港航工程CAD与数值分析：01_工程CAD课程概述.ppt

港航工程港航工程CAD与数值分析与数值分析概￿论内容提纲：内容提纲： 1.1 概述概述1.2 课程主要内容课程主要内容1.3 课程要求课程要求1.4 预备知识预备知识1.5 AutoCAD应用开发简介应用开发简介1.6 常用计算机图形库简介常用计算机图形库简介Ø熟练使用熟练使用Excel进行表格编辑，并可利用其中公式功进行表格编辑，并可利用其中公式功能的；能的；Ø较熟练使用较熟练使用AutoCAD进行绘图的；进行绘图的；Ø对计算机编程有一定了解，并使用某种语言编写程序对计算机编程有一定了解，并使用某种语言编写程序解决过某种问题（那怕程序只有两行）的；解决过某种问题（那怕程序只有两行）的；Ø了解了解AutoCAD或或Excel二次开发的二次开发的Ø现在正在学习现在正在学习Ansys、、ABQUS、、Marc等相关软件的等相关软件的1.1 概述概述1.1.1 人员基本情况统计人员基本情况统计 1.1.2 什么是什么是CAD？？Ø计算机辅助绘图（计算机辅助绘图（Computer Aided Drawing)/计算机计算机辅助设计（辅助设计（Computer Aided Design)1)诞生于诞生于60年代，由于当时硬件的昂贵，只有美国通用汽车公年代，由于当时硬件的昂贵，只有美国通用汽车公司和美国波音航空公司使用自行开发的交互式绘图系统；司和美国波音航空公司使用自行开发的交互式绘图系统；2)70年代，小型计算机费用下降，美国工业界才开始广泛使用年代，小型计算机费用下降，美国工业界才开始广泛使用交互式绘图系统；交互式绘图系统；3)80年代，由于年代，由于PC机的应用，机的应用，CAD得以迅速发展，得以迅速发展，Autodesk公公司司CAD系统以其功能较强大、开放性、升级迅速等特点，逐系统以其功能较强大、开放性、升级迅速等特点，逐渐成为二维渐成为二维CAD软件行业的领跑者；软件行业的领跑者；Ø广义的广义的CAD应当是利用计算机及其周边设备辅助解决应当是利用计算机及其周边设备辅助解决工程中遇到的模拟分析、方案优化、图形交互与绘制、工程中遇到的模拟分析、方案优化、图形交互与绘制、成果展示等实际问题。

成果展示等实际问题讨论几个工程问题：讨论几个工程问题：Ø在在Excel表格中存在着两列数据，一列是传感器的编号，另表格中存在着两列数据，一列是传感器的编号，另外一列是传感器的修正系数外一列是传感器的修正系数K，约有多于，约有多于1000个传感器，个传感器，但是每次只是随意的使用其中的一部分，约有但是每次只是随意的使用其中的一部分，约有60～～150个，个，如何快速的查询已知编号的传感器的修正系数？如何快速的查询已知编号的传感器的修正系数？(1)批量查找与赋值或统计批量查找与赋值或统计?Ø使用使用“查找查找”功能功能Ø使用使用“筛选筛选”功能查找功能查找可能的解决方案可能的解决方案Ø优点：方便实现优点：方便实现Ø缺点：效率低，仅仅适用于要查询的数据量缺点：效率低，仅仅适用于要查询的数据量比较少的时候，数据最大的时候，痛苦比较少的时候，数据最大的时候，痛苦上述方案的优缺点上述方案的优缺点ØExcel中多组类似数据绘制变化曲线图？中多组类似数据绘制变化曲线图？（（2）批量绘制趋势图）批量绘制趋势图?（（3）航道断面施工图）航道断面施工图（（4）勘察图中标高点的读图）勘察图中标高点的读图?（（5）成果的直观展示？）成果的直观展示？（（6）数值分析模型与结果的图形显示）数值分析模型与结果的图形显示上述工程问题的特点：Ø数据处理的工作量巨大，效率低；Ø人工进行数据处理时工作重复，成果无复用性；Ø数据处理基本只是涉及到数据的转换与展示，处理方法简单但是重复；Ø利用计算机编程解决较为容易。

