Войти
Пример: 2D-чертеж CAD 
Пример: 3D-модель CAD Компьютерное проектирование (САПР ) - это использование компьютеров (или рабочих станций ) для помощи в создании, модификации, анализе или оптимизации. конструкции конструкции. Программное обеспечение САПР используется для повышения продуктивности проектировщика, повышения качества проектирования, улучшения взаимодействия с помощью документации и для создания базы данных для производства. Вывод САПР часто бывает в виде электронных файлов для печати, обработки или других производственных операций. Также используется термин CADD (для автоматизированного проектирования и черчения).
Его использование при проектировании электронных систем известно как автоматизация электронного проектирования (EDA ). В механическом проектировании это известно как автоматизация механического проектирования (MDA ) или компьютерное черчение (CAD ), которое включает в себя процесс создания технического чертежа с использованием компьютерного программного обеспечения.
Программное обеспечение САПР для механического проектирования использует либо векторную графику для изображения объектов традиционного черчения, либо может также создавать растр графика, показывающая общий вид спроектированных объектов. Однако здесь речь идет не только о формах. Как и в руководстве составление из технических и инженерных чертежей, выходные данные САПР должны содержать информацию, такую как материалы, обрабатывает, размеры и допуски в соответствии с соглашениями для конкретного приложения.
CAD может использоваться для проектирования кривых и фигур в двумерном (2D) пространстве; или кривые, поверхности и твердые тела в трехмерном (3D) пространстве.
CAD является важным промышленным искусством, широко используемым во многих приложениях, включая автомобилестроение, судостроение и авиакосмическая промышленность, промышленное и архитектурное проектирование, протезирование и многое другое. CAD также широко используется для создания компьютерной анимации для специальных эффектов в фильмах, рекламы и технических руководств, часто называемых DCC создание цифрового контента. Современное повсеместное распространение и мощность компьютеров означает, что даже флаконы для духов и дозаторы шампуня разработаны с использованием технологий, о которых инженеры 60-х годов не слышали. Из-за своей огромной экономической значимости САПР является основной движущей силой исследований в области вычислительной геометрии, компьютерной графики (как аппаратного, так и программного обеспечения) и дискретной дифференциальной геометрии.
Дизайн геометрических моделей форм объектов, в частности, иногда называют компьютерным геометрическим проектированием (CAGD).
Примерно с середины 1960-х годов с появлением IBM Drafting System системы автоматизированного проектирования стали предоставлять больше возможностей, чем просто Благодаря способности воспроизводить черчение вручную с помощью электронного черчения рентабельность перехода компаний на САПР стала очевидной. Преимущества систем САПР перед черчением вручную - это возможности, которые сегодня часто воспринимаются как должное у компьютерных систем; автоматическое создание ведомостей материалов, автоматическая компоновка в интегральных схемах, проверка помех и многое другое. В конце концов, САПР предоставил проектировщику возможность выполнять инженерные расчеты. Во время этого перехода расчеты по-прежнему выполнялись либо вручную, либо теми людьми, которые могли запускать компьютерные программы. CAD был революционным изменением в машиностроительной отрасли, где чертежники, дизайнеры и инженеры начали сливаться. Он не уничтожил отделы, а объединил отделы и предоставил полномочия чертежникам, дизайнерам и инженерам. САПР - это пример всепроникающего влияния компьютеров на промышленность. Текущие пакеты программного обеспечения для автоматизированного проектирования варьируются от 2D векторных систем черчения до 3D solid и Surface моделей. Современные пакеты САПР также часто позволяют вращение в трех измерениях, что позволяет рассматривать проектируемый объект под любым желаемым углом, даже если смотреть изнутри наружу. Некоторое программное обеспечение САПР поддерживает динамическое математическое моделирование.
CAD-технология используется при проектировании инструментов и оборудования, а также при проектировании и проектировании всех типов зданий, от небольших жилых домов (домов) до крупнейших коммерческих и промышленных сооружений (больниц и заводов).
САПР в основном используется для детального проектирования 3D-моделей или 2D-чертежей физических компонентов, но он также используется на протяжении всего процесса проектирования, от концептуального проектирования и компоновки продуктов, через прочностный и динамический анализ сборок до определения производства. методы компонентов. Его также можно использовать для проектирования таких объектов, как ювелирные изделия, мебель, бытовая техника и т. Д. Кроме того, многие приложения САПР теперь предлагают расширенные возможности визуализации и анимации, чтобы инженеры могли лучше визуализировать дизайн своих продуктов. 4D BIM - это тип виртуального моделирования строительства, включающий информацию о времени или графике для управления проектом.
CAD стал особенно важной технологией в рамках автоматизированных технологий, с такими преимуществами, как более низкие затраты на разработку продукта и значительно сокращенный цикл проектирования. САПР позволяет дизайнерам макетировать и разрабатывать работу на экране, распечатывать и сохранять для будущего редактирования, экономя время на своих чертежах.
Компьютерное проектирование - это один из многих инструментов, используемых инженерами и дизайнерами, и используется по-разному в зависимости от профессии пользователя и типа рассматриваемого программного обеспечения.
CAD является частью всей деятельности по разработке цифровых продуктов (DPD) в рамках процессов управления жизненным циклом продукта (PLM), и поэтому используется вместе с другими инструментами, которые либо интегрированы модули или автономные продукты, такие как:
CAD также используется для точного создания фотомоделей, которые часто требуются при подготовке отчетов о воздействии на окружающую среду, в которых компьютерные проекты предполагаемых зданий накладываются на фотографии существующих среды, чтобы представить, на что будет похож этот регион, где разрешено строительство предлагаемых объектов. Потенциальное блокирование коридоров обзора и исследования теней также часто анализируются с помощью CAD.
