2007级《土木工程CAD》课件.ppt

土木工程CAD,土木工程学院 金巨东,导 言,0.1 课程简介,课程名称： 土木工程CAD 英文名称： CAD in Civil Engineering 适用对象： 土木工程交通专业各方向 先修课程： 计算机应用基础、画法几何、工程制图、房屋建筑学、混凝土结构设计等 课程性质： 专业技术课 教学目的： 通过对本课程的学习，能够使学生了解土木工程CAD的基本概念，熟悉CAD硬件系统和软件系统的原理和组成，熟练掌握AutoCAD软件的基本操作方法，初步掌握建筑工程系列软件PKPM的基本功能，为毕业后从事土木工程设计及土木工程CAD的应用开发打下必要的基础。,0.2 教学要求,本课程以掌握土木工程CAD的基本概念、基本操作方法和基本技能为重点。学完本课程应达到以下基本要求： 1. 了解计算机辅助设计技术（CAD）产生的历史原因和发展状况，了解CAD技术在土木工程实践中的应用范围和应用领域。 2. 初步掌握土木工程CAD计算机硬件系统和软件系统的工作原理和组成，初步掌握通用CAD系统和专业CAD系统的运行环境和特点，对与土木工程专业相关的各类CAD软件有初步的认识。 3. 熟练掌握计算机辅助绘图软件AutoCAD二维绘图的各项主要功能和基本操作方法，能使用该软件绘制出符合国家标准的土木工程图纸。 4. 初步掌握AutoCAD三维绘图的基本命令和操作过程，能绘出简单的三维图形。 5. 了解建筑工程系列软件PKPM各模块主要功能特点和应用范围，初步掌握PMCAD、PK、TAT、SATWE等结构模块的计算分析与设计功能。,0.3 学习方法,课堂学习：认真听讲，注重领会 课下学习：上机实践，勤学多练 参考书目： 道路与桥梁工程计算机绘图 人民交通出版社 2004 网络资源： 1. / 晓东CAD设计家园 2. / 中华钢结构论坛 软件配置： Win2000/WinXP + AutoCAD 2004/2005/2006 + PKPM + ,0.4 教学内容,上课时间48学时，B-403，B-401。1-16周 第 1 章 CAD概论 1学时 第 2 章 CAD在土木工程中的应用 1 学时 第 3 章 AutoCAD入门 6学时 第 4 章 AutoCAD二维绘图 8学时 第 5 章 AutoCAD二维绘图高级操作 8学时 第 6章 建筑工程与交通图的绘制 12学时 第 7章 道路施工图绘制 8学时 第 8章 AutoCAD三维绘图 4 学时 上机时间24学时，安排在学院机房。 教学邮箱： 口 令： jinjudong（本学期内有效，请共同维护）,第1章 CAD概论,1.0 本章内容提要,1.1 CAD的基本概念 1.2 CAD的发展历程 1.3 CAD系统的组成 1.4 CAD硬件系统 1.5 CAD软件系统 1.6 CAD技术的优点 1.7 CAD技术的应用 1.8 CAD与计算机绘图的关系,1.1 CAD的基本概念,CAD Computer Aided Design 计算机辅助设计 1. CAD是以计算机为工具、以人为主体的一种设计方法和技术； 2. CAD技术是把计算机的快速、准确、直观与设计者的逻辑思维、综合分析能力及设计经验结合起来融为一体的高科技产物； 3. 应用CAD技术能够显著提高设计质量，缩短设计周期，降低产品成本，并有助于产品数据的高效管理。 CAD系统所应具备的主要功能： 1. 几何造型和图形处理； 2. 工程计算和对设计对象的模拟、检验以及优化等； 3. 计算机绘图与文档编辑； 4. 工程信息的合理输出与存储； 5. 人工智能。 其他计算机辅助手段和方法 1. 计算机辅助制造： CAM Computer Aided Manufacture 2. 计算机辅助教育： CAE Computer Aided Education,1.2 CAD的发展历程,准备和诞生期 （20世纪40年代50年代） 1946年世界上第一台电子计算机ENIAC诞生于美国 CAD发展的物质基础 20世纪50年代MIT研制了世界上第一台用APT语言编程的数控铣床； 50年代美国Gerber公司生产了世界上第一台平台式绘图仪，但不能人机交互； 50年代MIT完成了把CRT显示和光笔技术应用于计算机图形输入/输出和命令指示上，为人机交互提供了极大的可能。 蓬勃发展期 （20世纪60年代70年代） 1962年，MIT的I.E.Sutherland开始对人机交互系统进行研究，并发表博士论文Sketchpad：一个人机通信的图形系统，首次提出计算机图形学、交互技术、分层存储符号的数据结构等新思想 CAD发展的理论基础 60年代中后期，专用CAD系统开始问世，CAD首次应用于汽车工业（美国通用汽车）； 70年代起，CAD技术开始应用于其他行业，大量通用及专用CAD系统相继面世。 广泛应用和日趋成熟期（20世纪80年代今） 20世纪80年代后，CAD技术更加广泛、深入地应用于机械、电子、建筑、土木、汽车、航空航天、化工、医学等各个行业，为提高生产力和推动社会进步发挥了巨大作用。