第1章 计算机辅助设计概述

第1章计算机辅助设计概述

1.1 计算机辅助设计的概念

计算机辅助设计（Computer Aided Design，CAD），它是计算机科学技术发展和应用中的一门重要技术。所谓CAD技术，就是利用计算机快速的数值计算和强大的图文处理功能来辅助工程师、设计师、建筑师等工程技术人员进行产品设计、工程绘图和数据管理的一门计算机应用技术，如制作模型、计算、绘图等。

计算机辅助设计对提高设计质量，加快设计速度，节省人力与时间，提高设计工作的自动化程度具有十分重要的意义。现在，它已成为工厂、企业和科研部门提高技术创新能力，加快产品开发速度，促进自身快速发展的一项必不可少的关键技术。

与计算机辅助设计（CAD）相关的概念有：

CAE（Computer Aided Engineering ）：计算机辅助分析。就是把CAD设计或组织好的模型，用计算机辅助分析软件对原设计进行仿真设计成品分析，通过反馈的数据，对原CAD 设计或模型进行反复修正，以达到最佳效果。

CAM（Computer Aided Manufacture ）：计算机辅助制造。就是把计算机应用到生产制造过程中，以代替人进行生产设备与操作的控制，如计算机数控机床、加工中心等都是计算机辅助制造的例子。CAM不仅能提高产品加工精度、产品质量，还能逐步实现生产自动化，对降低人力成本、缩短生产周期有很大的作用。

把CAD、CAE、CAM结合起来，使得一项产品由概念、设计、生产到成品形成，节省了相当多的时间和投资成本，而且保证了产品质量（如图1-1所示）。

是

图1-1 计算机辅助设计过程

计算机辅助设计（CAD）技术是集计算、设计绘图、工程信息管理、网络通讯等计算机及其他领域知识于一体的高新技术，是先进制造技术的重要组成部分。其显著特点是：

AutoCAD 2007应用基础教程

提高设计的自动化程序和质量，缩短产品开发周期，降低生产成本费用，促进科技成果转化，提高劳动生产效率，提高技术创新能力。

可见，计算机辅助设计（CAD）对工业生产、工程设计、机器制造、科学研究等诸多领域的技术进步和快速发展产生了巨大影响。

1.2 计算机辅助设计的范畴

计算机辅助设计（CAD）是一个涵盖范围很广的概念。概括来说，CAD的设计对象最初包括两大类，一类是机械、电子、汽车、航天、轻工和纺织产品等；另一类是工程设计产品等，如工程建筑。如今，CAD技术的应用范围已经延伸到诸如艺术等各行各业，如电影、动画、广告、娱乐和多媒体仿真（如：模拟霜冻植被受损的过程）等都属于CAD范畴。

CAD在机械制造行业的应用最早，也最为广泛。采用CAD技术进行产品设计不但可以使设计人员甩掉图板，更新传统的设计思想，实现设计自动化，降低产品的成本，提高企业及其产品在市场上的竞争能力；还可以使企业由原来的串行式作业转变为并行作业，建立一种全新的设计和生产技术管理体制，缩短产品的开发周期，提高劳动生产率。如今世界各大航空、航天及汽车等制造业巨头不但广泛采用CAD/CAM技术进行产品设计，而且投入大量的人力、物力及资金进行CAD/CAM软件的开发，以保持自己技术上的领先地位和国际市场上的优势。

CAD在建筑方面的应用——计算机辅助建筑设计（CAAD），它为建筑设计带来了一场真正的革命。随着CAD软件从最初的二维通用绘图软件发展到如今的三维建筑模型软件，CAD技术已开始被广泛采用，这不但可以提高设计质量，缩短工程周期，还可以节约2%～5%的建设投资，而近几年来，每年仅在我国的基本建设投资就有几千亿元之多，如果全国近万个大小工程设计单位都采用CAD技术，则可以大大提高基本建设的投资效益。

CAD技术还被用于轻纺及服装行业中。以前，我国纺织品及服装的花样设计、图案的协调、色彩的变化、图案的分色、描稿及配色等均由人工完成，速度慢，效率低，而现在国际市场上对纺织品及服装的要求是批量小、花色多、质量高、交货要迅速，这使得我国纺织产品在国际市场上的竞争力不强。采用CAD技术以后，大大加快了我国纺织及服装企业走向国际市场的步伐。

如今，CAD技术已进入到人们的日常生活中，在电影、动画、广告和娱乐等领域大显身手。电影拍摄中利用CAD技术已有十余年的历史，美国好莱坞电影公司主要利用CAD 技术构造布景，可以利用虚拟现实的手法设计出人工不可能做出的布景。这不仅能节省大量的人力、物力，降低电影的拍摄成本，而且还可以给观众造成一种新奇、古怪和难以想象的环境，获得极大的票房收入。

