机械CAD/CAM

谢志平

目录

  • 1 课程介绍
    • 1.1 学习本课程的目的
  • 2 机械CADCAM技术概述
    • 2.1 CAD/CAM技术内涵
    • 2.2 CADCAM系统的作业过程和主要功能
    • 2.3 CADCAM系统的结构组成
      • 2.3.1 CADCAM系统的硬件
      • 2.3.2 CADCAM系统的软件
        • 2.3.2.1 CADCAM系统的软件
        • 2.3.2.2 CADCAM系统的软件
        • 2.3.2.3 CADCAM系统的软件
        • 2.3.2.4 CADCAM系统的软件
        • 2.3.2.5 CADCAM系统的软件
    • 2.4 CADCAM技术的发展
    • 2.5 单元测试
    • 2.6 思政素材-万吨轮船设计
    • 2.7 思政素材-汽车智能制造
    • 2.8 思政素材-CAXA CAD2023工业软件开发历程
    • 2.9 PPT资料
  • 3 工程数据计算机管理与处理技术
    • 3.1 CADCAM系统常用的数据结构
      • 3.1.1 基本概念
      • 3.1.2 线性表
      • 3.1.3 栈和队列
      • 3.1.4 树结构
    • 3.2 数据管理模式
    • 3.3 工程表的计算机处理技术
    • 3.4 工程线图的计算机处理技术
    • 3.5 单元测试
    • 3.6 思政素材-健康码案例
    • 3.7 思政素材-熊猫烧香
    • 3.8 PPT资料
  • 4 计算机图形处理技术
    • 4.1 窗口与图形剪切技术
      • 4.1.1 窗口与视区
      • 4.1.2 二维图形裁剪
    • 4.2 图形变换技术
      • 4.2.1 二维图形的基本变换
      • 4.2.2 齐次坐标
      • 4.2.3 二维图形的组合变换
      • 4.2.4 三维几何变换
      • 4.2.5 平行投影
      • 4.2.6 灭点
    • 4.3 自由曲线和曲面
      • 4.3.1 参数化曲线
      • 4.3.2 Bezier曲线
      • 4.3.3 B样条曲线
    • 4.4 图形消隐技术(补充)
      • 4.4.1 消隐技术
      • 4.4.2 消隐算法
    • 4.5 单元测试
    • 4.6 思政素材-俞仲林画牡丹
    • 4.7 思政素材-梁思成手绘图
    • 4.8 PPT资料
  • 5 机械CADCAM建模技术
    • 5.1 概述
    • 5.2 线框建模
    • 5.3 表面建模
    • 5.4 实体建模
      • 5.4.1 实体建模原理
      • 5.4.2 实体模型表述方法
    • 5.5 特征建模
    • 5.6 单元测试题
    • 5.7 思政素材-数字化研发歼-20
    • 5.8 思政素材-复兴号“飞龙”外观设计
    • 5.9 思政素材-总理赠送鲁班锁
    • 5.10 PPT资料
  • 6 计算机辅助工程分析
    • 6.1 概述
    • 6.2 有限元分析
    • 6.3 单元测试
    • 6.4 思政素材-AI+仿真助力国产大飞机C919设计
    • 6.5 思政素材-国产CAE软件LiToSim
    • 6.6 思政素材-三维建模港珠澳大桥
  • 7 计算机辅助工艺设计
    • 7.1 机械加工工艺基本知识
    • 7.2 CAPP概述
    • 7.3 派生式CAPP系统
    • 7.4 创成式CAPP系统
    • 7.5 单元测试题
    • 7.6 思政素材-CAPP计算机辅助设计工艺创新历程
  • 8 UG有限元分析实例讲解
    • 8.1 有限元分析入门
      • 8.1.1 冲头有限元分析
    • 8.2 对称分析
      • 8.2.1 吊篮有限元分析
      • 8.2.2 轴对称分析
    • 8.3 多载荷条件静力学
    • 8.4 优化分析-三角托架分析
    • 8.5 装配体仿真
  • 9 UG 运动仿真实例讲解
    • 9.1 四连杆机构运动仿真
      • 9.1.1 进入运动仿真模块
      • 9.1.2 新建运动仿真文件
      • 9.1.3 定义连杆
      • 9.1.4 定义运动副
      • 9.1.5 定义驱动
      • 9.1.6 定义解决方案并求解
      • 9.1.7 生产动画
    • 9.2 曲柄移动机构
      • 9.2.1 连杆的质量属性
      • 9.2.2 初始速度
      • 9.2.3 主模型
    • 9.3 齿轮传动运动仿真
      • 9.3.1 齿轮副
      • 9.3.2 齿轮齿条副
      • 9.3.3 线缆副
      • 9.3.4 2-3传动副
      • 9.3.5 齿轮系运动仿真
      • 9.3.6 曲柄齿轮齿条
    • 9.4 传送机构
思政素材-复兴号“飞龙”外观设计

