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计算机辅助设计, B3 c: F# T3 c0 |
computer aided design; q( G' z+ y+ `4 F$ ? |# U
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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
2 D* i: Y/ l$ |& ?. ~方法,英文简称CAD。这种方法的优点是:计算机的高速
- V E& _- x$ Q计算能力、巨大的存贮能力和逻辑判断能力与人的创造9 T; p' c8 p$ a* T! ]$ p
能力相结合,可对工程设计提出创造性的构思方案;可* D* z6 {7 T* n$ x7 |( a3 ^
从存贮的大量资料中进行检索和方案比较;可在工程的
( a4 T* V+ a' Z2 V( k8 `总体设计和局部设计中进行大量的、非常复杂的数学和
. Y& T- k0 i/ l' O力学计算;可对设计方案进行综合分析和优化设计,确$ p0 \" V. {" |5 ^
定工程设计的图样,提供组织生产的管理信息。这种设
0 { A# O: A$ f% k$ V计方法大大提高了设计质量,缩短了设计周期,为开发, i5 k* v1 Y/ y( L) P2 J
新产品和新工艺创造了有利条件。因此,在机械设计中
9 P7 N2 ~+ X+ Q已获得推广。
0 n6 C( C: D5 n: b" b 计算机辅助设计系统 主要有4种类型:信息检索型、
1 }% i: ~' k' J6 s8 M0 e4 `试行型、自动设计型和对话型。①信息检索型计算机辅- c; [2 v+ G" W w( t1 n5 x' Y) V1 ?
助设计系统是将某些定型产品的标准化图纸转换成图形
+ X. S3 x1 N! a' B信息存入计算机的存贮器中,设计时可按订货要求,从, _( z+ x8 _6 r1 N
中自动检索出最佳的标准图纸。这是一种专用系统,不7 _+ F1 a# [' l6 d; J# A
便于产品的改进和更新,所以又发展出试行型。②试行0 X9 n- R/ l; ]1 a# 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" m8 A8 k& g+ }5 h3 z u
构思编成软件输入计算机,计算机将修改的结果以图形$ {$ E( t0 k5 E( B0 F! g
的形式在阴极射线管终端上显示出来,若不满意,再修* v2 p& p( u0 y+ ^" o$ g0 r
改程序,再输入计算机,直到满意为止。这种系统不能
& J* j) j% m& H直接接受设计新产品的程序,因此又发展出自动设计型。' I7 |6 w+ z3 ?. X u/ p7 H& ]
③自动设计型计算机辅助设计系统是把明确描述产品设/ \# n% T/ W; e- V* ?; R( h# u( q
计要求的目标函数输入计算机,由计算机自动调用优化
- O) v* n i" \& e; s程序,按照给定的约束条件进行计算,输出最优设计结. w* h6 g- r5 Z j! @) q
果。由于机械设计中很多问题难以事先用数学形式来描
1 Q8 n& o# _3 e8 t述,还需要依靠人的直觉、经验、智慧和创造加以完善,+ I; j; y1 k( C8 U. H6 ?& U
因此又发展出对话型设计系统。④对话型计算机辅助设, O. ^ X, y5 Y& O* p
计系统是由设计人员描述设计模型,再由计算机检索出$ o* I7 s3 U9 l/ x7 g
产品设计资料,进行运算,将设计结果以图形显示出来, N3 n1 O" o, m) s
设计人员用光笔或键盘等输入装置直接对图形进行修改,
1 h4 c2 ?$ Y. \1 V' V计算机根据修改指令,再作出响应,重新显示,构成人机
0 I& N: m8 j5 ~! l$ Y对话的设计循环。阴极射线管显示器既作为输入装置又
- V9 k. F" v8 Y作为输出装置,能直接显示文字说明、数据表格、各种
) [8 Y) }; |8 R% X8 F# e曲线和图形,还能将图形进行缩放、移动和旋转等,使设7 j7 g' d# ~8 [+ v3 [3 p3 k1 U- {
计人员能对计算机内当时的运算结果进行实时观察,对2 V+ v3 G+ ^. F8 F1 ?0 C) M
不满意的地方作实时修改。
2 V& ^: v6 B7 b 计算机辅助设计最早应用于洲际导弹、人造卫星和. x0 C" ]% u; B4 u+ r
超音速飞机等的设计,以后推广到汽车的外形、底盘和
! }0 }% q$ B2 w/ j% c车身结构,船舶结构,透平叶片型线和集成电路等民用
1 T# c h( ?# {工业。20世纪60年代前期,建立了比较完善的对话型设& a# ?8 ?8 w. Y6 T
计系统。70年代,计算机辅助设计已经从设计的某些环
" j4 R, `0 `( q5 A. c: f节发展为整个设计的系统工程,进而发展为从设计到生1 x# B' G1 j V, Q
产全过程的计算机辅助设计-计算机辅助制造的一体化
$ v" H L( {8 m! Y) M# o系统(称为CAD/CAM系统)。它将计算机辅助设计结果记
' O' t% R2 o+ Z! I3 b8 b* U$ I( s录在纸带或卡片、磁盘或磁带上(而不是图纸上),作为0 n! j& G q/ l% Q" h; k
管理信息直接控制产品的加工和装配。这种系统还可进+ }7 D' s! e# v x' b
一步发展成为包含管理自动化功能的集成生产系统。计
: ` Z- Y+ B6 A" D- A% ]# \算机辅助设计正向更高级的智能模拟系统发展。 |
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