·2·

第1章计算机辅助设计概述

1.3 计算机辅助设计的现状与发展

计算机辅助设计（CAD）技术产生于20世纪60年代，到现在只是短短的40多年，但它的技术发展之快、应用之广、影响之大，令人瞩目，特别是进入20世纪90年代后，随着计算机软硬件技术取得了突飞猛进的发展，以及互联网的广泛应用，这都极大地促进了CAD技术的发展。CAD技术应用展现出广阔的应用前景，从早期的几个特殊行业的应用，到现在几乎遍及所有领域。

随着CAD技术的发展和人们需求的不断提高，人工智能等各类技术逐渐融入到CAD 系统中，形成了基于各种知识的CAD系统（或智能CAD系统）。知识的应用使CAD系统的“设计”功能和设计自动化水平大大提高，对产品设计全过程的支持程度大大加强，促进了产品和工程的创新开发。

世界发达国家已把计算机辅助设计技术作为增强企业生产竞争力和促进发展的重要手段。我国在“八五”期间就实施了“国家CAD应用工程”计划，近10年来，我国加大了计算机辅助设计技术的研究、应用和推广，越来越多的设计单位和企业采用这一技术来提高设计效率、产品质量和改善劳动条件。目前，我国从国外引进的CAD软件有几十种，国内的一些科研机构、高校和软件公司也都立足于国内，开发出了自己的CAD软件，并投放市场，使CAD技术应用呈现出一片欣欣向荣的景象。

计算机辅助设计将朝着标准化、智能化、集成化、网络化、三维化及多媒体虚拟化等方向发展，甩掉图板，实现全自动无纸化设计、生产和制造，是计算机辅助设计发展的最终目标。

1.4 计算机辅助设计的常用软件介绍

计算机辅助设计深入到各行各业，所使用的软件很多，在这里着重介绍应用较广泛的几个常用软件。

1．AutoCAD

AutoCAD是美国Autodesk公司开发研究的一种通用计算机辅助设计软件包。Autodesk 公司在1992年推出了AutoCAD的第一个版本V1.0，随后相继开发出多个版本，其中典型版本有R14、AutoCAD 2000、AutoCAD 2002、AutoCAD 2005等，目前最新的是AutoCAD 2009版。AutoCAD的功能越来越强大和完善，是当今世界上最为流行的计算机辅助设计软件之一。

·3·

AutoCAD 2007应用基础教程

2．Photoshop

Photoshop是Adobe公司推出的一款功能十分强大、使用范围广泛的平面图像处理软件。目前，Photoshop是众多平面设计师进行平面设计，图形图像处理的首选软件。

3．CorelDraw

CorelDraw是Corel公司出品的世界一流的平面矢量绘图软件，被专业设计人员广泛使用，它的集成环境（称为工作区）为平面设计提供了先进的手段和最方便的工具。在CorelDraw系列的软件包中，包含了CorelDraw、Corel Paint Photo两大软件和一系列的附属工具软件，可以完成一幅作品从设计、构图、草稿、绘制到渲染的全部过程。CorelDraw 是系列软件包中的核心软件，可以在其集成环境中集中完成平面矢量绘图。

4．Pro/Engineer

Pro/Engineer系统是美国参数技术公司（PTC）的产品，它刚一面世（1988年），就以其先进的参数化设计、基于特征设计的实体造型而深受用户的欢迎。Pro/Engineer整个系统建立在统一的数据库上，具有完整而统一的模型，能将整个设计与生产过程集成在一起，它一共有20多个模块供用户选择。基于以上原因，Pro/Engineer在最近几年已成为三维机械设计领域里最富魅力的系统。

5．SolidWorks

SolidWorks是由美国SolidWorks公司于1995年11月研制开发，最有代表性的三维CAD 绘图软件，多用于外型设计。SolidWorks是一套基于Windows的CAD/CAE/CAM/PDM桌面集成系统，与Office兼容，具有较强的参数化特征造型功能。

6．CAXA电子图版

CAXA电子图板是由北京海尔软件有限公司于1996年研制开发的二维微机系统。CAXA电子图板以交互方式，对几何模型进行实时的构造、编辑和修改，并能保存各类拓朴信息。目前已在工程和产品设计绘图中得到广泛的应用，成为全国制图员计算机绘图技能考试的指定软件。

