计算机辅助设计-科普123

计算机辅助设计

生物科学2023-02-03 08:31:09百科

计算机辅助设计

[拼音]：jisuanji fuzhu sheji

[外文]：computer aided design

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。

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构思编成软件输入计算机，计算机将修改的结果以图形的形式在阴极射线管终端上显示出来，若不满意，再修改程序，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。

（3）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，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。

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。