计算机辅助设计

wujianbo1985

计算机辅助设计
- a% E7 p% \, I! O% H" W( y8 k% t8 Tcomputer aided design

2 [, p1 }$ e% H# Y& W6 A8 m    利用电子计算机帮助设计人员更有效地进行设计的
1 M6 M5 u# O( T* F/ J8 h方法,英文简称CAD。这种方法的优点是：计算机的高速
计算能力、巨大的存贮能力和逻辑判断能力与人的创造
能力相结合，可对工程设计提出创造性的构思方案；可
/ `- q; T; \9 z; D3 _从存贮的大量资料中进行检索和方案比较；可在工程的
1 @! F+ @# G6 k$ C' f* N总体设计和局部设计中进行大量的、非常复杂的数学和
5 w. v2 c& u9 t' b7 P" Z5 r. g% \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
计方法大大提高了设计质量，缩短了设计周期，为开发
* [8 f  m- z: Z8 b新产品和新工艺创造了有利条件。因此，在机械设计中
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
助设计系统是将某些定型产品的标准化图纸转换成图形
' y6 J* ~" ~3 m# |+ }2 R信息存入计算机的存贮器中，设计时可按订货要求，从
中自动检索出最佳的标准图纸。这是一种专用系统，不
便于产品的改进和更新，所以又发展出试行型。②试行
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
的形式在阴极射线管终端上显示出来，若不满意，再修
% S$ D4 Z- c6 P- z3 l  x! U% f改程序，再输入计算机，直到满意为止。这种系统不能
直接接受设计新产品的程序，因此又发展出自动设计型。
③自动设计型计算机辅助设计系统是把明确描述产品设
( }$ |  a1 y7 t3 E8 c! v, _+ _计要求的目标函数输入计算机，由计算机自动调用优化
: ~5 \3 H9 g( Q4 d6 u4 O程序，按照给定的约束条件进行计算，输出最优设计结
! R" g& r5 L1 m- [2 Y; @0 ]果。由于机械设计中很多问题难以事先用数学形式来描
述，还需要依靠人的直觉、经验、智慧和创造加以完善，
0 j7 ~6 {8 h7 y因此又发展出对话型设计系统。④对话型计算机辅助设
计系统是由设计人员描述设计模型，再由计算机检索出
. l4 N: r6 j% @, V# d; k7 b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，
计算机根据修改指令，再作出响应,重新显示,构成人机
对话的设计循环。阴极射线管显示器既作为输入装置又
, F6 P: C8 N8 B1 Y作为输出装置，能直接显示文字说明、数据表格、各种
8 m; z) S% f; i% R! `6 R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
' h- ?; z* m3 d) Z8 X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
5 v4 ?- G- I# [0 e4 }工业。20世纪60年代前期，建立了比较完善的对话型设
- ?; X1 v- p9 b( g2 }7 A. U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
  O3 h4 P/ _. g3 u1 ?% r2 U+ k产全过程的计算机辅助设计－计算机辅助制造的一体化
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
  @  Z+ M( _  ]7 E( P6 y+ g1 g管理信息直接控制产品的加工和装配。这种系统还可进
7 ]8 i1 Z9 M# b. e/ q3 T1 X一步发展成为包含管理自动化功能的集成生产系统。计
: g3 T9 A3 U* R' V" ?1 {! ^算机辅助设计正向更高级的智能模拟系统发展。