计算机辅助设计

wujianbo1985

计算机辅助设计
computer aided design
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    利用电子计算机帮助设计人员更有效地进行设计的
/ O- a: u6 R6 ~" K  k) c* g% [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 T8 s4 y/ x* n+ t5 f% a! n* x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/ t; }3 C2 G1 b7 [4 I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
; B+ r9 d* e/ n9 K2 u$ 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
+ f' X. v0 @" m  Z9 w) F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。
1 f* R! R2 S6 O% X7 E  u! t0 O5 x    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
: d& V  [" _/ C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
1 D8 T, o$ [5 l7 g$ R3 J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
: [( l, `- e. W7 M9 |/ e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
$ Q' q2 x2 g; a1 A2 l的形式在阴极射线管终端上显示出来，若不满意，再修
8 |4 V) _' I- J1 \6 T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。
0 U9 W  o+ K+ ~7 q5 j* t③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
; A8 H# q$ }# h程序，按照给定的约束条件进行计算，输出最优设计结
' F) r# g. K" w% Y果。由于机械设计中很多问题难以事先用数学形式来描
  D- v# W5 L, z, |! o% \  H述，还需要依靠人的直觉、经验、智慧和创造加以完善，
" b! S; x: U; K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，
: o0 L* d% L; d# n4 R设计人员用光笔或键盘等输入装置直接对图形进行修改，
; G* |& Y. F2 `6 k& l# G计算机根据修改指令，再作出响应,重新显示,构成人机
: i% s3 g8 x& z6 ~7 x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
! j- Z/ x& }' O+ Q- ^4 `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
1 \7 ]2 w2 q3 V" k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
2 W3 B* e* _, z) U工业。20世纪60年代前期，建立了比较完善的对话型设
% Y5 R, N5 a  v3 }! {计系统。70年代，计算机辅助设计已经从设计的某些环
3 Q) [1 ?6 o: {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
* e5 l& j' ]8 R录在纸带或卡片、磁盘或磁带上(而不是图纸上)，作为
' c4 X% {$ N! ?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
+ H% ^/ D+ D- D. I4 P5 C算机辅助设计正向更高级的智能模拟系统发展。