,1.3 CAD系统的组成,CAD系统包括硬件系统和软件系统两大组成部分：,CAD系统,硬件系统,软件系统,主机,外部设备,系统软件,应用软件,支撑软件,1.4 CAD硬件系统,CAD硬件系统：是一个能进行图形操作的具有高性能计算和交互设计能力的计算机系统。 组成：包括主机和外部设备两大部分。 主机：CPU + 内存 + 硬盘 + 显卡 + 网卡 + 外部设备： 1. 输入设备： 键盘 + 鼠标 + 扫描仪 + 手写板 + 数码相机 + 2. 输出设备： 显示器 + 打印机 + 绘图仪 + 投影仪 + 目前的微机配置已基本可满足CAD运行的要求，以运行AutoCAD 2004为例，推荐的主机配置至少应达到： PIII以上CPU + 256MB内存 + 1024768显示分辨率,1.5 CAD软件系统,软件是计算机运行所需程序和数据的总和。CAD系统的软件按功能可分为三个层次，即系统软件、支撑软件和应用软件。,通 讯 接 口,网 络,输入 输出 设备,用 户 接 口,统,系统 软件,应用软件,支撑软件,系统软件：保证计算机正常工作的最基本的软件。 操作系统、汇编系统、监督系统和诊断系统等； 常用系统软件：Windows、UNIX、OS/2等。 支撑软件：用来进一步开发的工具。 高级语言环境：如C、C+、VC、VB等； 数据库管理系统：如DBASE、Access等； 标准图形系统：如CORE、GKS、PHIGS、OpenGL等。 应用软件：针对某种用途的特殊软件。 通用CAD软件：可应用于多个行业的应用软件，如AutoCAD、3D MAX、ANSYS等； 专用CAD软件：针对一个行业或专业的应用软件，如天正建筑、PKPM、TBSA、广厦CAD、Midas/Civil等。,1.5 CAD软件系统（续）,1.6 CAD技术的优点,与传统设计相比，CAD技术的优点主要表现在： 1. 减少绘图劳动量和直接设计费用； 2. 缩短设计周期，提高计算精度和设计效率； 3. 易于修改设计，建立标准图及标准设计库。 对CAD技术的正确认识 1. 尽管CAD功能十分强大，但它并没有自我更新能力，没有创造性，必须由人控制它如何工作，设计过程中仍然离不开人的主观判断和决策，计算机仍然不能替代人的主观能动作用。 2. 完全实现计算机的“人工智能化”尚待计算机科学的进一步发展。,1.7 CAD技术的应用,工程设计： 1. 建筑设计，包括方案设计、三维造型、建筑渲染图设计、平面布景、建筑构造设计、小区规划等。 2. 结构设计，包括有限元分析、结构平面设计、框架结构计算和分析、高层建筑结构分析与设计、地基及基础设计、钢结构设计等。 3. 设备设计，包括水、电、暖各种设备及管道设计。 4. 城市规划、城市交通设计，如城市道路、高架、轻轨、地铁等各类市政工程设计。 5. 市政管线设计，如自来水、污水排放、煤气、电力、暖气、通讯等各类市政管道线路设计。 6. 交通工程设计，如公路、桥梁、铁路、航空、机场、港口、码头等。 7. 水利工程设计，如大坝、水渠、河海工程等。 8. 其它工程设计与管理，如房地产开发及物业管理、工程概预算、施工过程控制与管理、旅游景点设计与布置、智能大厦设计等。,1.7 CAD技术的应用（续）,制造业： CAD技术已在制造业中广泛应用，其中以机床、汽车、飞机、船舶等行业应用最为广泛深入。CAD系统已经将设计、绘图、分析、仿真、加工等一系列功能集成于一个系统之内。 电子和电路设计： CAD技术最早用于电路原理图和布线图的设计工作。目前，CAD技术已扩展到印刷线路板的设计，以及集成电路、大规模集成电路和超大规模集成电路的设计，并推动了微电子技术和计算机技术的发展。 仿真模拟和动画制作： 应用CAD技术可以真实的模拟机械零件的加工处理过程、飞机降落、物体受损坏分析、飞机训练环境、作战仿真系统、事故现场重现等现象。CAD技术还日益广泛应用于动画片和电影制作。 其它领域： CAD技术在轻工、纺织、家电、服装、医疗、体育方面均得到广泛的应用。,1.8 CAD与计算机绘图的关系,CAD 计算机绘图 计算机绘图是CAD的重要组成部分 计算机绘图包括：图形信息的输入、输出；图形的生成、变换；图形之间的运算；人机交互作图等主要功能。 计算机绘图还是其他应用领域的重要组成部分，其典型应用领域有： 1. 办公自动化系统中的图形图表制作； 2. 管理工作中的图形，如工作规划图、生产进度图、统计图等； 3. 勘测图形，如气象卫星云图、水文资料图、环境污染监测图等； 4. 数值信息图形可视化，如应力场分布、应变分布、温度场分布等，可用“彩色云图”表示，是有限元软件后处理功能的重要组成部分； 5. 商业广告及影视动画制作； 6. 计算机辅助教学和仿真模拟； 7. 计算机辅助设计中的图形生成和图形输出。 土木工程CAD 结构分析 + 构件设计 + 绘制结构施工图,第2章 CAD在土木 工程中的应用,2.0 本章内容提要,2.1 应用CAD技术的必要性 2.2 土木工程CAD系统结构 2.3 土木工程CAD系统类型 2.4 CAD在结构设计中的应用 2.5 CAD在建筑、设备设计中的应用 2.6 土木工程常用CAD软件简介,2.1 应用CAD技术的必要性,传统设计方法的一般过程： 1. 