面向机械领域CAD技术和套用的新发展，本书对第2版内容作了大幅度修改，新增与改写的内容约占全书的2/3。全书共分4篇14章，第1篇为CAD基础（第1～5章），第2篇为图形处理基础（第6、7章），第3篇为建模技术（第8～10章），第4篇为协同、管理与集成（第11～14章）。本书系统地介绍了计算机辅助设计的基础知识和套用技术，既保持了内容的基础性，又体现了技术的先进性，同时具有实用性、模组性和与商用软体无关性等特点。本书可作为高等院校机械类各专业用教材，也可供科研单位和企业中从事CAD套用的工程技术人员参考。

第1篇CAD基础

1CAD技术概论3

1.1机械设计概述3

1.2CAD技术的内涵4

1.3CAD技术在我国製造业中的套用7

1.4CAD技术的发展简史10

1.5CAD技术的发展趋势11

习题13

2CAD系统14

2.1CAD系统的构成与配置形式15

2.1.1系统的基本组成15

2.1.2计算机类型15

2.1.3CAD系统的配置形式16

2.2CAD系统的硬体21

2.2.1计算机主机21

2.2.2外存储器22

2.2.3图形输入设备22

2.2.4图形输出设备24

2.2.5图形显示设备29

2.3CAD系统软体34

2.3.1系统软体34

2.3.2CAD支撑软体36

2.3.3CAD图形支撑软体的发展37

2.3.4典型CAD软体简介38

习题40

3工程手册的数据处理41

3.1数表的程式化42

3.1.16个实例42

3.1.2一元函式的插值46

3.1.3二元函式的插值48

3.2线图的程式化52

3.3建立经验公式的方法53

3.3.1最小二乘法拟合的基本思想53

3.3.2最小二乘法的多项式拟合54

3.3.3最小二乘法的其他函式的拟合56

3.3.4列主元素高斯消去法求解线性联立方程57

习题62

4机械CAD中常用的数据结构63

4.1基本概念63

4.2线性表64

4.2.1线性表的顺序存储结构65

4.2.2线性表的链式存储结构67

4.3栈75

4.3.1栈的结构75

4.3.2栈的运算75

4.3.3栈的套用举例76

4.4树79

4.4.1树的逻辑结构79

4.4.2树的存储结构79

4.4.3树的套用举例80

4.5二叉树81

4.5.1二叉树的逻辑结构81

4.5.2二叉树的存储结构82

4.5.3二叉树的遍历82

4.5.4树的二叉树表示84

4.5.5二叉树的套用举例84

习题87

5信息存储与管理88

5.1基本概念89

5.2档案系统89

5.2.1顺序档案90

5.2.2索引档案90

5.2.3多重鍊表档案92

5.2.4倒排档案93

5.3资料库系统94

5.3.1资料库系统的主要特徵94

5.3.2资料库系统的基本组成96

5.3.3资料库系统的体系结构97

5.3.4数据模型98

5.4关係型资料库和SQL语言99

5.4.1资料库对象99

5.4.2SQL语言100

5.5SQLServer关係型资料库管理系统101

5.5.1SQLServer2000的启动和常用工具101

5.5.2资料库的创建和管理104

5.5.3表的创建和管理109

5.5.4表中数据的管理112

5.5.5数据的查询117

5.5.6创建和修改索引121

5.5.7创建和修改视图123

5.6工程资料库系统简介125

5.6.1工程数据分析125

5.6.2工程资料库系统的主要特点126

习题127

第2篇图形处理基础

6图形变换131

6.1图形变换的方法131

6.1.1构成图形的基本要素及其表示方法131

6.1.2点的变换132

6.2二维图形几何变换132

6.2.1二维基本变换132

6.2.2二维组合变换140

6.3三维图形几何变换143

6.3.1三维基本变换矩阵143

6.3.2三维基本变换144

6.3.3三维基本变换矩阵的组合148

6.4三维图形投影变换150

6.4.1平行投影变换151

6.4.2透视投影变换157

习题163

7图形技术基础164

7.1坐标系164

7.1.1世界坐标系165

7.1.2观察坐标系165

7.1.3规格化设备坐标系165

7.1.4设备坐标系166

7.2图形的输出166

7.2.1视窗与视区166

7.2.2视窗视区变换167

7.2.3二维图形的输出流程168

7.2.4三维形体的输出流程169

7.3二维图形的裁剪169

7.3.1点的裁剪169

7.3.2直线段的裁剪170

7.4隐藏线和隐藏面的消除174

7.4.1隐藏线和隐藏面问题174

7.4.2消隐算法中的基本测试方法176

7.4.3z向深度缓冲区算法179

7.4.4扫描线算法179

7.4.5循环细分算法180

7.5图形标準181

7.5.1图形核心繫统183

7.5.2程式设计师级层次结构互动式图形系统183

7.5.3开放式图形库184

7.5.4Direct3D191

7.5.5Java3D192

7.5.6三维几何造型引擎ACIS197

习题199

第3篇建模技术

8二维几何建模方法203

8.1互动几何建模203

8.1.1AutoCAD图形系统简介203

8.1.2互动几何建模的一般步骤219

8.1.3互动几何建模实例219

8.2参数化几何建模225

8.2.1图形参数化225

8.2.2参数化几何建模的编程实现227

8.2.3参数化几何建模的非编程实现229