7．PICAD

PICAD系统及系列软件是中科院凯思软件集团及北京凯思博宏应用工程公司开发的具有自主版权的CAD软件。该软件具有智能化、参数化和较强的开放性，对特征点和特征坐标可自动捕捉及动态导航。PICAD是国内商品化最早、市场占有率最大的CAD支撑平台及交互式工程绘图系统。

8．高华CAD

高华CAD由清华大学和广东科龙（容声）集团联合创建，系列产品包括计算机辅助绘图支撑系统GHDRAFTING、机械设计及绘图系统GHMDS、工艺设计系统GHCAPP、三维几何造型系统GHGEMS、产品数据管理系统GHPDMS及自动数控编程系统GHCAM。

·4·

第1章计算机辅助设计概述

高华CAD也是基于参数化设计的CAD/CAE/CAM集成系统，是全国CAD应用工程的主推产品之一，其中GHGEMS 5.0曾获第二届全国自主版权CAD支撑软件评测第一名。

9．清华XTMCAD

清华XTMCAD是清华大学机械CAD中心和北京清华艾克斯特CIMS技术公司共同开发的基于Windows 95和AutoCAD R12及R13二次开发的CAD软件。它具有动态导航、参数化设计及图库建立与管理功能，还具有常用零件优化设计、工艺模块及工程图纸管理等模块。作为Autodesk注册认可的软件增值开发商，可直接得到Autodesk公司的技术支持，其优势体现在对CIMS工程支持数据的交换与共享上。

10．开目CAD

开目CAD是华中科技大学机械学院开发的具有自主版权的基于微机平台的CAD和图纸管理软件，它面向工程实际，模拟人的设计绘图思路，操作简便，机械绘图效率比AutoCAD高得多。开目CAD支持多种几何约束种类及多视图同时驱动，具有局部参数化的功能，能够处理设计中的过约束和欠约束的情况。开目CAD实现了CAD、CAPP、CAM 的集成，适合我国设计人员的习惯，是全国CAD应用工程主推产品之一。

1.5 小结

本章主要介绍了计算机辅助设计的概念、范畴以及计算机辅助设计的现状与发展，同时还介绍了目前常用的计算机辅助设计软件。通过本章的学习，可以快速、全面地了解计算机辅助设计的相关知识，明确计算机辅助设计的作用和重要性，为后续学习AutoCAD 2007打下基础。

1.6 上机练习与习题

1．什么是计算机辅助设计？

2．现实生活中，你了解或者接触过的哪些应用属于计算机辅助设计范畴？

3．你用过哪一种计算机辅助设计软件？

4．你期待具备怎样的计算机辅助设计能力？

·5·

建筑CAD教案(新)

建筑CAD 第一章AutoCAD基础知识 .1AutoCAD2004的安装、启动和退出 .2AutoCAD2004的工作界面 .3AutoCAD的基本操作 第二章常用绘图命令 2.1 点 2.2 直线与构造线 2.3 圆、圆弧和圆环 2.4 矩形与正多边形 2.5椭圆与椭圆弧 2.6 样条曲线 2.7 多段线 2.8 多线 第三章绘图辅助工具 3.1 栅格和捕捉 3.2 对象捕捉 3.3 自动追踪 3.4 查询命令 第四章基本编辑命令 4.1 选择对象 4.2 常用编辑命令 第五章图层、对象特性及选项设置 5.1 图层 5.2 对象特性 5.3 选项设置 第六章图案填充 6.1 应用图案填充 6.2 编辑图案填充 第七章块与外部参照 7.1 块及其属性 7.2 外部参照 第八章创建及编辑文本 8.1 文字样式 8.2 文本的创建 8.3 编辑文本

第九章尺寸标注 9.1 尺寸标注基础 9.2 创建标注样式 9.3 尺寸标注 9.4 编辑尺寸标注 第十章图纸布局和打印输出10.1 模型空间和图纸空间 10.2 布局 10.3 打印样式 10.4 打印出图 第十一章建筑绘图范例 11.1 创建及使用样板 11.2 绘制建筑平面图 11.3 绘制建筑立面图

