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文档介绍：现代机械设计
第四部分：计算机辅助设计
胡洁
上海交通大学机械与动力工程学院
知识工程研究所
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绪论
传统的计算机辅助设计的发展传统的计算机辅助设计的发展
• 第一次CAD技术革命——曲面造型系统
• 第二次CAD技术革命——实体造型技术
• 第三次CAD技术革命——参数化技术
• 第四次CAD技术革命——变量化技术
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绪论
现代的计算机辅助设计现代的计算机辅助设计
随着21世纪世界经济和科学技术的飞速发展，全球
性的市场竞争日益激烈。企业为了提高竞争力，必须尽
快改变品种，更新设计，缩短新产品的研发周期，提高
产品的质量，降低产品的研发和制造成本，进行创新性
设计。
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绪论
现代的计算机辅助设计现代的计算机辅助设计
随着汽车、航空、船舶和铁路机车车辆等型号的产
品的复杂度的提高，产品开发过程实质上不仅是考虑制
造、装配等全生命周期的并行设计过程，而且是机械、
控制、动力学、材料学等多个领域的一体化协同设计过
程。
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绪论
现代的计算机辅助设计与传统的计算机辅助设计比较具有现代的计算机辅助设计与传统的计算机辅助设计比较具有
以下特点：以下特点：
（1）系统组成复杂，往往是机械、控制、电子等多个不同
学科领域子系统的综合组合体；
（2）开发过程复杂，不仅包括时间纵轴上存在的先后设计
活动，而且包括横轴上某一时刻并发的设计任务之间的互
相影响；
（3）系统行为复杂，对总体性能的要求往往高于对单个功
能模块的要求，因而增加了产品开发的难度。
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绪论
复杂产品复杂产品
z 是这样一类产品：
– 客户需求复杂
– 系统组成复杂
– 产品技术复杂
– 制造过程复杂
– 项目管理复杂
z 涉及的 复杂产品
– 子系统多
– 学科技术种类多
– 人员/工具多
– 与外界环境的交互关系复杂
z 典型复杂产品：
– 航天器、飞机、汽车、复杂机电产品等
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绪论
现代的计算机辅助设计是面向复杂产品，以并行工
程思想为指导，以多学科协同设计为核心，以各领域
CAx（如CAD、CAM、CAE等）/ DFx（如DFA、DFM
等）为工具的全新的设计开发模式。其核心是强调系统
层面上的优化，重视整体性能。旨在解决航空、航天、
汽车、船舶和铁路机车车辆等型号的复杂产品开发，以
实现机械、控制、动力学、材料学等多个领域的一体化
并行协同设计。
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绪论
传统的产品设计传统的产品设计
设计
机械设计师
物理样机
概念
设计验证与测
试
控制设计师
设计
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绪论
现代的产品设计现