人工查阅资料； 2. 手工计算、手工绘图。 传统设计方法的缺点： 1. 耗费大量人力和资源； 2. 设计周期长、计算精度差、难以准确完成高度复杂结构的计算。 当前对土木工程设计的要求： 1. 建筑形式日趋复杂、建筑规模日益扩大； 2. 结构计算和结构设计日益困难； 3. 设计周期大大缩短，各种设计因素要求尽量细化。 因此，必须将CAD技术引入到土木工程设计之中。,2.2 土木工程CAD系统结构,CAD系统的结构是指系统的总体构造，反映了CAD系统的目标功能和使用功能两个方面。 1. 目标功能：指系统能完成预定设计任务的功能。 包括建立模型、分析设计、构形、绘图，并能把设计过程中得到的各种有用信息（数据、图形）以合适的形式保存和输出。 2. 使用功能：指围绕着完成设计任务的过程，系统提供的各种方法和手段。 包括图形交互输入原始信息的功能，允许用户在程序运行过程中进行人工干预的功能，自动进行构造设计和成图的功能，具有中文提示和人机对话的友好界面等。 根据目标功能的不同，CAD系统可被设计成具有不同使用功能的类型： 1. 如对设计规律性很强且量大面广的结构，CAD系统可被设计成非交互式系统，即设计过程可基本自动完成。 2. 而对那些随意性较大且设计规律不强的结构，CAD系统应被设计成以交互式为主。,2.3 土木工程CAD系统类型,非交互式CAD系统 1. 对于结构形式在工程上应用量大、面广、设计规律性很强的结构，它们的CAD系统可被设计成非交互式。 2. 非交互式CAD系统的特点是：规模小、使用简单、操作方便，同时其目标功能通常也比较单一。 例如：钢筋混凝土框架结构CAD系统、连续梁CAD系统、柱下独立基础CAD系统、单层厂房排架CAD系统、楼板CAD系统等。 3. 非交互式CAD系统中从结构计算，到构造设计和图形生成全部由软件完成，人的负担较轻，效率高，认为因素造成的设计错误较少；但由于功能单一，只适宜于软件预设的某一类结构的设计。 4. 专门结构的非交互式CAD系统模块图如下：,数 据 前处理,原 始 数 据,结 构 计 算,构 造 设 计,图 形 生 成,图形 编辑 输出,2.3 土木工程CAD系统类型（续）,交互式CAD系统 1. 适合于图形变化较大、设计规律性不强的一类结构设计，如结构的平面布置和空间布置等。 2. 交互式CAD系统的特点是：CAD系统灵活性大、适用面广，且容易体现设计者的意愿；同时设计效率较低，人脑负担较重，人为的错误较易发生。 3. 交互式CAD系统模块图如下：,构 造 设 计 结 果,人机交互,2.3 土木工程CAD系统类型（续）,半交互式CAD系统 1. 自动化程序较交互式CAD系统高，构造设计需人机交互，而施工图可由软件自动生成。 2. 半交互式CAD系统模块图如下：,构 造 设 计 结 果,2.3 土木工程CAD系统类型（续）,综合化CAD系统 1. 前述三种CAD系统一般只能完成某一种类型的结构设计，或者只能完成一个工程结构中部分结构构件的设计，即其目标功能较为单一。 2. 若将若干个结构CAD系统组合起来，就能完成一个工程的全部或大部分结构设计工作，这种系统即称作综合化CAD系统。 例如：将楼板CAD、连续梁CAD、框架CAD、基础CAD组合起来，即可完成多层框架结构的大部分设计任务。,楼 板 CAD,连续梁 CAD,框 架 CAD,基 础 CAD,2.3 土木工程CAD系统类型（续）,综合化CAD系统（续） 3. 综合化CAD系统的特点是：各子系统相对独立，但共用同一图形系统；每个子系统都有其自身的一套力学分析程序，都需要各自的输入信息文件，也输出各自的设计中间文件和最终文件；每个子系统可脱离总系统而单独运行，仅仅只需要用户按子系统的要求提供比较简单的原始数据文件。 4. 综合化CAD系统的缺点：各子系统间数据传递的中间文件很多，且文件之间有大量重复信息，占用较多空间。各子系统均有力学分析程序，必然造成浪费。 5. 上例为结构设计方面的综合CAD系统，还有一种更大的综合CAD系统，就是各专业CAD综合系统，可将建筑、结构、给排水、电气、暖通、概预算、工程勘查等全部综合在一起。各专业CAD系统之间通过接口文件或接口程序来协调。 集成化CAD系统 1. 针对综合化子系统的缺点，例如各种结构均要用到的有限元分析，可进行整合归并为一个单一的计算核心，从而形成更为高级的理想的集成化CAD系统。 2. 集成化CAD系统将各专业、各种结构、构件之间的设计过程协调综合考虑，因此其产品的总体设计水平将大大提高，设计效益必将大幅度改善。,2.4 CAD在结构设计中的应用,结构设计： 1. 结构分析与设计软件是土木工程中开发最早、应用最广的一大类CAD软件。 2. 其特点是：以微机为主要开发机型；符合我国现行规范的要求和设计习惯；能与人们所熟悉的计算机程序有机结合；自动化程度高，操作简便；有一定的人机交互功能，可适应不同层次的人员使用。 3. 各种结构类CAD软件的核心均为一套功能或强或弱的力学分析程序，目前各种流行的力学分析程序基本上都是采用有限单元法（FEM）的原理编制的。因此，用于结构分析的各种FEM软件也属于结构CAD软件的范畴。 