计算机辅助设计

wujianbo1985

计算机辅助设计
) ]; @1 _4 L+ M; S- ncomputer aided design
( o; ?1 t& k6 Y0 g
    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
$ g# _9 k3 T; |0 f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
从存贮的大量资料中进行检索和方案比较；可在工程的
. o6 H7 D+ _! Q8 H0 b5 \' m/ k总体设计和局部设计中进行大量的、非常复杂的数学和
2 c4 Q  q# S- F+ G$ H8 ^8 i力学计算；可对设计方案进行综合分析和优化设计，确
) X( U% g, i2 J4 q% ^7 p( U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
( g7 y! S) o3 h  x% }( n. L" z新产品和新工艺创造了有利条件。因此，在机械设计中
7 D$ @% ~8 K5 s3 g已获得推广。
# X# C5 g. _6 ^4 q" b    计算机辅助设计系统  主要有4种类型:信息检索型、
) M7 L  `5 s; w$ W: U5 O% {( M. ~试行型、自动设计型和对话型。①信息检索型计算机辅
助设计系统是将某些定型产品的标准化图纸转换成图形
% H: c$ l; u, H8 W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
$ q) V! R4 |, D0 U- I. F8 {1 J: `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
0 i2 X9 f: X' U. \的形式在阴极射线管终端上显示出来，若不满意，再修
  ]  ~- c: s1 i& A改程序，再输入计算机，直到满意为止。这种系统不能
: r$ N2 f1 K) R直接接受设计新产品的程序，因此又发展出自动设计型。
% ^+ E) [, v  X! f; o0 F③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
述，还需要依靠人的直觉、经验、智慧和创造加以完善，
# p2 l) B! J' C8 ]6 Z! Z因此又发展出对话型设计系统。④对话型计算机辅助设
: y( |$ D) U  T( F8 A# D6 ]* N% S计系统是由设计人员描述设计模型，再由计算机检索出
4 \$ s- M2 C: K- k# s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
% _' s; A: K9 J) j对话的设计循环。阴极射线管显示器既作为输入装置又
) w) y* e( P- |( ]8 X作为输出装置，能直接显示文字说明、数据表格、各种
9 }, r' j, Q: T* ~+ ], S' g& Y曲线和图形,还能将图形进行缩放、移动和旋转等,使设
  H; C+ N2 L9 T; W8 r  V计人员能对计算机内当时的运算结果进行实时观察，对
" t. Y8 j8 B* l不满意的地方作实时修改。
5 U# W) P7 Y# O* d2 |/ s6 b1 V4 h    计算机辅助设计最早应用于洲际导弹、人造卫星和
$ U+ h  E0 P* {' J/ I7 u. R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
) m0 y0 S: Q& q工业。20世纪60年代前期，建立了比较完善的对话型设
( C5 e3 F& `$ |. t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
! F# L/ C  {' B. J7 _3 t# y管理信息直接控制产品的加工和装配。这种系统还可进
7 I! `$ p* _- T( S' r一步发展成为包含管理自动化功能的集成生产系统。计
算机辅助设计正向更高级的智能模拟系统发展。