青岛造复兴号“飞龙”获中国外观设计金奖

20201114第十六届中国(无锡)国际设计博览会期间举行的第二十一届中国专利奖(外观设计)颁奖大会上,中车四方股份公司“复兴号”CR400AF动车组“飞龙”车头专利——“轨道车辆车头(20143)”,获颁中国专利奖最高奖“中国外观设计金奖”。

 

中国专利奖由国家知识产权局与世界知识产权组织(WIPO)共同开展评选,是中国唯一的专门对授权专利给予奖励的政府部门奖项,是我国专利领域的最高荣誉。

此次获得中国外观设计金奖的“飞龙”外观设计,为时速350公里“复兴号”CR400AF动车组车头,作为世界商业运营速度最高的高速列车,其乃中国高铁新一代主力车型,已成为国家新时代的亮丽“金名片”。

“飞龙”的外观造型,灵感来源于中华民族的图腾“龙”的意象。环绕车头的“中国红”色带,形状演变自“龙髯”,飘逸传神。脸部运用“棱线”进行黄金分割,硬朗流畅,同时增加“反弧凹面”的设计,极具切面美感。车头层次丰富的棱线向前端开闭机构汇聚,犹如“弯弓”蓄势待发,速度感呼之欲出。

流畅的线条、科学的比例、生动的曲面、动感的色带,以及中国文化的底蕴与审美,将“复兴号”雕刻为一张富有中国气派、高颜值的“中国面孔”。

 

高颜值背后也有“硬核科技”。“飞龙”车头造型采用外观和技术交互式设计方法,最初根据美学灵感设计了46种概念方案,通过比选,提炼23种进入工业设计,通过气动分析从中遴选出6种,开展海量的仿真计算、风洞试验以及动模型试验,反复评估技术指标和文化特性,才得到外形与性能兼具的最优方案。

由于大量采用棱线、反曲等造型语言,也对制造工艺提出了巨大挑战。车头6条长达11米的主棱线,84块蒙皮、3200多条焊缝的铺焊拼接,前后经过36道工序的精益制造,才有造型效果的完美呈现。

实车线路试验表明,“飞龙”的气动性能超群:整车运行阻力降低12%,侧风升力系数降6%,气动噪声降低2dBA)。以时速350公里运行时,人均百公里能耗下降17%,相当于往返一趟京沪节省5000多度电。

据介绍,复兴号“飞龙”融合了科技、美学与人文,象征着通达天下的“龙马精神”,蕴含着锐意创新的“中国智慧”,承载着中国高铁金名片的品质,充分彰显了“科技之美”。

作为科技创新的核心指标之一,专利已成为衡量企业自主创新能力的重要标志。中车四方股份公司大力实施创新驱动,高度重视科技研发投入,企业专利数量与质量水平均快速稳步提升。目前,累计专利申请量突破5000件,累计拥有有效专利2600余件。此次摘得中国外观设计金奖,是中车四方自第二十届中国专利奖以来,连续两年在中国专利奖评选中斩获“金奖”,标志着企业技术创新成果和专利价值得到了国家级充分认可。


师说

作为曲面建模章节的引入,本案例在让同学们认识到复兴号“飞龙”车头独特的曲面外观所带来优点的同时,还能极大地增强同学们的民族自豪感,激发爱国主义热情。通过和以前的火车车头外形作对比,如今动车组“飞龙”车头经过一次次更新换代最终得以脱颖而出,离不开设计师们的一次次创新。从这层意义来说,本案例还能让同学们意识到我国对于技术创新的制度优势。创新是引领发展的第一动力,是建设现代化经济体系的战略支撑。借此可以弘扬创新意识和创新精神。