4. 国内流行的主要结构CAD软件（含桥梁）： PKPM系列软件的各个结构模块：如PK、PM、TAT、SATWE、JCCAD等； 北京金土木公司： SAP2000、ETABS、SAFE； 韩国浦项集团：Midas/Civil、Midas/Gen； FEM软件：ANSYS、NASTRAN、ABQUS； 桥梁设计软件：桥梁博士、GQJS、BSAS等。,2.5 CAD在建筑、设备设计中的应用,建筑与规划设计： 1. 目前国内的建筑与规划设计CAD软件大多是以AutoCAD为图形支撑平台作二次开发的系统。这些软件一般能进行建筑的造型设计，从二维的平、立、剖面图到三维的透视图以及建筑渲染效果图均可生成。 2. 国内主要建筑设计软件： 天正建筑、中望CAD、APM、ABD、理正建筑、清华建筑Arch2006等。 3. 建筑专业常用知名设计软件：3Dmax、3DViz、Photoshop等。 给排水设计： 国内主要的给排水设计软件： WPM、GPS、天正给排水等。 暖通设计： 国内主要的暖通设计软件： HPM、CPM、HAVC等。 建筑电气设计： 国内主要的建筑电气设计软件： EPM、TELEC、理正电气等。,2.6 土木工程常用CAD软件简介,AutoCAD： 全球应用最为广泛的通用CAD软件 天正建筑： 基于AutoCAD平台开发的全中文建筑设计软件 PKPM ：国内设计行业占有率最高的建筑工程CAD集成系统 SAP2000 ：通用结构分析与设计软件的常青树 MIDAS/Civil：“韩国制造”的土木结构分析和优化系统,2.6.1 AutoCAD 全球应用最广的通用CAD软件,AutoCAD绘图实例建筑平面图,AutoCAD绘图实例建筑立面图,AutoCAD绘图实例结构施工图,AutoCAD绘图实例三维零件图,AutoCAD绘图实例三维钢结构模型图,2.6.2 天正建筑基于AutoCAD平台的全中文建筑设计软件,天正公司从1994年开始就在AutoCAD图形平台开发了一系列建筑、暖通、电气等专业软件，这些软件特别是建筑软件，在全国范围内取得了极大的成功。 至今近十年来，天正建筑软件版本不断推陈出新，受到中国建筑设计师的厚爱，在中国大陆的建筑设计领域，天正建筑软件的影响力可以说无所不在，天正建筑软件已成为全国建筑设计CAD事实上的行业标准。 应用天正建筑软件，在进行建筑设计时，比单纯仅使用AutoCAD要高效得多。,天正建筑用户界面,2.6.3 PKPM国内占有率最高的建筑工程CAD集成系统,集建筑设计、结构设计、设备设计于一体的集成CAD系统，由中国建筑科学研究院研制开发； 包含工程勘查、概预算、施工技术、施工项目管理等内容的大型软件系统； 荣获国家科技进步奖、建设部科技进步奖多项； 国家科技成果重点推广项目，中国软件行业协会连年推荐的优秀软件产品； 全国用户超过9000家，设计院结构设计首选软件； 拥有速度更快、效率更高的网络版本 ，及时高效的售后服务，日新月异的版本升级。,PKPM主要功能 1. 建筑CAD 集成渲染动画等方案设计及平、立、剖、大样施工图设计； 2. 结构类型包括框、排架、框一剪、砖混及底框上砖房等工业与民用、多层与高层建筑； 3. 接力结构计算结果的各类结构施工图辅助设计； 4. 全新的钢结构，予应力混凝土结构计算与绘图； 5. 丰富配套的基础CAD模块：弹性地基梁与筏板、桩基与桩筏、箱基、独基与条基设计； 6. 简便快捷的各类普通楼梯、螺旋楼梯、悬挑楼梯设计； 7. 基于所有设计数据的概预算工程量统计及报表。,PKPM各模块框图,PKPM用户界面,2.6.4 SAP2000 通用结构分析与设计软件的常青树,美国计算机与结构公司（CSI）开发研制； 自从上世纪70年代SAP诞生以来，它已经成为最新分析方法的代名词； SAP2000具有完善、直观和灵活的界面，为在交通运输、工业、公共事业、运动和其它领域工作的工程师提供超强的分析引擎和设计工具； 在SAP2000三维图形环境中提供了多种建模、分析和设计选项，且完全在一个集成的图形界面内实现。在今天的市场上SAP2000已经被证实是最具集成化、高效率和实用的通用结构软件； 先进的分析技术提供了：逐步大变形分析、多重P-Delta效应、特征向量和Ritz向量分析、索分析、单拉和单压分析、Buckling屈曲分析、爆炸分析、针对阻尼器、基础隔震和支承塑性的快速非线性分析、用能量方法进行侧移控制和分段施工分析等。 从简单的二维框架静力分析到复杂的三维非线性动力分析，SAP2000能为所有结构分析和设计提供了解决方案。,SAP2000用户界面,2.6.5 MIDAS/Civil土木结构分析和优化系统,MIDAS/Civil是针对土木结构，特别是分析象预应力箱型桥梁、悬索桥、斜拉桥等特殊的桥梁结构形式，同时可以做非线性边界分析、水化热分析、材料非线性分析、静力弹塑性分析、动力弹塑性分析。 广泛适用于以下结构类型及领域的设计、分析及优化： 1. 钢筋混凝土桥梁 : 板型桥梁、刚架桥梁、预应力桥梁； 2. 联合桥梁 : 钢箱型桥梁、梁板桥梁； 3. 预应力钢筋混凝土箱型桥梁 : 悬臂法、顶推法、支架法； 4. 