CAD также оказался полезным для инженеров. Использование четырех свойств: история, функции, параметризация и ограничения высокого уровня. Историю строительства можно использовать для анализа личных характеристик модели и работы над отдельной областью, а не над всей моделью. Параметры и ограничения могут использоваться для определения размера, формы и других свойств различных элементов моделирования. Функции системы CAD могут использоваться для различных инструментов для измерения, таких как предел прочности на разрыв, предел текучести, электрические или электромагнитные свойства. Также его напряжение, деформация, время или влияние на элемент при определенных температурах и т. Д.
Простая процедура Существует несколько различных типов CAD, Каждый из них требует от оператора по-разному думать о том, как их использовать, и разрабатывать свои виртуальные компоненты для каждого из них.
Есть много производителей младших 2D-систем, включая ряд бесплатных программ с открытым исходным кодом. Они обеспечивают подход к процессу рисования без всякой суеты, связанной с масштабированием и размещением на листе чертежа, которые сопровождали рисование вручную, поскольку их можно отрегулировать по мере необходимости во время создания окончательного проекта.
3D каркас - это, по сути, расширение 2D-черчения (сегодня не часто). Каждую линию нужно вручную вставить в чертеж. Конечный продукт не имеет связанных с ним массовых свойств и не может иметь элементы, непосредственно добавленные к нему, например отверстия. Оператор подходит к ним аналогично 2D-системам, хотя многие 3D-системы позволяют использовать каркасную модель для создания окончательных видов технических чертежей.
Трехмерные "тупые" тела создаются аналогично манипуляциям с объектами реального мира (сегодня это не так часто). Основные трехмерные геометрические формы (призмы, цилиндры, сферы и т. Д.) Имеют твердые объемы, добавленные или вычитаемые из них, как при сборке или разрезании реальных объектов. Двумерные проекционные виды можно легко создать из моделей. Базовые 3D-тела обычно не включают в себя инструменты, позволяющие легко разрешить движение компонентов, установить ограничения на их движение или определить пересечение компонентов.
Существует два типа трехмерного твердотельного моделирования
Топовые системы предлагают возможности для включения в дизайн более органических, эстетических и эргономических функций. Моделирование поверхностей произвольной формы часто сочетается с твердыми телами, чтобы позволить проектировщику создавать продукты, которые соответствуют форме и визуальным требованиям человека, а также взаимодействуют с машиной.
CAD-модель компьютерной мыши Первоначально программное обеспечение для CAD-систем было разработано с использованием компьютерных языков, таких как Fortran, ALGOL но с развитием методов объектно-ориентированного программирования ситуация радикально изменилась. Типичные современные системы и системы поверхностей произвольной формы построены на основе ряда ключевых модулей C со своими собственными API. Систему CAD можно рассматривать как созданную на основе взаимодействия графического пользовательского интерфейса (GUI) с данными NURBS геометрией или представлением границ (B-rep). через ядро геометрического моделирования. Механизм геометрических ограничений также может использоваться для управления ассоциативными отношениями между геометрией, например геометрией каркаса в эскизе или компонентами в сборке.
Неожиданные возможности этих ассоциативных отношений привели к новой форме прототипирования, названной цифровым прототипированием. В отличие от физических прототипов, которые требуют времени на изготовление конструкции. При этом модели САПР могут быть сгенерированы компьютером после того, как физический прототип был отсканирован с помощью промышленного компьютерного томографа. В зависимости от характера бизнеса цифровые или физические прототипы могут быть изначально выбраны в соответствии с конкретными потребностями.
Сегодня системы CAD существуют для всех основных платформ (Windows, Linux, UNIX и Mac OS X ); некоторые пакеты поддерживают несколько платформ.
В настоящее время для большинства программ САПР не требуется специального оборудования. Однако некоторые системы САПР могут выполнять задачи с большим объемом графических и вычислительных ресурсов, поэтому современная графическая карта, высокоскоростные (и, возможно, несколько) ЦП и большие объемы ОЗУ может быть рекомендован.
Человеко-машинный интерфейс обычно осуществляется с помощью компьютерной мыши, но также может осуществляться с помощью пера и оцифровки графического планшета. Манипуляция видом модели на экране также иногда выполняется с помощью Spacemouse / SpaceBall. Некоторые системы также поддерживают стереоскопические очки для просмотра 3D-модели. Технологии, которые в прошлом были ограничены более крупными установками или специализированными приложениями, стали доступны широкому кругу пользователей. К ним относятся CAVE или HMD и интерактивные устройства, такие как технология обнаружения движения
Программное обеспечение CAD позволяет инженерам и архитекторам для проектирования, проверки и управления инженерными проектами в рамках интегрированного графического пользовательского интерфейса (GUI) в системе персональный компьютер. Большинство приложений поддерживают твердотельное моделирование с граничным представлением (B-Rep) и NURBS геометрией и позволяют публиковать то же самое в различных форматах. Ядро геометрического моделирования - это программный компонент, который обеспечивает функции твердотельного моделирования и моделирования поверхностей для приложений САПР.
Согласно рыночной статистике, коммерческое программное обеспечение от Autodesk, Dassault Systems, Siemens PLM Software и PTC доминирует в индустрии САПР. Ниже приведен список основных приложений САПР, сгруппированных по статистике использования.
Учебные материалы, относящиеся к Компьютерному проектированию в Викиверситете Учебные материалы, связанные с на Компьютерный геометрический дизайн в Викиверситете
Средства массовой информации, относящиеся к Компьютерный дизайн на Викискладе
Словарное определение компьютерного дизайна в Викисловаре