計算機輔助設計相關知識

計算機輔助設計相關知識

　　電子計算機、圖形顯示工作站、數據庫和數控設備綜合應用于飛行器設計和制造，借以加快研制進度，提高飛行器性能的技術，又稱設計制造一體化。它是飛行器設計和制造的有力工具。

　　發展過程 在飛行器設計中，起初電子計算機僅用于復雜的工程分析計算，如飛行器表面流場的計算，復雜結構的應力分析等。大型數控繪圖機和通用繪圖軟件以及交互圖形顯示器的出現，使設計人員可以用光筆在圖形顯示器的熒光屏上生成和修改圖形，實現人機對話式的操作，從而把人的思維、判斷能力與計算機的高速運算和記憶能力結合起來，形成計算機輔助設計。與此同時，數控加工技術也在不斷發展。70年代以后逐步形成了完整的計算機輔助設計和制造系統，這種系統利用數據庫和網絡通信直接傳輸飛行器有關數字信息，可以把設計與制造過程緊密聯系起來，使飛行器設計和制造發生重大的變化。

　　作用 應用計算機輔助設計和制造系統，通過數據庫數據的存取達到設計信息向制造部門直接傳遞，使圖紙和文件的發放工作簡化和加快。系統在很短的時間內能進行大量的復雜運算，有可能對很多方案進行快速的分析和評價，從中選出最優的設計方案。這在手工計算中是不可能做到的。應用系統的圖形工作站完成飛行器的總體布置、外形設計、結構打樣、系統安裝和完成各種生產圖紙。各個設計組可以平行作業，對設計方案進行反復的檢查、協調和修改。其工作的靈活性、速度和準確性遠遠超過繪圖板、計算尺和丁字尺之類的繪圖工具。

　　在飛行器制造階段，計算機輔助設計和制造系統能夠運用已有的設計信息設計零件的制造工藝過程，設計成形、加工、裝配和檢驗的全套工藝裝備，快速生成數控加工和數控測量的控制帶。這樣就能減少工藝準備時間，并使制造中的互換協調要求得到保證。 技術基礎 計算機輔助設計和制造的技術基礎有4個方面。

　　應用計算機輔助設計和制造技術時，飛行器部件的幾何外形要用數學表達式來表示，稱為外形數學模型。為適應電子計算機計算和探索適用的外形數學模型，建立了計算幾何學學科。常用的描述外形的數學方法有分段二次曲線、參考樣條曲線和曲面、孔斯曲面、貝齊埃曲面和 B-樣條曲面等。 包括圖形顯示的硬件技術、基本軟件和各種算法。它們是實現交互式設計的必備工具。

　　可以生成各種圖形和字符，將圖形放大、縮小、平移、旋轉、修改、消除隱藏線、產生明暗度和色調等。 在飛行器的設計和制造過程中，用戶在數據庫中存取信息，實現數據的統一管理和傳遞。數據庫系統除計算機外存貯器(磁盤、磁帶)中的大量相互關聯的數據外，還包括處理數據的軟件以及支持這些軟件的硬件。數據庫的管理系統是數據庫系統軟件的核心部分。 應用數控技術可直接調用設計階段形成的數字信息，經過處理后用來控制機床和其他加工設備，加工出所需的零件。數控技術不僅用于加工，也用于繪圖、測量、彎管、鉆孔和鉚接等。

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