大跨度桥梁 : 悬索桥、斜拉桥、拱桥； 5. 大体积混凝土的水化热分析 ； 6. 地下结构: 地铁、通信电缆管道、上下水处理设施、隧道； 7. 工业建筑: 水塔、压力容器、电力输送塔、发电厂； 8. 国家基础建设: 飞机场、大坝、港口等。,MIDAS公司简介 1. MIDAS Information Technology Co., Ltd.(简称MIDAS IT)正式成立于2000年9月1日。 2. 1989年由韩国浦项集团成立的CAD/CAE研发机构开始开发MIDAS软件以来，MIDAS IT在不断追求完美的企业宗旨下获得了飞速发展。目前在韩国结构软件市场中，MIDAS Family Program的市场占有率排第一位，在用户最满意的产品中也始终排在第一位。,MIDAS/Civil用户界面,第3章 AutoCAD入门,3.0 本章内容提要,3.1 AutoCAD简介 3.2 AutoCAD的发展历程 3.3 CAD认证简介 3.4 AutoCAD 2004中文版的运行环境 3.5 AutoCAD 2004中文版的用户界面 3.6 AutoCAD 2004命令输入的方法 3.7 图形文件管理命令与绘图基本过程 3.8 坐标系和坐标输入方法 3.9 标准功能键 3.10 几个简单命令的学习 3.11 简单图形的绘制,AutoCAD是由美国Autodesk公司于20世纪80年代初为微机上应用CAD技术而开发的绘图程序软件包，经过不断完善、推陈出新，现已成为国际上最为流行的通用CAD软件系统。 应用AutoCAD可绘制任意的二维和三维图形；同传统的手工绘图相比，用AutoCAD绘图速度更快、精度更高。目前，它已经在航空航天、船舶、建筑、土木、机械、电子、化工、美工、轻纺等很多领域得到了广泛应用，并取得了丰硕的成果和巨大的经济效益。 AutoCAD具有良好的用户界面，通过交互菜单或命令行方式可进行各种操作，它的多文档设计环境，让非计算机专业人员也能很快地学会应用。 AutoCAD具有广泛的适应性，它可以在各种操作系统支持的微型计算机和工作站上运行，并支持分辨率由320200到20481024的各种图形显示设备40多种，以及数字仪和鼠标器30多种，绘图仪和打印机数十种，这就为AutoCAD的普及创造了条件。,3.1 AutoCAD简介,AutoCAD 软件具有如下基本特性： 1. 具有完善的图形绘制功能； 2. 具有强大的图形编辑功能； 3. 可以采用多种方式进行二次开发或用户定制； 4. 可以进行多种图形格式的转换，具有较强的数据交换能力； 5. 支持多种硬件设备； 6. 支持多种操作平台； 7. 具有通用性、易用性，适用于各类用户。 从AutoCAD 2000开始，该系统又增添了许多强大的功能，如AutoCAD设计中心（ADC）、多文档设计环境（MDE）、Internet驱动、新的对象捕捉功能、增强的标注功能以及局部打开和局部加载的功能，从而使AutoCAD系统更加完善。,3.1 AutoCAD简介（续）,AutoCAD的各主要版本及发布时间： 1982 年 10 月 AutoCAD 1.0 版 AutoCAD的第一个版本 1986 年 6 月 AutoCAD 2.5 版 首次引入Auto LISP，可支持二次开发 1992 年 6 月 AutoCAD 12.0 版 增加了基于图形用户界面的功能 1994 年 11 月 AutoCAD 13.0 版 1997 年 6 月 AutoCAD 14.0 版 功能及稳定性的完美统一 1999 年 3 月 AutoCAD 2000 版 2001 年 6 月 AutoCAD 2002 版 2003年 10月 AutoCAD 2004版 AutoCAD目前的最新版本是2008版，与2004版相比，主要增加了三维设计方面的功能。,3.2 AutoCAD的发展历程,AutoCAD认证证书是全球计算机辅助设计行业中承认范围最广的一项技术证书。获得AutoCAD认证证书，即证明了自己具备使用AutoCAD产品，为企业成功设计并绘制复杂图形、图表的能力。很多国际化的设计公司很看中AutoCAD认证，获得AutoCAD认证能提高自己竞争力。 AutoCAD软件认证项目考试根据计算机辅助设计发展的特点和学习者在应用领域中的需要，采用模块化结构，培养和测试学生对AutoCAD软件的独立操作能力。考试分为理论基础测试和操作绘图测试两部分，就试题目由考生考试时从AutoCAD题库中随机抽取，对考生的独立操作能力和独立解决问题的能力进行综合测试。 考试通过后可以获得由Autodesk公司签发的全球通行的证书。截止到目前在大陆地区已有90多家培训机构成为Autodesk授权培训认证机构，已有2万多名各行业从业人员及学生获得此证书。,3.3 CAD认证简介,AutoCAD认证一级培训要求 理解和使用基本的图形样板 理解和使用显示控制命令 会使用AutoCAD的图形设置 创建和管理图层以及其它对象特性 掌握使用AutoCAD绘图命令 掌握AutoCAD的精确绘图技术 掌握选择集的各种构造方法 学会使用对象的夹点控制 掌握AutoCAD的编辑功能 会使用查询命令 学会创建图库和图形符号库 理解和使用实用工具 文档环境和设计中心的使用 掌握基本的图形输出技巧 熟练掌握AutoCAD的尺寸标注技巧,3.3 CAD认证简介（续）,3.4 AutoCAD 2004中文版的运行环境,硬件环境 1. PentiumIII以上的CPU； 2. 