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第一章 概述1

1．1 CAD技术的发展和应用1

1．2 CAD技术的作用1

1．3 CAD软件的系统构成2

1．4 CAD技术的发展趋势3

第二章 CAD的硬件配置与软件环境5

2．1 硬件配置和介绍5

2．1．1 硬件发展及分类概述5

2．1．2 微机CAD系统硬件组成5

2．1．3 微型计算机及其外围设备6

2．1．4 图形输入设备9

2．1．5 图形输出设备10

2．2 软件环境和载体11

2．3 CAD支撑软件及其标准化14

2．4 图形核心系统GKS14

2．5 交互式程序员级层结构图形系统PHIGS17

2．6 初始图形交换规范IGES17

第三章 基本图形软件的设计19

3．1 图形的显示与生成19

3．1．1 直线的生成19

3．1．2 圆弧的生成21

3．2 基本图形设计22

3．3 二维图形变换25

3．4 交点计算29

3．4．1 相交29

3．4．2 相切32

3．5 窗口载剪34

3．6 剖面线和填色38

3．7 视图内外轮廓的识别40

3．7．1 判别一个点在区域内外40

3．7．2 视图外轮廓识别42

3．7．3 视图内轮廓识别44

3．8 平面图形构形的运算规则45

3．9 交互式绘图49

第四章 工程图的计算机处理技术57

4．1 图形的输入方法和图形的参数化57

4．1．1 图形的输入方法57

4．1．2 图形的参数化58

4．2 尺寸和公差标注及描述方法64

4．3 形位公差及表面粗糙度的标注71

4．4 焊缝尺寸符号的标注73

4．5 技术要求标注77

4．6 机械零件图的生成80

4．7 装配图的生成83

4．7．1 由子图形拼组装配图的方法85

4．7．2 基于零件图图形信息生成装配图85

4．7．3 一个装配图生成实例90

4．8 建筑工程图的绘制93

4．8．1 建筑图基本知识93

4．8．2 建筑图计算机绘制基本知识95

第五章 常用的图形数据结构97

5．1数据结构的基本概念97

5．1．1 数据和数据结构97

5．1．3 数据项、记录和数据文件98

5．1．2 数据的逻辑结构和物理结构98

5．2 线性表结构99

5．2．1 线性表的定义99

5．2．2 链表99

5．2．3 栈103

5．2．4 队列和循环队列104

5．3 树结构105

5．3．1树的概念105

5．3．2 二叉树107

5．3．3 树的二叉树表示107

5．3．4 二叉树的遍历107

5．4 翼边结构109

5．5．1 图的定义和相关术语110

5．5 图110

5．5．2 图的存储结构112

5．5．3 图的遍历113

第六章 三维造型技术117

6．1 形体的机内表示117

6．1．1 数学方程117

6．1．4 CSG树表示118

6．1．5 边界表示（B-Reps）118

6．1．3 四叉树与八叉树表示118

6．1．2 点集表示118

6．2 三维变换与轴测图119

6．2．1 齐次坐标119

6．2．2 三维变换119

6．2．3 轴测投影122

6．3 消隐方法125

6．3．1 凸多面体隐藏线的消除126

6．3．2 消隐的基本处理方法126

6．3．3 多个平面体的可见性130

6．3．4 凹多面体的消隐130

6．4．1 边界表示132

6．4．2 CSG树132

6．4 边界表示与实体模型132

6．4．3欧拉操作133

6．4．4 八叉树表示法135

6．5 曲面模型137

6．5．1 Bezier曲线与曲面138

6．5．2 B-spline曲线与曲面142

6．5．3 常用的曲面构造方法144

6．5．4 曲面处理146

6．6．1 特征造型的特点148

6．6．2 特征造型系统148

6．6特征造型148

6．6．3 特征造型常用的数据结构149

6．7 真实感图形绘制150

6．7．1 引言150

6．7．2 Phong模型150

6．7．3 Whitted模型152

6．7．4 光线跟踪技术（Ray-Tracing）153

第七章 产品设计与设计专家系统155

7．1 引言155

7．1．1 设计的基本步骤155

7．1．2 设计进程结构155

7．1．3 产品规划和设计任务的选定158

7．1．4 CAD系统的选择和建立159

7．2 新产品设计162

7．2．1 概念设计和初步设计162

7．2．2 概念设计的方法163

7．2．3 设计中的数据流164

7．3 系列产品设计168

7．3．1 系列产品的相似性168

7．3．2 系列产品设计过程和模型170

7．4 常用机械零件的设计计算175

7．4．1 传动系统受力分析175

7．4．2 设计数据资料的程序处理179

7．5 工程数据库185

7．5．1 数据库的系统结构186

7．5．2 数据库的数据模型186

7．5．3 一些已商品化的数据库软件简介188

7．6 设计专家系统与智能化189

7．6．1 专家系统与智能化概述189

7．6．2 知识表示190

7．6．3 推理机制195

7．7 报价系统196

8．1 有限元分析系统198

8．1．1概述198

第八章 有限元方法与优化设计198

8．1．2 弹性力学的基本量和基本方程199

8．1．3 有限元方法解题的简要过程204

8．1．4 常用单元207

8．1．5 单元分析208

8．1．6 组集和整体分析217

8．1．7 边界约束条件的引人218

8．1．8刚度矩阵的存储和求解的主要方法219

8．2 有限元分析的前置处理220

8．2．1 模型的力学简化221

8．2．2 网格（单元）剖分的要求222

8．2．3 网格自动剖分和生成的主要算法224

8．3 有限元分析的后置处理229

8．4 工程优化设计方法229

8．4．1 工程优化设计的主要问题229

8．4．2 工程优化设计的基本要素230

8．4．3 优化设计问题的提法和数学模型232

8．4．4 工程优化设计问题的主要求解方法评述233

8．5 机械零件的优化设计238

8．5．1 机构运动参数的优化设计问题238

8．5．2 机械零部件结构参数的优化设计问题239

9．1．1 数控加工系统242

9．1 数控加工技术介绍242

第九章 CAD/CAM一体化与计算机集成制造系统242

9．1．2 数控中的计算机控制244

9．1．3 数控加工编程245

9．2 成组技术247

9．2．1 成组技术基本原理247

9．2．2 零件分类编码系统249

9．2．3 特征选择254

9．2．4 零件聚类分析方法255

9．2．5 基于成组技术的模式分类器261

9．2．6 成组技术的应用263

9．3．1 CAD/CAPP/CAM一体化问题的提出264

9．3 CAD/CAPP/CAM一体化264

9．3．2 零件特征分析265

9．3．3 CAD/CAM一体化中的零件特征信息描述方法268

9．4 计算机集成制造系统270

9．4．1 CIMS的基本概念271

9．4．2 在CIMS的环境中CAD系统设计的新思想272

9．4．3 并行工程274

第十章 CAD图形软件分析介绍及展望278

10．1 CAD图形支撑软件现状分析278

10．2 典型CAD图形软件简介280

10．3 CAD图形软件的发展趋势及特点282

参考文献284