计算机辅助设计

wujianbo1985

计算机辅助设计
% }7 h3 o; [5 [6 N0 x( F) lcomputer aided design

    利用电子计算机帮助设计人员更有效地进行设计的
: H) H! s4 H% c/ S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
+ L  L9 ?# K0 w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
0 J* ?; [) t  b: U' C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
. N6 V# K" s! F6 F) E# ?& M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
: c1 j8 L+ s5 \, d  _新产品和新工艺创造了有利条件。因此，在机械设计中
  g; Y6 w; X5 @( v已获得推广。
( e  D" R" Z0 F7 N2 o' m    计算机辅助设计系统  主要有4种类型:信息检索型、
% u/ |6 H6 e6 ]: T) E7 w4 X- K试行型、自动设计型和对话型。①信息检索型计算机辅
' L+ V; ?9 |) ]1 a. S- ^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
+ D/ b% q: N4 i6 i3 h9 f5 B中自动检索出最佳的标准图纸。这是一种专用系统，不
" o8 x4 z7 g2 X9 y. h4 }便于产品的改进和更新，所以又发展出试行型。②试行
2 p" c, ?' n$ v0 L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
" N2 J+ q4 r+ m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。
% p0 [4 V* j7 m2 t( @③自动设计型计算机辅助设计系统是把明确描述产品设
& c6 M: V! p- T6 N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
述，还需要依靠人的直觉、经验、智慧和创造加以完善，
* C0 x" l2 ]& E: _. ^$ @" O( u- [因此又发展出对话型设计系统。④对话型计算机辅助设
7 k5 h, i: j6 ^! V' Z$ I/ z计系统是由设计人员描述设计模型，再由计算机检索出
- ]3 |, D9 h3 U3 V4 H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
; K, F1 \$ d: `* c, ~5 x作为输出装置，能直接显示文字说明、数据表格、各种
% k0 A( J. V1 r2 h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
不满意的地方作实时修改。
! R0 J) f- Q* _0 q, {9 Z    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
. u  L! ~  g, f- @/ z1 H6 N; a车身结构，船舶结构，透平叶片型线和集成电路等民用
* w  `1 @5 V$ K9 R# q工业。20世纪60年代前期，建立了比较完善的对话型设
- _, m  t' x+ ?* Q计系统。70年代，计算机辅助设计已经从设计的某些环
7 L! X: g! O" q) A! W* s4 B3 o. Q9 ]' E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
7 D" ]) W& l. M9 q7 o0 {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
% v: L  z6 o9 T管理信息直接控制产品的加工和装配。这种系统还可进
一步发展成为包含管理自动化功能的集成生产系统。计
: X3 P- \; {" h$ w) a. e8 D8 \算机辅助设计正向更高级的智能模拟系统发展。