CAD主要 應(yīng)用于 機械、電 子、宇 航、建筑、紡織等產(chǎn)品的總體設(shè)計、造型設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè) 計 等環(huán)節(jié)。最 早的 CAD的含義 是計 算 機輔助繪圖,隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,CAD的含義發(fā)展為現(xiàn)在的計算機輔助設(shè)計。一個完善 的 CAD系統(tǒng),應(yīng)包括交互式圖形程序庫 、工程數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用程序庫。 對于產(chǎn) 品或工程的設(shè)計, 借助 CAD技術(shù),可以大大縮短設(shè)計周期,膳食纖維測定儀提高設(shè)計效率。 計算機輔助設(shè)計包括的內(nèi)容很多,如 概念設(shè)計、優(yōu)化 設(shè)計、有 限元分析、計算 機仿 真、計 算機輔助繪圖、計算機輔助設(shè)計 過程 管理等。在工程設(shè)計中,一般包括兩 種內(nèi)容:帶 有創(chuàng) 造 性的設(shè)計(方案的構(gòu)思、工作原理的擬定等)和非創(chuàng)造性的工作,如 繪圖、設(shè)計計算等。創(chuàng) 造 性的設(shè)計需要發(fā)揮人的創(chuàng)造力,創(chuàng) 造出以前 不存 在的設(shè) 計方案,這項 工 作一般 應(yīng)由人來 完 成。非創(chuàng)造性的工作是一些煩瑣重復(fù)性的計算分析和信息檢索,完全可以借助計算 機來 完 16.4 計算機用于輔助創(chuàng)新、設(shè)計和創(chuàng)作 ·317·成。一個好的計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)既能充分發(fā)揮人的創(chuàng)造性作用,又能充分利用計 算機 的 高速分析計算能力,即要找到人和計算機的最佳結(jié)合點。 CAD作為一門學(xué) 科始于 20世紀(jì) 60年代初,一直到 70年代,由于 受到計算機技術(shù)的 限 制,CAD技術(shù)的發(fā)展很緩慢,進入 80年代 以來,計算 機技 術(shù)突 飛猛進,特 別是 微機和 工作 站 的發(fā)展和普及,再加上功能強 大的外圍 設(shè)備,如大型 圖形 顯示 器、繪圖儀、激光 打印機的 問 世,極大地推動了 CAD技術(shù)的發(fā)展,CAD技術(shù)已進入實用化階段,廣泛服務(wù)于 機械、電子、宇 航、建筑、紡織等產(chǎn)品的總體設(shè)計、造型設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、
工藝過程設(shè)計等環(huán)節(jié)。 早期的 CAD技術(shù)只能進行一些分析、計算 和文 件編寫工作,后 來發(fā) 展到 計算機 輔助 繪 圖和設(shè)計結(jié)果模擬,目前的 CAD技術(shù)正朝著人工智 能和知識工程方 向發(fā)展,即所謂的 ICAD (IntelligentCAD)。另外,設(shè)計和制造一體化技術(shù),即 CAD/CAM技 術(shù)以 及 CAD作為 一個 主 要單元技術(shù)的 CIMS技術(shù)都是 CAD技術(shù)發(fā)展的重要方向。 在工業(yè)化國家如美國、日本等,CAD已廣泛應(yīng)用于設(shè)計與制造的各個領(lǐng)域,例如飛機、汽 車、機械、模具、建筑、集成電路中,基 本實現(xiàn) 100%的 計算 機繪圖。CAD系統(tǒng) 的銷售 額每 年 以 30% ~40%的速度遞增,各種 CAD軟件的功能越來越完善,越來越強大。國內(nèi)于 20世 紀(jì) 70年代末開始 CAD技術(shù)的大力推廣應(yīng)用工作,已經(jīng) 取得可 喜的成績,CAD技 術(shù)在我 國的 應(yīng) 用方興未艾。 2.CAD系統(tǒng)的硬件和軟件 一個 CAD系統(tǒng)由硬件和軟件兩部分組成,要 想充分 發(fā)揮 CAD的作用,必 須要有 高性 能 的硬件和功能強大的軟件。 (1)CAD硬件的組成。 先進的 CAD系 統(tǒng)的 硬件 由計算 機及 其外圍設(shè) 備和 網(wǎng)絡(luò) 組成。 計算機分為大型機,中、小型機,工作站和微機四 大類。目前 應(yīng)用 較多的是 CAD工作 站,國 內(nèi)主要是微機和工作站。外圍設(shè)備包括鼠標(biāo)、鍵盤、掃描儀等輸入設(shè) 備和顯示 器、打印機、繪 圖儀、拷貝機等輸出設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括中繼器(增加網(wǎng)線長度)、網(wǎng)橋 (同種網(wǎng)相連)、路 由 器(選擇加工路線)、網(wǎng)關(guān)(不同協(xié) 議相 連)等,以實 現(xiàn)資 源共 享。網(wǎng) 絡(luò)的 連接 方式即 網(wǎng)絡(luò) 的 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),可分為星形、總線型、環(huán)形、樹形以及星形和環(huán)形的組合等形式。
先進的 CAD系統(tǒng) 都是以網(wǎng)絡(luò)的形式出現(xiàn)的,特別是在并行工程環(huán)境中,為了進行產(chǎn)品的并行設(shè)計,網(wǎng) 絡(luò)更 是 必不可少的。那種單機 CAD的工作方式在大中型企業(yè)中將 逐漸淘 汰,因為它遠遠不能滿 足 現(xiàn)代企業(yè)設(shè)計的要求。 (2)CAD軟件的組成。為了充分發(fā)揮計算機硬件的 作用,CAD系統(tǒng)還必 須配備 各種 功 能齊全的軟件。CAD系統(tǒng)的軟件構(gòu)成如圖 16.1所示。 軟件分為兩大類:系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。系統(tǒng)軟件包括操作系統(tǒng)(實現(xiàn)對硬件的控制 和 資源的管理等)、程序設(shè)計語言(Fortran、Basic、C、二次 開發(fā)語言和匯編語言 等)及其 編輯 系 統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(對 數(shù)據(jù) 的輸 入、輸 出、分類、存 儲、檢 索進 行管理等 )和圖形支 撐軟 件 (如 AutoCAD等);另一類是應(yīng)用軟件,它是根據(jù)本領(lǐng)域工程 特點,利用 支撐軟件系統(tǒng)開發(fā) 的 ·318· 第 16章 信息技術(shù)教育實踐圖 16.1。茫粒南到y(tǒng)軟件構(gòu)成圖 解決本工程領(lǐng)域特定問題的應(yīng)用軟件系統(tǒng)。應(yīng)用軟件系統(tǒng)包括設(shè)計計算方法庫(常 用數(shù) 學(xué) 方法庫、統(tǒng)計數(shù)學(xué)方法庫、常規(guī)設(shè)計計算方法庫、優(yōu)化設(shè)計方法庫、可靠性 設(shè)計軟 件、動態(tài) 設(shè) 計軟件等)和各種專 業(yè)程序庫 (常用機械 零件設(shè)計 計算 方法庫、常用 產(chǎn)品 設(shè)計軟 件 包等)。
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