Ø目标：目标：（（1）学习通过计算机简单编程解决工程中遇到）学习通过计算机简单编程解决工程中遇到重复性重复性数据处理数据处理、、参数化绘图、批量化成果展示参数化绘图、批量化成果展示等问题；等问题；（（2）了解）了解Ansys软件的基本应用软件的基本应用Ø掌握至少一种掌握至少一种AutoCAD二次开发方法；二次开发方法；Ø了解三维建模的方法了解三维建模的方法Ø了解图形交互软件的基础知识、开发方法与思路了解图形交互软件的基础知识、开发方法与思路1.2 本课程主要内容（要解决的问题）本课程主要内容（要解决的问题）授课方法：授课方法：Ø针对具体问题讲授二次开发的方法，针对具体问题讲授二次开发的方法，重点是如何将问题理清为可用程序去重点是如何将问题理清为可用程序去解决的需求解决的需求Ø工程实例分析、实际操练与问题指导工程实例分析、实际操练与问题指导课程基础：课程基础：Ø画法几何与工作制图画法几何与工作制图Ø熟悉一门计算机编程语言熟悉一门计算机编程语言Ø使用使用Excel进行简单的数据处理与绘图进行简单的数据处理与绘图Ø能够使用能够使用AutoCAD进行基本图形的绘制进行基本图形的绘制Ø利用利用CAD技术解决工程实际问题的兴趣技术解决工程实际问题的兴趣1.3 课程要求课程要求 思考一下：思考一下：现有工作学习有没有可使用计算机去自现有工作学习有没有可使用计算机去自动化去解决的问题动化去解决的问题Ø课程讨论群号：课程讨论群号： *；；Ø学习资料下载地址：学习资料下载地址：考核的方法：（（1）） 计算机编程语言计算机编程语言a)Fortran（（F77、、F90、、F95）、）、Basic、、Java、、Python、、C、、C++、、C#b)Visual Fortran、、Visual Basic、、QBasic、、AutoLisp、、Visual C++、、Turbo C、、Borland C++1.4 预备知识预备知识（（2）） 集成式开发环境（集成式开发环境（IDE）软件是用于程序开发环境的）软件是用于程序开发环境的应用程序，一般包括代码编辑器、编译器、调试器和应用程序，一般包括代码编辑器、编译器、调试器和图形用户界面工具。

该程序可以独立运行，也可以和图形用户界面工具该程序可以独立运行，也可以和其它程序并用其它程序并用如微软的如微软的VisualStudio系列，系列，Borland的的C++Builder,Delphi系列等1.4 预备知识预备知识（（3）） .Net平台平台.NET 是是 Microsoft XML Web services 平台技术人员一般平台技术人员一般将微软看成一个平台厂商微软搭建技术平台，而技术人将微软看成一个平台厂商微软搭建技术平台，而技术人员在这个技术平台之上创建应用系统从这个角度，员在这个技术平台之上创建应用系统从这个角度，.NET也可以如下来定义：也可以如下来定义：.NET是微软的新一代技术平台，为敏是微软的新一代技术平台，为敏捷商务构建互联互通的应用系统，这些系统是基于标准的，捷商务构建互联互通的应用系统，这些系统是基于标准的，联通的，适应变化的，稳定的和高性能的从技术的角度，联通的，适应变化的，稳定的和高性能的从技术的角度，一个一个.NET应用是一个运行于应用是一个运行于.NET Framework之上的应用之上的应用程序（（4））ActiveX automation（（ActiveX自动化）自动化）ActiveX Automation是一套微软标准，以前称为是一套微软标准，以前称为OLE Automation技术。