128MB以上RAM； 3. 500MB以上硬盘空间； 4. 显示器分辨率至少800X600，推荐1024X768或更高； 5. 键盘、鼠标、光驱、打印机或绘图仪等； 6. 网卡、声卡等； 软件环境 Windows98/2000/XP操作系统。,3.5 AutoCAD 2004中文版的用户界面,标题栏 下拉菜单 工具栏 绘图区 命令行 状态栏,3.6 AutoCAD 2004命令输入的方法,对于绝大多数的AutoCAD常用命令，可采用以下四种方法进行输入： 1. 通过键盘在命令行直接输入英文命令（无大小写区别） ； 2. 鼠标单击与该命令对应的工具栏按钮； 3. 鼠标单击与该命令对应的下拉菜单命令； 4. 利用屏幕菜单输入（不常用）。 一些命令可用快捷键组合的输入方式实现。 推荐采用的命令输入方法： 1. 最为常用的命令通过键盘输入； 2. 其他命令结合工具按钮和下拉菜单； 可通过编辑文件acad.pgp修改命令的简写： 下拉菜单“工具”“自定义”“编辑自定义文件”acad.pgp,3.7 图形文件管理命令与绘图基本过程,图形文件管理命令： 新建文件： NEW 打开文件： OPEN 关闭文件： CLOSE 退出AutoCAD： EXIT、QUIT 绘制好的图形文件应保存在预先设定的文件夹内，以便于文件管理。应培养良好的工程文件管理习惯。 绘图的基本过程： 新建图形文件设置环境绘图编辑修改保存退出。,3.8 坐标系和坐标输入方法,AutoCAD的绘图区是一个无限大的二维平面，一般情况下采用绝对直角坐标系输入，z=0，即二维图形均绘制在 xoy 平面上。 绝对坐标与相对坐标、直角坐标与极坐标 坐标输入方法 1. 绝对直角坐标： x=30,y=40 输入 30,40 2. 绝对极坐标： r=10,=30 输入 1030 3. 相对直角坐标： x=30,y=40 输入 30,40 4. 相对极坐标： r=10,=30 输入 1030 模型空间与图纸空间的概念与区别,3.9 标准功能键,F1 打开帮助窗口 F2 在文本窗口与图形窗口之间切换 F3 打开/关闭 对象捕捉 F4 数字化仪状态切换 F5 切换各等轴测面 F6 打开/关闭 坐标显示 F7 打开/关闭 栅格显示 F8 打开/关闭 正交状态 F9 打开/关闭 点网捕捉状态 F10 打开/关闭 极轴开关 F11 打开/关闭 对象捕捉追踪,3.10 几个简单命令的学习,绘制直线段 LINE（L） 绘制矩形 RECTANG（REC） 删除命令 ERASE（E） 视图平移 PAN（P） 视图缩放 ZOOM（Z） 对象捕捉开关打开 F3 端点捕捉/中点捕捉,3.11 简单图形的绘制,第4章 AutoCAD二维绘图,4.0 本章内容提要,4.1 新建图形文件 4.2 精确制图功能 4.3 命令输入方法 4.4 二维图形绘制常用命令 4.5 图元选择 4.6 二维图形编辑常用命令 4.7 简单图形绘制实例 4.8 图层、颜色、线型、线宽 4.9 图案填充 4.10 查询命令,4.0 本章内容提要（续）,4.11 文本标注 4.12 尺寸标注 4.13 块的定义及插入 4.14 外部引用 4.15 对象特性查询与编辑 4.16 工具选项板 4.17 AutoCAD设计中心 4.18 图纸打印输出 4.19 综合练习,4.1 新建图形文件,如何在输入新建文件命令后开启“创建新图形”对话框： 下拉菜单“工具”“选项”标签“系统”“启动：显示启 动对话框” 新建图形文件的三种方法： 1. 默认设置：英制、公制； 2. 使用样板文件； 3. 使用向导：高级设置、快速设置； 一般可采用默认设置，或自定义样板文件。,新建图形文件的三种方法,图形单位的设定：下拉菜单：“格式”“单位.”,图形显示范围的设定 命令：LIMITS 下拉菜单：“格式”“图形界限”,4.2 精确制图功能,AutoCAD 2004中的精确制图功能： 1. 正交功能（F8） 2. 栅格显示（F7）+ 捕捉功能（F9） 3. 极轴追踪功能（F10） 4. 对象捕捉功能（F3） 5. 对象追踪功能（F11） 上述精确制图功能应根据需要配合使用，推荐优先采用对象捕捉功能（F3）+ 对象追踪功能（F11）。 精确制图功能的设定方法：下拉菜单“工具”“草图设置.”,精确制图功能的设定,4.3 命令输入方法,命令及参数输入方法： 1. 只有当命令行（窗口）出现 “命令：” 提示时，方可输入AutoCAD命令，且仅能输入英文（不区分大小写）。 2. 输入某命令后，应根据命令行的提示输入该命令的子命令或必要的参数，这些交互式信息输入完毕后，该命令功能才能被执行。 AutoCAD命令符号约定： 1. “/” ，分隔符，用来分隔命令参数，首字母表示参数缩写。 