計算機輔助設計

wujianbo1985

計算機輔助設計
computer aided design
8 W+ g4 M( M/ m6 y  f/ d
( \& i! ^' r- k5 b- `    利用電子計算機幫助設計人員更有效地進行設計的
. K0 F4 ^1 X7 }& x# l方法,英文簡稱CAD。這種方法的優點是：計算機的高速
計算能力、巨大的存貯能力和邏輯判斷能力與人的創造
7 A: z# _: D" U, u. C3 F能力相結合，可對工程設計提出創造性的構思方案；可
從存貯的大量資料中進行檢索和方案比較；可在工程的
總體設計和局部設計中進行大量的、非常復雜的數學和
# ]% s2 i4 D/ V" F2 }5 p8 ?力學計算；可對設計方案進行綜合分析和優化設計，確
5 X. `( G1 t1 D4 s- W0 a$ p定工程設計的圖樣，提供組織生產的管理信息。這種設
計方法大大提高了設計質量，縮短了設計周期，為開發
新產品和新工藝創造了有利條件。因此，在機械設計中
4 `( ]% w/ m- Z- Q' p已獲得推廣。
! g5 N* s& G; `    計算機輔助設計系統  主要有4種類型:信息檢索型、
試行型、自動設計型和對話型。①信息檢索型計算機輔
助設計系統是將某些定型產品的標準化圖紙轉換成圖形
4 w! F" T- L9 f) ^信息存入計算機的存貯器中，設計時可按訂貨要求，從
9 M7 [% x$ K) s中自動檢索出最佳的標準圖紙。這是一種專用系統，不
便于產品的改進和更新，所以又發展出試行型。②試行
) x  y2 @3 S6 l5 K8 |( p型計算機輔助設計系統是將設計人員對圖紙進行修改的
構思編成軟件輸入計算機，計算機將修改的結果以圖形
的形式在陰極射線管終端上顯示出來，若不滿意，再修
1 E9 K- E$ D( M- N" s: l改程序，再輸入計算機，直到滿意為止。這種系統不能
直接接受設計新產品的程序，因此又發展出自動設計型。
& I2 U9 s* d+ S5 l③自動設計型計算機輔助設計系統是把明確描述產品設
; v7 u( ]1 D. \$ t4 e計要求的目標函數輸入計算機，由計算機自動調用優化
% L6 f0 s1 J2 a# X/ N  _: T程序，按照給定的約束條件進行計算，輸出最優設計結
果。由于機械設計中很多問題難以事先用數學形式來描
述，還需要依靠人的直覺、經驗、智慧和創造加以完善，
因此又發展出對話型設計系統。④對話型計算機輔助設
' P, N1 |* l# I0 l1 h計系統是由設計人員描述設計模型，再由計算機檢索出
) G& e# A0 P* `7 y產品設計資料，進行運算，將設計結果以圖形顯示出來，
設計人員用光筆或鍵盤等輸入裝置直接對圖形進行修改，
計算機根據修改指令，再作出響應,重新顯示,構成人機
0 T, a! P/ V5 t對話的設計循環。陰極射線管顯示器既作為輸入裝置又
) T2 h/ v9 M$ V) Y' r2 r作為輸出裝置，能直接顯示文字說明、數據表格、各種
4 T8 Z% S0 l8 a5 I9 Z- ?曲線和圖形,還能將圖形進行縮放、移動和旋轉等,使設
+ q1 B1 q2 f$ L) K" i, j, r計人員能對計算機內當時的運算結果進行實時觀察，對
  ?, x3 o. j) P5 D# }不滿意的地方作實時修改。
    計算機輔助設計最早應用于洲際導彈、人造衛星和
超音速飛機等的設計，以后推廣到汽車的外形、底盤和
  q  X2 U% x( a4 V5 a車身結構，船舶結構，透平葉片型線和集成電路等民用
工業。20世紀60年代前期，建立了比較完善的對話型設
計系統。70年代，計算機輔助設計已經從設計的某些環
節發展為整個設計的系統工程，進而發展為從設計到生
$ X* q3 @# G; ~6 t. [; X) S產全過程的計算機輔助設計－計算機輔助制造的一體化
系統（稱為CAD/CAM系統）。它將計算機輔助設計結果記
& q* \: n8 m6 x7 c4 U. z錄在紙帶或卡片、磁盤或磁帶上(而不是圖紙上)，作為
管理信息直接控制產品的加工和裝配。這種系統還可進
1 ^( V$ _7 J1 Z/ }3 l  C& o一步發展成為包含管理自動化功能的集成生產系統。計
算機輔助設計正向更高級的智能模擬系統發展。