该标准允许通过外显的对象由一个技术该标准允许通过外显的对象由一个Windows应用程序控制另一个应用程序控制另一个Windows应用程序，这也是应用程序，这也是面向对象编程技术的精髓所在面向对象编程技术的精髓所在AutoCAD从从R14开始增加开始增加了作为了作为ActiveX Automation服务器应用程序的功能，使得服务器应用程序的功能，使得许多面向对象编译语言和应用程序可以通过许多面向对象编译语言和应用程序可以通过ActiveX与与AutoCAD进行通信，并操纵进行通信，并操纵AutoCAD的许多功能，如图的许多功能，如图4所示（（5））Visual Basic for Applications（（VBA））Visual Basic for Applications（（VBA）是一种）是一种Visual Basic的的一种宏语言，主要能用来扩展一种宏语言，主要能用来扩展Windows的应用程式功能，的应用程式功能，特别是特别是Microsoft Office软件1994年发行的年发行的Excel 5.0版本版本中，即具备了中，即具备了VBA的宏功能的宏功能Visual Studio Tools for Office(VSTO) 是是VBA的替代的替代VBA与与Office、、AutoCAD、、Sap2000、、winsurferPython与与ABAQUS,PCL与与MSC.PatranTCL/TK 与与Ansys、、TDV　　RM（6）￿计算机绘图与计算机辅助设计软件Ø计算机绘图软件： 平面绘图： AutoCAD、中望CAD 三维绘图(CAE)：SolidWork、UG、Pro/E、CATIAØ 计算机辅助设计软件： 天正、探索者、桥梁大师、张东明工具箱Ø计算分析软件： Abaqus Ansys Marc Midas SAP20001.5 AutoCAD应用开发简介应用开发简介1.5.1 AutoCAD二次开发方法二次开发方法1.5.1.1 利用各种形式文件与利用各种形式文件与AutoCAD 进行接口进行接口（（1））DXF 文件接口方式文件接口方式 DXF 是是Autodesk公司开发的用于公司开发的用于AutoCAD与其它软件之间与其它软件之间进行进行CAD数据交换的数据交换的CAD数据文件格式。

数据文件格式 绘图交换文件优点：以绘图交换文件优点：以ASCII 码文本文件描述它的图形细节，码文本文件描述它的图形细节，可以完美的实现与高级语言的连接可以完美的实现与高级语言的连接 缺点：格式非常复杂，应用程序编写难度缺点：格式非常复杂，应用程序编写难度（（2））SCR 文件接口方式文件接口方式SCR 文件又叫命令文件或脚本文件它是由一组文件又叫命令文件或脚本文件它是由一组AutoCAD 命令组成的文件命令组成的文件优点：格式相对简单；优点：格式相对简单；缺点：打开文件要执行一遍命令，数据量较大时，速缺点：打开文件要执行一遍命令，数据量较大时，速度比较慢度比较慢　　1.5.1.1 利用各种形式与利用各种形式与AutoCAD 进行接口进行接口（（3））DWG 文件接口方式文件接口方式优点：打开速度快优点：打开速度快缺点：以机器码形式存放，一般不能让高级语言直接缺点：以机器码形式存放，一般不能让高级语言直接读取但是目前的一些软件已经可以直接读取和生成读取但是目前的一些软件已经可以直接读取和生成DWG 格式的文件，如格式的文件，如PKPM 等1.5.1.2￿利用块命令生成标准图形库的单元块法　　　适合于标准构件单元多的情况，如机械零件、建筑图等。

1.5.2.3 ￿通过AutoCAD￿提供的各类API进行开发目前应用广泛、功能强大的几种接口：•Visual Lisp•VBA（ActiveX接口,不限于VBA访问）•ObectjectARX（面向C++的接口）•.Net API（未来重点支持）1.6￿￿图形库（平台） ØGDI+ØDirectXØOpenGLThe End The End ！！。