8.3形状特徵拼合法几何建模233

8.3.1形状特徵的概念与确定233

8.3.2形状特徵拼合法的编程实现234

8.4二维装配图建模240

8.4.1装配图设计方法概述240

8.4.2装配图中的隐藏线处理241

8.4.3装配图建模实例242

习题245

9三维建模技术248

9.1三维建模的基本概念248

9.1.1几何建模概述248

9.1.2三维建模系统的3种几何模型250

9.1.3实体模型的3种建模方法255

9.2产品的三维设计257

9.2.1零件的三维设计257

9.2.2产品的三维设计过程259

9.3实体建模技术260

9.3.1三维实体表示方法260

9.3.2实体造型的理论基础267

9.3.3基于体素法的实体建模系统简介275

9.4特徵建模技术288

9.4.1特徵建模概述288

9.4.2特徵定义288

9.4.3形状特徵的分类289

9.4.4基于特徵的零件信息模型291

9.4.5特徵建模的方法及其实现292

9.4.6AutodeskInventor软体的特徵建模功能简介293

9.5参数化与变数化设计技术311

9.5.1参数化设计与变数化设计的基本概念311

9.5.2变数化设计中的方程组整体求解法318

9.5.3商用CAD系统参数化设计功能举例320

习题323

10装配建模技术326

10.1概述326

10.2装配关係的表达327

10.3装配建模的模式331

10.4装配建模的方法332

10.4.1自底向上的装配建模方法332

10.4.2自顶向下的装配建模方法335

10.5产品装配模型的套用举例339

习题341

第4篇协同、管理与集成

11产品协同设计技术347

11.1产品协同设计概述348

11.1.1产品协同设计的产生背景348

11.1.2协同设计的定义和基本理论350

11.1.3协同设计的体系结构352

11.2协同设计的关键技术354

11.2.1共享知识的表达与语义一致化354

11.2.2产品设计信息的集成与共享354

11.2.3冲突的管理358

11.2.4协同设计环境360

11.3协同设计系统套用举例362

11.3.1网路化产品协同设计支持系统362

11.3.2AutoCAD软体的协同设计功能363

11.3.3SolidWorks软体的协同设计功能367

11.3.4基于Web的新的三维造型系统369

习题370

12产品数据交换技术371

12.1产品数据交换的方式372

12.2DXF档案的图形数据交换373

12.2.1DXF概述373

12.2.2DXF档案的输入和输出命令374

12.2.3DXF档案的结构374

12.2.4基于DXF档案的套用开发383

12.3IGES档案的图形数据交换387

12.3.1IGES标準概述387

12.3.2IGES产品模型387

12.3.3IGES档案的结构388

12.3.4IGES套用中存在的问题389

12.4STEP标準390

12.4.1STEP标準概述390

12.4.2STEP标準的基本内容391

12.4.3描述方法391

12.4.4集成信息资源392

12.4.5套用协定394

12.4.6实现方法395

12.4.7STEP套用398

12.5其他格式的数据交换400

习题400

13产品数据与产品生命周期管理技术402

13.1产品数据管理403

13.1.1产品数据管理的概念403

13.1.2PDM系统的体系结构403

13.1.3PDM系统的主要功能404

13.2产品生命周期管理414

13.2.1产品生命周期管理的概念414

13.2.2PLM的特点415

13.2.3PLM系统的功能框架415

13.2.4PLM与PDM的关係416

13.3PLM/PDM软体产品简介416

13.3.1Windchill416

13.3.2Teamcenter420

13.3.3国产PLM/PDM产品422

13.4PLM/PDM系统的实施424

13.4.1PLM/PDM实施的内容424

13.4.2PLM/PDM实施的步骤424

13.4.3PLM/PDM实施的信息建模426

13.4.4PLM/PDM实施的阶段431

13.4.5套用实施举例431

习题433

143C/PDM集成技术434

14.13C集成概述434

14.1.13C集成的概念434

14.1.23C集成的内容435

14.1.33C内部集成存在的问题与解决办法436

14.2CAD/CAPP的集成方法439

14.2.1CAPP的概念、功能与作用439

14.2.2CAPP系统的类型440

14.2.3CAD/CAPP的集成方法441

14.3CAPP/CAM的集成方法443

14.3.1CAM的概念、功能与作用443

14.3.2数控编程方法简述444

14.3.3CAD/CAPP/CAM集成的概念模型446

14.3.4CAPP/CAM的集成方法446

14.43C/PDM的集成方法448

14.4.1PDM套用集成的3个层次448

14.4.23C/PDM集成的信息流分析450

14.4.33C/PDM集成的体系结构451

14.4.43C/PDM集成的实现方法452

14.5集成系统举例452

14.5.1示例1--3C集成452

14.5.2示例2--3C/iMAN集成454

习题456

缩略语解释457

参考文献460