计算机辅助设计

wujianbo1985

计算机辅助设计
& }4 _4 c5 c  o$ scomputer aided design

/ `- Z: \$ ?- i- R" Q5 v    利用电子计算机帮助设计人员更有效地进行设计的
" R; D( f( j8 D/ J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
2 F- U+ W9 E/ [' [) w0 ]6 ?能力相结合，可对工程设计提出创造性的构思方案；可
从存贮的大量资料中进行检索和方案比较；可在工程的
8 e9 u/ {! L9 }4 H" q& R总体设计和局部设计中进行大量的、非常复杂的数学和
力学计算；可对设计方案进行综合分析和优化设计，确
7 k2 G+ o& E: ~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
$ O7 F/ f- `5 O9 g新产品和新工艺创造了有利条件。因此，在机械设计中
* y9 i3 O  c& h7 C7 _2 U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
! Q/ H& }/ p  v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
7 T- i* b8 j) U: H9 f( M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
1 H2 ?8 v7 D" E; I  b型计算机辅助设计系统是将设计人员对图纸进行修改的
9 N2 F+ c9 F8 ~+ Q2 ^5 t# P- |7 w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
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。
2 Z5 I" ^, e& g; W. K( P  b③自动设计型计算机辅助设计系统是把明确描述产品设
1 N+ C- I( j2 f- a/ E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
: w. ~/ o, A$ C# R果。由于机械设计中很多问题难以事先用数学形式来描
! V% U, ]! b4 b  ?2 j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
计系统是由设计人员描述设计模型，再由计算机检索出
产品设计资料，进行运算，将设计结果以图形显示出来，
& C3 L3 o6 p* \8 e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
- f" M- T# ?0 [6 b/ K对话的设计循环。阴极射线管显示器既作为输入装置又
' x( D0 o6 e. z* J4 e0 p6 E# y& m作为输出装置，能直接显示文字说明、数据表格、各种
7 h+ U# \4 b( D5 `. Q曲线和图形,还能将图形进行缩放、移动和旋转等,使设
+ i7 |  E" E/ X6 q5 Y计人员能对计算机内当时的运算结果进行实时观察，对
不满意的地方作实时修改。
- x4 Q, n' W* b  z3 P$ W8 w: R8 H. s    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
工业。20世纪60年代前期，建立了比较完善的对话型设
/ Y6 f6 U2 u. H: ^6 r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
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
! A( ~% m- E) o% T0 P5 M7 K, ^一步发展成为包含管理自动化功能的集成生产系统。计
5 v/ M) [* m$ |2 _* n算机辅助设计正向更高级的智能模拟系统发展。