例：命令 RECTANG 输入后，命令行提示： “指定第一个角点或 倒角(C)/标高(E)/圆角(F)/厚度(T)/宽度(W):” 2. “ ”，命令参数集合，前面的子命令为缺省命令。 3. 要中途退出命令输入，可按下 Esc 键，有些命令的退出需连续两次按下Esc 键。,4. 执行某命令后若对其结果不满，可在“命令：” 提示后输入“U”，即可回退至上次操作之前的状态。 5. 执行完一条命令后直接回车或按鼠标右键（需设定），可重复执行上一条命令。 鼠标右键快捷菜单设定方法： 下拉菜单工具 选项 用户系统配置 绘图区域中使用快捷菜单 6. 鼠标在命令行右键单击，可调用命令行输入的历史记录。 命令输入小技巧：AutoCAD中，空格键回车键 透明命令 1. 在AutoCAD中，可以在不中断某一命令的执行情况下插入另一条命令，这种可在其它命令执行过程中插入执行的命令称为透明命令。 2. 在执行line命令时输入 help, zoom, pan 即为透明命令。,4.4 二维图形绘制常用命令,绘制二维图形的常用命令： LINE 绘制直线段 POINT 绘制点 RAY 绘制射线 PLINE 绘制多义线 XLINE 绘制直线 MLINE 绘制复合线 RECTANG 绘制矩形 SPLINE 绘制样条曲线 POLYGON 绘制正多边形 REVCLOUD 绘制云线 CIRCLE 绘制圆 DONUT 绘制圆环 ARC 绘制圆弧 ELLIPSE 绘制椭圆或椭圆弧,4.5 图元选择,术语：图形元素 图元 对象 图元选择方法（四种）： 1. 直接选择：指在命令行提示符下，不经执行任何命令而直接在绘图区选择图元。 a. 点选；（一次仅能选择一个图元） b. 从左到右的矩形窗口选择；（包容式窗口） c. 从右到左的矩形窗口选择；（交叉式窗口） 2. 先输入编辑命令再进行选择； 3. 输入 SELECT 命令后再选择，除可继续使用点选和矩形窗选外，还可使用以下多种选项： Last/Crossing/BOX/All/Fence/WPolygon/CPolygon/Group/Remove/ Add/Multiple/Previous/Undo/Auto/Single,SELECT命令参数详解： Last： 选择最后建立的图元。 Crossing： 进入交叉窗口选择模式。 BOX： 交叉窗口或包容式窗口选择模式。 All： 选择当前视区内的所有图元。 Fence： 通过连续画线形成的一个围栏进行选择。 WPolygon： 多边形包容式窗口选择模式。 CPolygon： 边形交叉式窗口选择模式。 Group： 通过输入图元的组名而选择该组所有的图元。 Remove： 进入取消状态，即图元选择的“减去”模式。 Add： 从Remove模式恢复到图元选择的“增加”模式。 Multiple： 允许一次点选多个目标后才显示被选中的图元。 Previous： 选择最近一次创建的选择集。 Undo： 取消上一次选中的图元。 Auto： 进入点选和矩形窗选模式，与默认方式相同。 Single： 仅能使用一种方式选择一个图元，选择完成后即SELECT命令。,4. 快速选择：输入 QSELECT 命令后再根据设定的图元过滤条件进行选择。 通常情况下采用直接选择方式即可。,设置图元选择模式和夹点选择模式,选择模式详述： 1. 先选择后执行 该选项控制是否使用先选择图元后执行编辑命令的方式。 2. 用 shift 键添加到选择集 该选项控制怎样向已有的选择集添加图元。如选中该项，向选择集中添加或减去图元必须同时按下 shift 键。 3. 按住并拖动 当该项选中，必须按下鼠标左键并拖向对角方向方可执行一次窗口式选择。 4. 隐含窗口 当该项选中，表示包容式窗口和交叉式窗口选择模式生效。 5. 对象编组 当该项选中，表示当选择某个组中的一个图元时，则该图元所在的整个组均被选中，否则只选择到单个图元。 6. 关联性填充 当该项选中，表示当用户选择了一个填充图元后，该填充图元的边界也同时被选中。,4.6 二维图形编辑常用命令,二维图形修改编辑的常用命令： ERASE 删除图元 COPY 平移复制图元 MOVE 移动图元 MIRROR 镜像复制图元 ROTATE 旋转图元 OFFSET 平行复制图元 SCALE 缩放图元 ARRAY 阵列复制图元 STRETCH 移动或拉伸图元 LENGTHEN 拉长图元 TRIM 修建图元 EXTEND 延伸图元 CHAMFER 对图元倒直角 FILLET 对图元倒圆角 BREAK 打断图元 EXPLODE 分解图元,执行图形编辑命令的两种方式： 1. 主谓式操作先选择图元再输入编辑命令； 2. 动宾式操作先输入编辑命令再选择图元。 夹点编辑 1. 夹点即图元上可控制图元位置、大小的关键点； 2. 使用夹点编辑必须首先在选择对话框中选定“启用夹点”； 3. 夹点编辑： 夹点拉伸； 夹点移动； 夹点旋转； 夹点比例缩放； 夹点镜像。,4.7 简单图形绘制实例,3号图模板（教材1618页）,简单几何图形,卫生洁具,人行道面砖图案,4.8 图层、颜色、线型、线宽,图层的概念和作用 1. 