第一章AutoCAD基础知识 第一节AutoCAD2004的安装、启动和退出 一、安装 与其它软件的安装方式基本相同，双击安装盘上的“Setup.exe”然后一路按“下一步”即可，当有提示输入“系列号”时在相应对话框中输入安装盘自带的系列号。即可 二、启动 1）启动AutoCAD2004软件的方法较多，主要有： 法一：从任务栏中点击AutoCAD2004程序项； 法二：在桌面上双击AutoCAD2004图标 法三：在电脑开始程序的菜单中调出AutoCAD2004软件 法四：双击已有的AutoCAD2004图形文件 2）打开或新建图形文件 法一：启动软件默认生成一张空白的图形文件。 法二：文件→新建，在Template文件夹下选择合适自己的图形文件作为绘图的开始。 法三：若在“选项”中已经设置了“显示启动对话框”，启动软件时会自动弹出“启动对话框”，选择“使用向导”，可以自助设置绘图环境来新建图形。 三、保存 AutoCAD在编辑绘图过程中并不将产生的图形数据存入计算机的硬盘，而是存在内存中。因此在操作过程中，需要养成经常存盘的习惯，否则一旦遇到断电或软件自动关闭的异常情况时，就会丢失数据而前功尽弃。 1）保存文件的方法有： 法一：菜单栏操作，文件→保存/另存为 法二：点击工具栏中相应的“保存“按钮 法三：在命令栏中输入Save命令再回车 法四：快捷键Ctrl + S 2）异常情况下的文件恢复方法 AutoCAD有“自动存盘“的功能，每隔一段时间（可在“选项”中设置时间）会自动存盘一次，其文件名的后缀为“.sv$”。找到该文件把其后缀改为CAD 的图形文件扩展名“.dwg”即可使用。 四、退出 法一：菜单栏操作，文件→退出 法二：点击工具栏中相应的“关闭“按钮。其中，在界面最右上角工具栏区域有两排“最小化、最大化、关闭”的工具栏按钮，第一排为对整个软件的操作，第二排为对本张图纸的操作。 法三：在命令栏中输入Quit命令再回车 法四：快捷键Ctrl + Q

第l章 建筑概述

第l章建筑概述 1．1 建筑和构成建筑的基本要素 1．1．1 建筑的基本概念 建筑是建筑物和构筑物的通称。具体说，供人们进行生产、生活或其他活动的房屋或场所称为建筑物，如住宅、医院、学校、商店等；人们不能直接在其内进行生产、生活的建筑称为构筑物，如水塔、烟囱、桥梁、堤坝、纪念碑等。无论是建筑物还是构筑物，都是为了满足一定功能，运用—定的物质材料和技术手段，依据科学规律和美学原则而建造的相对稳定的人造空间。 本书所涉及的建筑主要是建筑物。 1．1．2 建筑构成的基本要素 建筑从根本上看是由三个基本要素构成，即建筑功能、建筑物质技术条件和建筑形象，简称“建筑三要素”。 1．建筑功能 建筑功能是指建筑物在物质和精神方面必须满足的使用要求。当人们说某个建筑物适用或者不适用时，—般是指它能否满足某种功能要求。所以建筑的功能要求是建筑物最基本的要求，也是人们建造房屋的主要目的。 在人类社会，建筑的功能除了满足人的物质生活要求之外，还有社会生活和精神生活方面的功能要求，因此，具有一定的社会性。 建筑功能要求是随着社会生产和生活的发展而发展的，从构木为巢到现代化的高楼大厦，从手工业作坊到高度自动化的大工厂，建筑功能越来越复杂多样，人们对建筑功能的要求也越来越高。 不同的功能要求产生了不同的建筑类型，例如各种生产性建筑、居住建筑、公共建筑等，而不同的建筑类型又有不同的建筑特点。所以建筑功能是决定各种建筑物性质、类型和特点的主要因素。 2．建筑的物质技术条件 建筑的物质技术条件包括材料、结构、设备和建筑生产技术(施工)等重要内容。材料和结构是构成建筑空间环境的骨架；设备是保证建筑物达到某种要求的技术条件；而建筑生产技术则是实现建筑生产的过程和方法。例如：钢材、水泥和钢筋混凝土的出现，从材料上解决了现代建筑中大跨、高层的结构问题；电脑和各种自动控制设备的应用，解决了现代建筑中各种复杂的使用要求；而先进的施工技术，又使这些复杂的建筑得以实现。所以它们都是达到建筑功能要求和艺术要求的物质技术条件。 建筑的物质技术条件是受社会生产水平和科学技术水平制约的。例如，随着生产和科学技术的发展，各种新材料、新结构、新设备不断出现，同时工业化施工水平不断提高，建筑的物质技术条件也出现了新的面貌。而建筑的物质技术条件进一步现代化，必然会给建筑功能和建筑形象带来新的变化。新的功能要求由于技术上可能而产生了，例如多功能大厅、超高层建筑等；新的建筑形象由于材料、结构的改变而出现了，例如薄壳、悬索等结构的建筑形象。同样，建筑在满足社会的物质要求和精神要求的同时，也会反过来向物质技术条件提出新的要求，推动物质技术条件进一步发展。 总之，物质技术条件是建筑发展的重要因素，只有在物质技术条件具有一定水平的情况下，建筑的物质功能要求和艺术审美要求才有可能充分实现。 3．建筑形象 根据建筑的功能和艺术审美要求，并考虑民族传统和自然环境条件，通过物质技术条件的创造，构成一定的建筑形象。构成建筑形象的因素，包括建筑群体和单体的体形、内部和外部的空间组合、立面构图、细部处理、材料的色彩和质感以及光影和装饰的处理，等等。

