2．2 图形绘制设备68

5．2．3 绘图机绘图语言69

5．2．4 绘图机与PC机的通信70

5．3计算机绘图软件70

5．3．1 计算机绘图软件的主要内容70

5．3．2 绘图软件的类型71

5．3．3 图形软件标准71

5．4几何交切子程序设计72

5．4．1 几何交切常用函数72

5．4．2 两圆相交函数的设计72

5．5曲线74

5．5．1 规则曲线74

5．5．2 拟合曲线75

5．6 剖面线与填色77

5．7图形变换79

5．7．1 概述79

5．7．2 两维图形变换79

5．7．3 三维图形的变换83

5．8汉字处理89

5．8．1 矢量汉字字库的数据存储结构90

5．8．2 汉字处理及缩放91

5．8．3 源程序91

第六章AutoCAD软件94

6．1AutoCAD的命令输入94

6．1．1 AutoCAD的命令输入94

6．1．2 数据输入95

6．1．3 基本绘图命令96

6．2图形编辑命令102

6．2．1 构造选择集方法102

6．2．2 MOVE（位移）命令104

6．2．3 COPY（复制）命令104

6．2．4 ROTATE（旋转）命令104

6．2．5 SCALE（变比）命令105

6．2．6 MIRROR（镜像）命令105

6．2．7 STRETCH（抻伸）命令105

6．2．8 ARRAY（陈列）命令106

6．2．9 CHANGE（修改）命令107

6．2．10 BREAK（切断）命令107

6．2．11 TRIM（修剪）命令108

6．2．12 EXTEND（延神）命令108

6．2．13 FILLET（倒圆角）命令108

6．2．14 CHAMFER（倒角）命令108

6．2．15 OFFSET（画等距线）命令109

6．2．16 PEDIT（多义线/网格编辑）命令109

6．2．17 EXPLODE（分解）命令110

6．2．18 UNDO（取消）及U命令110

6．2．19 REDO（重作）命令110

6．3绘制剖面线110

6．3．1 概述110

6．3．2 BHATCH（图案填充对话框）命令111

6．4A utoCAD的图层及绘图工具112

6．4．1 LAYER（图层）命令113

6．4．2 LINETYPE（线型）命令113

6．4．3 OSNAP（目标捕捉）命令与OSNAP方式113

6．4．4 ZOOM（缩放）命令114

6．4．5 REDRAW（重画）与REGEN（重新生成）命令115

6．4．6 其它常用的命令115

6．5尺寸标注115

6．5．1 尺寸标注的概念115

6．5．2 DIM（尺寸）命令与DIM1（一次尺寸）命令116

6．5．3 长度型尺寸标注命令116

6．5．4 角度型尺寸标注117

6．5．5 直径及半径型尺寸标注118

6．5．6 UNDO（作废）命令118

6．5．7 块及其应用119

6．6块及其应用119

6．6．1 块的基本概念119

6．6．2 BLOCK（块）命令120

6．6．3 INSERT（块的插入）与MINSERT（陈列插入）命令120

6．6．4 WBLOCK（块存盘）命令121

第七章几何造型122

7．1 概述122

7．2几何造型中的常用模型122

7．2．1 三维形体的线模型122

7．2．2 三维形体的面模型123

7．2．3 三维形体的体模型123

7．3AutoCAD的用户坐标第汲视窗123

7．3．1 用户坐标系系统概述123

7．3．2 UCS命令124

7．3．3 与UCS相关的系统变量125

7．3．4 视窗125

7．3．5 当前视窗126

7．3．7 观看三维图形127

7．3．8 VPOINT命令127

7．3．9 PLAN命令128

7．3．10 DVIEW命令128

7．3．11 消除隐线命令HIDE129

7．4AutoCAD的图形空间129

7．4．1 系统变量TILEMODE129

7．4．2 转向图纸空间PSPACE命令129

7．4．3 转向模型空间MSPACE命令129

7．4．4 MVIEW命令130

7．5AutoCAD的实体造型130

7．5．1 实体造型130

7．5．2 输入AME模块密码131

7．5．3 体素命令131

7．5．4 组合实体命令134

7．5．5 实体修改命令135

7．5．6 实体查询命令138

7．5．7 使用表达命令138

7．5．8 使用程序命令140

7．6二维图形的自动产生141

7．6．1 生成二维图形141

7．6．2 举例141

第八章有限元原理及其在CAD中的应用145

8．1 有限元概述145

8．2有限元分析的原理及步骤145

8．2．1 弹性力学平面问题材类型145

8．2．2 平面问题有限元分析的步骤146

8．3 有限元分析的前置处理159

8．4有限元分析的后处理164

8．4．1 有限元分析后处理的基本内容164

8．4．2 三维有限元后处理165

第九章机械优化设计169

9．1机械优化设计的基本概念169

9．1．1 设计变量170

9．1．2 目标函数170

9．1．3 约不条件171

9．1．4 优化设计数学模型的一般表述172

9．1．5 局部最优解和全局最优解173

9．2 一维搜索方法174

9．3无约束极值问题的解法176

9．3．1 坐标轮换法177

9．3．2 随机搜索法179

9．3．3 牛顿法181

9．4约束非线性规划的计算方法182

9．4．1 复合形法183

9．4．2 罚函数法185

9．4．3 混合罚函数法192

第十章计算机仿真194

10．1计算机仿真的基本概念194

10．1．1 仿真技术的类型195

10．1．2 计算机仿真的特点196

10．2连续系统的数字仿真方法及其软件198

10．3．1 建立仿真模型198

10．3．2 设置仿真时间间隔199

10．3．3 数字仿真软件199

10．3．4 动态显示仿真结果200

10．3．5 典型CAD软件仿真功能简介200

10．4仿真技术在CAD/CAM中的应用201

10．4．1 CAD/CAM系统中的仿真技术201

10．4．2 仿真技术应用实例分析201

第十一章CAD系统的开发技术207

11．1概述207

11．1．1 软件工程简介207

11．1．2 CAD系统文档208

11．1．3 流程图212

11．2计算机辅助设计系统的开发214

11．2．1 CAD系统的开发内容和步骤214

11．2．2 CAD系统分析215

11．2．3 数据流分析216

11．3人机交互界面设计方法217

11．3．1 交互设计及其原则217

11．3．2 人机界面模型219

11．3．3 人机交互界面的处理形式219

11．3．4 交互的项目220

11．3．5 输入控制方式223

11．3．6 交互界面分类223

11．3．7 几种交互界面的设计223

11．4CAD系统的集成方式225

11．4．1 微机CAD系统组成模块之间的集成226

11．4．2 CAD/CAM系统的集成228

11．4．3 数据传输228

第十二章计算机辅助制造（CAM）230

12．1数控技术概述230

12．1．1 数字控制230

12．1．2 数控加工方法231

12．1．3 数控系统的组成231

12．1．4 点位控制和轮郭控制232

12．1．5 数控技术的发展234

12．2数控加工程序的编制235

12．2．1 数控程序的结构235

12．2．2 准备功能指令236

12．2．3 数控编程方法239

12．3CAD系统与NC编程的连接242

12．3．1 CAD系统与NC编程的连接方法242

12．3．2 CAD/CAPP/NC系统之间的数据交换243

12．3．3 在现有CAD软件基础上开发数控编程软件244

12．4计算机集成制造系统CIMS246

12．4．1 CIMS的产生246

12．4．2 CIMS的定义247

12．4．3 CIMS的构成249

参考文献253