产品设计|计算机辅助设计概述

文摘   2024-06-21 07:20   江苏  
观点 / Champion   


现如今的研发制造型企业,已经很难看到不用CAD进行绘图设计的,注重研发的公司,也大多能够借助计算机进行仿真分析,制造也引入计算机辅助制造CAM等系统。从应用的经验来看,借助计算机来辅助我们的设计工作,能够大大提高研发的效率,缩短开发周期,减少不必要的成本投入。还可提高产品设计的精确度和可

靠性,并可将先进的优化设计方法等引入设计过程,使产品设计的最优化和自动化成为可能。

01. 计算机辅助设计概念


计算机辅助设计(Computer Aided Design,简称CAD)是指利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作的技术。在设计过程中,计算机可以承担计算、信息存储和制图等任务,帮助设计人员进行大量的计算、分析和比较,以决定最优方案。此外,计算机辅助设计还包括产品的构思、功能设计、结构分析和加工制造等方面。


CAD技术广泛应用于机械、建筑、电子、航空航天、化工、汽车制造等多个领域。它不仅提高了设计效率,还加速了产品更新换代,增强了市场竞争力。随着计算机技术的不断发展,CAD在未来将朝着更加智能化、个性化和集成化的方向发展。


02. 计算机辅助设计的过程


传统机械产品的设计过程通常分成三个阶段:产品或部件的总体设计阶段;零部件的结构设计阶段;工作图的设计阶段。这三个阶段是反复交替进行的,即在总体方案确定后,进行各零件的结构设计和工作图设计;在进行结构设计和工作图设计过程中,如发现问题还需回头去修改总体方案。这样不断进行修改、完善,反复循环

直至得到一个较满意的设计结果。由于机械产品日趋复杂,要求日益提高,设计者的负担也日趋繁重。


计算机辅助设计就是设计中应用计算机进行设计信息处理。它包括分析计算和自动绘图两部分功能。CAD系统应支持设计过程的各个阶段,即从方案设计入手,使设计对象模型化;依据提供的设计技术参数进行总体设计和总图设计;通过对结构的静态和动态性能分析,最后确定设计参数。在此基础上,完成详细设计和技术设计。因此,CAD设计应包括二维工程绘图、三维几何造型、有限元分析等方面的技术。


机械系统及其零部件的计算机辅助设计的一般过程是:输入设计所需数据--建立数学模型--进行性能分析--结构设计--自动绘图。也就是说,一个完整的CAD系统,应由科学计算、图形系统和工程数据库等组成。



写在最后

计算机辅助设计技术已经成为工业发达国家制造业保持竞争优势、开拓市场的重要手段。随着CAD技术的普及应用越来越广泛,越来越深入,CAD技术正向着开放、集成、智能和标准化的方向发展,并与计算机辅助分析(CAE)、计算机辅助工艺设计(CAPP)、计算机辅助制造(CAM)等技术一起构成了系列技术。


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