计算机辅助设计

wujianbo1985

计算机辅助设计
computer aided design
* u1 l# }& J* t' V
. F6 X: _9 R* T$ W$ y/ b& i0 R    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
, C( T! x2 k* n6 T& R计算能力、巨大的存贮能力和逻辑判断能力与人的创造
: c5 S8 c. M/ t1 {+ F- y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
; O/ {4 Q7 S+ z4 L3 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
- N( Z! M% C0 S8 p3 {- l9 \* n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
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。
; l; H) P0 T9 d. {    计算机辅助设计系统  主要有4种类型:信息检索型、
. E! e3 r6 |1 A6 C+ b& |1 }* ^2 H3 L试行型、自动设计型和对话型。①信息检索型计算机辅
5 J, F, i- u: a! \2 w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
0 Z- w. P$ _3 ]4 q- y# S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
2 i2 \0 ]8 b) D+ r( O5 w构思编成软件输入计算机，计算机将修改的结果以图形
7 Q/ Y; l) C' ^& a7 K的形式在阴极射线管终端上显示出来，若不满意，再修
8 c5 R/ ?  ?& N9 Z改程序，再输入计算机，直到满意为止。这种系统不能
8 J4 L* M5 I1 A- s. i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
  Q* o4 l% H/ n9 i( G计要求的目标函数输入计算机，由计算机自动调用优化
& x; H8 Q3 t2 |6 r3 N$ e8 `程序，按照给定的约束条件进行计算，输出最优设计结
( H+ n: o& T1 h& x5 |' f+ 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 |9 T/ s$ Z( r0 a( R. x% H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，
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
- K; C" @  u/ m0 C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
曲线和图形,还能将图形进行缩放、移动和旋转等,使设
* K. M. {' ?) L! l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。
4 C# R) t+ K) r: m% ~    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
2 T6 y  j! }; e  ?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
节发展为整个设计的系统工程，进而发展为从设计到生
* ?& P1 V* x' R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
5 u! `+ B8 ~$ z1 D一步发展成为包含管理自动化功能的集成生产系统。计
4 Y+ K8 R$ g) t算机辅助设计正向更高级的智能模拟系统发展。