图层相当于绘图中使用的各层透明重叠图纸，是 AutoCAD 用于管理复杂图形的主要组织工具，使用它可以很好地组织不同类型的图形信息。可以使用图层快速设置图元的颜色、线型、线宽等对象特性。 2. 通过创建图层，可以将类型相似的对象指定给同一个图层使其相关联。例如，可将轴线、图形、文字、标注和标题栏分别置于不同的图层上，然后对以下绘图要素加以控制： a. 图层上的对象是否在任何视口中都可见； b. 是否打印对象以及如何打印对象 ； c. 为图层上的所有对象指定何种颜色 ； d. 为图层上的所有对象指定何种默认线型和线宽 ； f. 图层上的对象是否可以修改等。,图层的性质 1. 每次开启一个新文件，AutoCAD 均自动创建一个名为 0 的特殊图层。 2. 默认情况下，图层 0 将被指定使用 7 号颜色（白色或黑色，由背景色决定）、CONTINUOUS 线型、“默认”线宽（默认设置是0 .01 英寸或 0.25 毫米）以及 NORMAL 打印样式。 3. 在绘图过程中不能删除或重命名图层 0 。 4. 当前绘制图形的图层叫做“当前层”，“当前层”也不能被删除。 图层状态控制工具 1. “开启”与“关闭”控制该层上的图形是否在屏幕上显示； “关闭”一些图层可以使图形简单、清晰。 2. “冻结”与“解冻”控制该层上的图形是否参与各种运算； “冻结”后的图层即不显示在屏幕上也不参与运算。 3.“锁住”与“解锁”控制该层上的图形能否被选择命令选中； “锁住”一些图层可以保护该层图元不被误操作。,图层工具条和图层特性管理器,对象特性设定颜色 1. 对象特性工具条 2.颜色的设定,通过颜色的设定可直观地对图元进行编组。 可通过图层指定图元的颜色，也可不依赖图层而直接指定图元某种颜色。可以通过对图元不同颜色的设定来控制图元在打印输出时采用的线宽。 为图元指定颜色时，可使用以下三种调色板： （1）ACI 颜色 ACI是 AutoCAD 中使用的标准颜色。每种颜色用一个 ACI 编号（1 到 255 间的整数）标识。标准颜色名仅适用于 1 到 7 号颜色，指定如下： 1 红色，2 黄色，3 绿色，4 青色，5 蓝色，6 品红色，7 白色/黑色。 （2）真彩色 真彩色使用 24 位颜色定义显示 16M 色。指定真彩色时，可以使用 RGB 或 HSL 颜色模式。如使用 RGB 模式，可指定颜色的红、绿、蓝组合；如使用 HSL 模式，可指定颜色的色调、饱和度和亮度三要素。 （3）配色系统 AutoCAD 包括几个标准 Pantone 配色系统，也可以输入其他配色系统。,对象特性设定线型 1. 设定线型 （线型管理器） 2. 线型比例显示命令 LTSCALE 3. 重画命令 REDRAW 重生成命令 REGEN 对象特性设定线宽 可设定的线宽：0.002.11毫米。 应注意理解设定线宽与PLINE命令绘制具有宽度的多义线的区别。,简例,4.9 图案填充,几个重要概念 1. 进行图案填充的区域必须具有一个封闭的外边界。 2. 三种填充方式（孤岛检测方式）： a. 普通 b. 外部 c. 忽略,3. 图案填充的整体性与关联性。,图案填充命令 BHATCH（H） 编辑修改图案填充命令 HATCHEDIT（HE）,钢筋混凝土图案的填充 方法1：由于在AutoCAD系统提供的填充图案中没有钢筋混凝土的图案，因此，操作中只能分两步实现：首先填充素混凝土的图案，然后在此基础上填充砖墙的图案。 该方法较为简单，但两次填充的图案的比例不能相同，砖墙图案的填充比例约为素混凝土图案填充比例的20倍，二者方可协调。,方法2：修改图案填充文件 首先找到系统提供的图案填充样例文件：acadiso.pat（公制）和acad.pat（英制），并按照规定格式进行添加修改。 或直接将随书附带光盘中的acadiso.pat及acad.pat文件复制替换原文件。 重新打开AutoCAD，则“钢筋混凝土”的图案出现在填充图案选项板中。,4.10 查询命令,查询命令工具条 查询命令 1. 查询两点之间的距离命令： DIST。 2. 查询面积和周长命令：AREA。 3. 查询面域特性（面积、周长、质心、惯性矩、回转半径等特性） 命令：MASSPROP 创建面域命令：REGION。 4. 列表查询图元命令：LIST。 5. 查询点的坐标值命令：ID。 6. 其他查询命令：查询时间、状态等。,简例：求下列图形面积、关于形心主轴的惯性矩、回转半径。 矩形：A=60000 工字型：A=13200 Ix=4.5E+08 Iy=2.0E+08 Ix=1.8636E+08 Iy=0.2684E+08 ix=86.6025 iy=57.7350 ix=118.8200 iy=45.0925,4.11 文本标注,进行文本标注之前首先应设置文字样式,输入文本的命令 1. 输入单行文字命令：TEXT（DT） 2. 输入多行文字命令：MTEXT（MT） 编辑修改文本命令 DDEDIT（ED） 特殊字符的输入 ：输入P； ：输入C； 汉字输入的字型及字体设置 1. TrurType字体与线条型字体； 2. 在AutoCAD安装路径下的Fonts目录中添加汉字字型文件，以输入线条型汉字字体。,4.12 尺寸