计算机辅助设计

wujianbo1985

计算机辅助设计
& w8 ]% i; T8 N% Z) \* Ocomputer aided design
9 ~6 w; @' R9 F1 c7 v1 x' Q5 n% e
& Q/ W* `5 B0 u$ |2 I4 K2 Q$ j# v    利用电子计算机帮助设计人员更有效地进行设计的
$ T% ^! [, P4 L( k2 P3 z方法,英文简称CAD。这种方法的优点是：计算机的高速
* F7 |3 J% w7 \8 _* G0 \2 c# X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
! u$ u) J( e7 E5 w4 F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
7 W: G4 T! }4 v+ k. G" B2 ^力学计算；可对设计方案进行综合分析和优化设计，确
# l* ]4 j! i, g: i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
1 H9 |2 ]/ Y, E5 w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
2 b1 D" F& Z# x6 X+ }助设计系统是将某些定型产品的标准化图纸转换成图形
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
0 _3 r2 A& D- c: Q# c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
, C& H2 F, H0 A" O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
计要求的目标函数输入计算机，由计算机自动调用优化
程序，按照给定的约束条件进行计算，输出最优设计结
果。由于机械设计中很多问题难以事先用数学形式来描
' H. O0 T' B! u; X0 _述，还需要依靠人的直觉、经验、智慧和创造加以完善，
3 H: H* j& l( t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
! Z6 [* q- ]/ _- d7 f4 `( i产品设计资料，进行运算，将设计结果以图形显示出来，
5 ~: r! o+ ]5 I& V+ n. Z设计人员用光笔或键盘等输入装置直接对图形进行修改，
" R4 ^3 f8 y# q' A  R7 d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
" ~* H7 L" b9 `$ p' @6 ]作为输出装置，能直接显示文字说明、数据表格、各种
曲线和图形,还能将图形进行缩放、移动和旋转等,使设
+ F  f/ y! Y8 [) G% K0 ?: Z计人员能对计算机内当时的运算结果进行实时观察，对
) J, \) Y2 u+ D1 O) R6 e8 ~* h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
+ p4 [- {" B' T( s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
工业。20世纪60年代前期，建立了比较完善的对话型设
计系统。70年代，计算机辅助设计已经从设计的某些环
/ I: u- y* v6 P7 z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
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
9 c( f  m  ?% I" @3 g8 B0 ^5 _. C管理信息直接控制产品的加工和装配。这种系统还可进
( C6 ^4 z* ]# N  M一步发展成为包含管理自动化功能的集成生产系统。计
; b  }" i0 |2 W* O, [3 f算机辅助设计正向更高级的智能模拟系统发展。