计算机辅助设计(CAD)：从二维到三维的创新设计工具

"该资源是一份关于计算机辅助设计(CAD)的外文翻译文档，全文共11页。文档详细介绍了CAD的基本概念、功能以及在设计和制造中的应用。" 计算机辅助设计(CAD)是一种利用计算机技术进行产品设计的工具，它涵盖了设计的各个阶段，从构思、初步设计到最终设计。CAD系统允许设计者在不同环境条件下模拟产品的性能，例如在温度变化或不同机械压力下的表现。CAD的核心价值之一在于它能在显示器上展示设计的产品，通常在阴极射线管(CRT)屏幕上以图形形式显示。设计师可以使用计算机图形功能对物体进行旋转、分割、放大和动态分析。 交互式图形系统是CAD系统中的关键组件，用户可以直接与计算机交互来调整和修改图形。许多CAD系统生成的最终图形会通过连接的绘图仪输出，而处理“遮挡线”是CAD图形处理中的一个挑战，因为计算机生成的线框图会显示物体所有面，不考虑视角。 CAD系统采用了多种图形生成技术，如几何模板，通过基本形状和元素创建图形，或者使用成组技术设计零件，通过相似性减少零件种类，提高制造效率。现代CAD系统还结合了压力有限元分析，用于模拟物体在受力情况下的变形，通过动画展示结果。 在二维绘图方面，CAD支持多视图绘制，提供无限缩放比例，方便设计师查看装配细节，自动识别潜在问题，并能自动更新尺寸标注以适应设计变更。三维建模则赋予设计师更大的自由度，可以创建三维零件并进行无限制修改，通过有限元分析预估应力分布，提前发现设计缺陷。线框、曲线和实体模型是三维建模的三种形式，实体模型最复杂，能够模拟真实材料属性，支持质量计算。 计算机辅助制造(CAM)与CAD紧密关联，用于计算机控制的制造过程。CAM分为在线应用，实时控制加工，和离线应用，用于产品规划和非实时的零件制造。CAD/CAM系统整合了设计和制造流程，提供一体化解决方案。 CAD是现代工业设计不可或缺的技术，它提高了设计效率，降低了制造成本，同时通过仿真和分析优化了产品性能。