第一章广厦建筑结构CAD概述

第一章广厦建筑结构CAD概述 1.1广厦建筑结构CAD的基本功能与应用范围 1.1.1技术特点 广厦建筑结构CAD由广东省建筑设计研究院和深圳市广厦软件有限公司联合开发，具有空间薄壁杆系计算程序SS、空间墙元杆系计算程序SSW和建筑结构通用分析与设计软件GSSAP。建筑结构通用有限元分析的研究达到国际先进水平，并成功应用于上部结构和基础的计算和设计中，成为整个结构CAD的计算核心。广厦建筑结构CAD已被全国7000多家设计单位正式采用，是设计院开发的建筑结构程序的杰出代表。 广厦建筑结构程序是一个面向民用建筑的多高层建筑结构CAD软件。可完成砌体结构、钢筋混凝土结构、钢结构以及由它们组成的混合结构，从建模、计算到施工图自动生成及处理的一体化设计工作；结构材料可以是砖、钢筋混凝土和钢。 广厦建筑结构CAD具有以下特点： AutoCAD风格的模型输入和图纸编辑界面； 处理复杂砖混、底框、内框、外框和边框的处理能力； 异形柱建模、计算和出图的完善设计功能； 一次建模可采用SS、SSW、GSSAP多套计算，最后出图的设计流程； 设计和计算功能完善的基础CAD系统； 快速、高质量的施工图生成技术； 国内两大集成化结构CAD之一，功能齐全，功能稳定可靠。 1.1.2程序的应用范围及设计功能 广厦建筑结构CAD适用于计算多种结构形式的建筑：框架结构、框架—剪力墙结构、剪力墙结构、筒体结构、空间钢构架、网架、网壳等；从使用的建筑材料上分可设计计算砌体结构、混凝土结构、混凝土—砌体混合结构、钢结构、钢—混凝土混合结构；从使用功能上除常见的住宅、办公楼等民用建筑外还可计算荷载较大的厂房类工业建筑及博物馆、体育馆等大空间的公共建筑。建筑平面可以是任意形式的，平面网格即可以是正交的也可以是斜交的。

建筑CAD第一章下的形考题及答案

建筑CAD第一章下的形考题及答案 （单项选择题） 注意：选项（abcd）后面数字是一道题对这题的的评分，也就是答案，如果是0，是错误的，.就不要选择。 top/默认广东课程04/第1章、CAD的基础/单项选择 单项选择 AutoCAD图形文件的后缀名是（）。 A. BMP 0 B. BAK 0 C. DWT 0 D. DWG 100 单项选择 AutoCAD样板文件的后缀名是（）。 A. BAK 0 B. BMP 0 C. DWG 0 D. DWT 100 单项选择 AutoCAD中能够保存三维几何图形、视图、光源和材质的文件格式是（）。 A. dwf 0 B. 3D Studio 100 C. wmf 0 D. dxf 0 单项选择 AutoCAD的状态行中的锁定标识下的全部的意义为（）。 A. 锁定所有工具栏0 B. 锁定所有窗口0 C. 锁定所有工具栏和窗口100 D. 取消锁定的窗口0 单项选择 栅格样式设置中，系统设置不在以下的位置显示点栅格（）。 A. 二维模型空间0

B. 块编辑器0 C. 三维模型空间100 D. 图纸/布局0 单项选择 AutoCAD 默认的单位是（）。 A. 厘米0 B. 分米0 C. 米0 D. 毫米100 单项选择 AutoCAD 默认扩展名是（）。 A. dwt 0 B. dwg 100 C. bak 0 D. dxf 0 单项选择 一般我们习惯选用工作空间( )，它代表CAD的二维设计部分，而且它主要为习惯使用CAD 传统界面的用户设置。 A. 草图与注释0 B. 三维基础0 C. 三维建模0 D. CAD经典100 单项选择 怎么样设置绘图区光标的大小（）。 A. 工具/选项/文件选项卡0 B. 工具/选项/显示选项卡100 C. 工具/选项/系统选项卡0 D. 工具/选项/草图选项卡0 单项选择 对象捕捉功能开启或关闭用( )功能键。 A. F6 0 B. F7 0 C. F8 0 D. F3 100