CAD主要 应用于 机械、电 子、宇 航、建筑、纺织等产品的总体设计、造型设计、结构设 计 等环节。最 早的 CAD的含义 是计 算 机辅助绘图,随着技术的不断发展,CAD的含义发展为现在的计算机辅助设计。一个完善 的 CAD系统,应包括交互式图形程序库 、工程数据库和应用程序库。 对于产 品或工程的设计, 借助 CAD技术,可以大大缩短设计周期,膳食纤维测定仪提高设计效率。 计算机辅助设计包括的内容很多,如 概念设计、优化 设计、有 限元分析、计算 机仿 真、计 算机辅助绘图、计算机辅助设计 过程 管理等。在工程设计中,一般包括两 种内容:带 有创 造 性的设计(方案的构思、工作原理的拟定等)和非创造性的工作,如 绘图、设计计算等。创 造 性的设计需要发挥人的创造力,创 造出以前 不存 在的设 计方案,这项 工 作一般 应由人来 完 成。非创造性的工作是一些烦琐重复性的计算分析和信息检索,完全可以借助计算 机来 完 16.4 计算机用于辅助创新、设计和创作 ·317·成。一个好的计算机辅助设计系统既能充分发挥人的创造性作用,又能充分利用计 算机 的 高速分析计算能力,即要找到人和计算机的最佳结合点。 CAD作为一门学 科始于 20世纪 60年代初,一直到 70年代,由于 受到计算机技术的 限 制,CAD技术的发展很缓慢,进入 80年代 以来,计算 机技 术突 飞猛进,特 别是 微机和 工作 站 的发展和普及,再加上功能强 大的外围 设备,如大型 图形 显示 器、绘图仪、激光 打印机的 问 世,极大地推动了 CAD技术的发展,CAD技术已进入实用化阶段,广泛服务于 机械、电子、宇 航、建筑、纺织等产品的总体设计、造型设计、结构设计、
工艺过程设计等环节。 早期的 CAD技术只能进行一些分析、计算 和文 件编写工作,后 来发 展到 计算机 辅助 绘 图和设计结果模拟,目前的 CAD技术正朝着人工智 能和知识工程方 向发展,即所谓的 ICAD (IntelligentCAD)。另外,设计和制造一体化技术,即 CAD/CAM技 术以 及 CAD作为 一个 主 要单元技术的 CIMS技术都是 CAD技术发展的重要方向。 在工业化国家如美国、日本等,CAD已广泛应用于设计与制造的各个领域,例如飞机、汽 车、机械、模具、建筑、集成电路中,基 本实现 100%的 计算 机绘图。CAD系统 的销售 额每 年 以 30% ~40%的速度递增,各种 CAD软件的功能越来越完善,越来越强大。国内于 20世 纪 70年代末开始 CAD技术的大力推广应用工作,已经 取得可 喜的成绩,CAD技 术在我 国的 应 用方兴未艾。 2.CAD系统的硬件和软件 一个 CAD系统由硬件和软件两部分组成,要 想充分 发挥 CAD的作用,必 须要有 高性 能 的硬件和功能强大的软件。 (1)CAD硬件的组成。 先进的 CAD系 统的 硬件 由计算 机及 其外围设 备和 网络 组成。 计算机分为大型机,中、小型机,工作站和微机四 大类。目前 应用 较多的是 CAD工作 站,国 内主要是微机和工作站。外围设备包括鼠标、键盘、扫描仪等输入设 备和显示 器、打印机、绘 图仪、拷贝机等输出设备。网络系统包括中继器(增加网线长度)、网桥 (同种网相连)、路 由 器(选择加工路线)、网关(不同协 议相 连)等,以实 现资 源共 享。网 络的 连接 方式即 网络 的 拓扑结构,可分为星形、总线型、环形、树形以及星形和环形的组合等形式。
先进的 CAD系统 都是以网络的形式出现的,特别是在并行工程环境中,为了进行产品的并行设计,网 络更 是 必不可少的。那种单机 CAD的工作方式在大中型企业中将 逐渐淘 汰,因为它远远不能满 足 现代企业设计的要求。 (2)CAD软件的组成。为了充分发挥计算机硬件的 作用,CAD系统还必 须配备 各种 功 能齐全的软件。CAD系统的软件构成如图 16.1所示。 软件分为两大类:系统软件和应用软件。系统软件包括操作系统(实现对硬件的控制 和 资源的管理等)、程序设计语言(Fortran、Basic、C、二次 开发语言和汇编语言 等)及其 编辑 系 统、数据库管理系统(对 数据 的输 入、输 出、分类、存 储、检 索进 行管理等 )和图形支 撑软 件 (如 AutoCAD等);另一类是应用软件,它是根据本领域工程 特点,利用 支撑软件系统开发 的 ·318· 第 16章 信息技术教育实践图 16.1 CAD系统软件构成图 解决本工程领域特定问题的应用软件系统。应用软件系统包括设计计算方法库(常 用数 学 方法库、统计数学方法库、常规设计计算方法库、优化设计方法库、可靠性 设计软 件、动态 设 计软件等)和各种专 业程序库 (常用机械 零件设计 计算 方法库、常用 产品 设计软 件 包等)。
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