计算机辅助设计

wujianbo1985

计算机辅助设计
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% M- C0 e% N, ^! b8 e+ c* K2 p    利用电子计算机帮助设计人员更有效地进行设计的
方法,英文简称CAD。这种方法的优点是：计算机的高速
6 C: v8 z% _" c& U( f' R0 h% L计算能力、巨大的存贮能力和逻辑判断能力与人的创造
$ y! B, f7 d% o. A5 F! ^能力相结合，可对工程设计提出创造性的构思方案；可
7 i8 j2 R* y/ a7 C1 }; p从存贮的大量资料中进行检索和方案比较；可在工程的
总体设计和局部设计中进行大量的、非常复杂的数学和
; A- ?7 h/ T: L; M* M3 K力学计算；可对设计方案进行综合分析和优化设计，确
定工程设计的图样，提供组织生产的管理信息。这种设
. g- L% r" f0 b$ x: X( H计方法大大提高了设计质量，缩短了设计周期，为开发
新产品和新工艺创造了有利条件。因此，在机械设计中
  Z, R( X; t+ l已获得推广。
    计算机辅助设计系统  主要有4种类型:信息检索型、
试行型、自动设计型和对话型。①信息检索型计算机辅
6 L3 V: j- x6 w) |/ m助设计系统是将某些定型产品的标准化图纸转换成图形
( s: b- K1 K  m9 D信息存入计算机的存贮器中，设计时可按订货要求，从
  Z7 r5 X* I" `  T: i$ R0 |中自动检索出最佳的标准图纸。这是一种专用系统，不
0 k2 }) J1 T. a4 i# |( ?便于产品的改进和更新，所以又发展出试行型。②试行
* ?9 D) l$ u/ w7 e! x& h7 K5 I: {型计算机辅助设计系统是将设计人员对图纸进行修改的
构思编成软件输入计算机，计算机将修改的结果以图形
1 `$ l7 S. e. C) ~" A" Z的形式在阴极射线管终端上显示出来，若不满意，再修
) I4 r! `* ]+ N2 ?$ ?改程序，再输入计算机，直到满意为止。这种系统不能
& j' M1 @2 }* A. ~, K9 z直接接受设计新产品的程序，因此又发展出自动设计型。
$ U' _3 z' [: f③自动设计型计算机辅助设计系统是把明确描述产品设
计要求的目标函数输入计算机，由计算机自动调用优化
# w: N5 c6 L1 n程序，按照给定的约束条件进行计算，输出最优设计结
# U# G, a( o. Q5 D- ~果。由于机械设计中很多问题难以事先用数学形式来描
0 g$ c5 f! H7 c述，还需要依靠人的直觉、经验、智慧和创造加以完善，
因此又发展出对话型设计系统。④对话型计算机辅助设
/ y- i3 J' Y! I* W, k( j* K计系统是由设计人员描述设计模型，再由计算机检索出
, m+ y5 o# t$ z3 l产品设计资料，进行运算，将设计结果以图形显示出来，
设计人员用光笔或键盘等输入装置直接对图形进行修改，
, @# k  ^7 M: x计算机根据修改指令，再作出响应,重新显示,构成人机
& }6 _# N  y; T' s% q* K# w0 W对话的设计循环。阴极射线管显示器既作为输入装置又
作为输出装置，能直接显示文字说明、数据表格、各种
1 ~2 U: r/ H* V3 l8 @9 e0 O1 @. U+ P$ x9 m曲线和图形,还能将图形进行缩放、移动和旋转等,使设
计人员能对计算机内当时的运算结果进行实时观察，对
$ G/ o4 h3 A& b- s9 a6 i  O不满意的地方作实时修改。
    计算机辅助设计最早应用于洲际导弹、人造卫星和
超音速飞机等的设计，以后推广到汽车的外形、底盘和
车身结构，船舶结构，透平叶片型线和集成电路等民用
( d4 C, ?5 [2 ^2 x3 B. C! g5 _工业。20世纪60年代前期，建立了比较完善的对话型设
9 n! l9 e6 z5 l1 v计系统。70年代，计算机辅助设计已经从设计的某些环
节发展为整个设计的系统工程，进而发展为从设计到生
产全过程的计算机辅助设计－计算机辅助制造的一体化
% V' k( `- v+ M系统（称为CAD/CAM系统）。它将计算机辅助设计结果记
录在纸带或卡片、磁盘或磁带上(而不是图纸上)，作为
管理信息直接控制产品的加工和装配。这种系统还可进
1 I7 q# \4 \) u- o, ]/ ^一步发展成为包含管理自动化功能的集成生产系统。计
( \- l' H6 }7 z( A算机辅助设计正向更高级的智能模拟系统发展。