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VB基于AutoCAD的自动成图系统开发及其应用(7)
CAD系统通常采用层次模块结构(图2.1),整个系统由前处理模块、计算分析模块和后处理模块等几大模块构成。每个模块又包括若干个子模块,各模块间通过磁盘数据文件实现数据信息的传递和共享。所以,系统可分块进行编制和调试,这样可充分利用微机内存资源。而且,这种层次模块化的程序结构,可使系统具有较好扩充性。
图2.1 建筑CAD系统的组成
前处理部分包括结构总体信息的输入、构件标准几何信息的输入、结构荷载的输入与处理等功能。总体信息包括结构类型、尺寸、材料信息、荷载信息、整体约束条件等。前处理模块应该有良好的交互性,提供灵活丰富的输入手段,使用户方便的输入结构的相关信息:前处理模块应该具有设计良好的图形显示功能,根据用户要求,显示工程结构的二文视图和平面图、立面图侧面图,以便工程设计人员进行校核:前处理模块还应该对用户输入的数据进行初步处理,如对杆件进行编号,对荷载进行组合等,同时应能输出处理后的数据,以便计算模块和后处理模块的使用。
结构计算模块利用有限单元法和其他计算方法对结构在静力、动力荷载作用下的内力分布进行分析,给出构件内力,以供用户作为设计时的参考依据。对于钢筋混凝土结构,结构计算模块还应确定构件的配筋量。结构计算模块应为提供读取内力、配筋等设计信息的接口,以方便后续程序进行利用。
后处理模块的主要内容包括:结构构件的详细设计,生成施工图,提供记录结构内力等信息的相关图表以便用户校核。后处理模块对结构构件进行的设计应符合构件的实际状态,应满足规范的构造要求。后处理模块应具有良好的图形生成和输出功能,能够生成符合设计和施工单位习惯,满足实际使用需要的施工图。后处理程序应提供良好的交互性,用户应能交互修改结构构件的细部设计。
3 CAD在工程制图中的应用
3.1 工程制图和计算机辅助工程制图
人类在表达思想、传递信息时,最初采用图形,后来逐渐演化发展为具有抽象意义的文字。这是人类在信息交流上的一次伟大革命。在信息交流中,图形表达比文字表达方式具有更多的优点。一幅图纸能容纳下许多信息,表达内容直观,一目了然,在不同的民族与地区具有表达思想的相通性,而且往往可以反映用语言、文字也难以表达的信息。
工程图是工程师的语言。绘图是工程设计乃至整个工程建设中的一个重要环节。然而,图纸的绘制是一项极其烦琐的工作,不但要求正确、精确,而且随着环境、需求等外部条件的变化,设计方案也会随之变化。一项工程图的绘制通常是在历经数遍修改完善后才完成的。
早期工程师们采用手工绘图。他们用草图表达设计思想,手法不一。后来逐渐规范化,形成一整套规则,具有一定的制图标准,从而使工程制图标准化。但由于项目的多样性、多变性,使的手工绘图周期长、效率低、重复劳动多,从而阻碍了建设的发展。于是,人们想方设法的提高劳动效率,将工程技术人员从烦琐的体力劳动中解放出来,集中精力从事开创性工作。例如,工程师们为了减少工程制图中的许多繁琐重复的劳动,编制了大量的标准图集,提供不同的工程图以备套用。
工程师们梦想着何时能甩开图板,实现自动化绘图,将自己的设计思想用一种简洁、美观、标准的方式表达出来。同时要求便于修改,易于重复利用,提高劳动效率。随着计算机的迅猛发展,工程界的迫切需要,计算机辅助绘图应运而生。早期的计算机辅助设计系统是在大型机、超级小型机上开发的,一般需要几十万甚至上百万美元,往往只有在规模很大的汽车、航空、化工、石油、电力、轮船等行业部门中应用,工程建设的设计领域各单位只能望其项背。进入80年代,微型计算机的迅速发展,使计算机辅助工程设计引入逐渐成为现实。计算机绘图是通过编制计算机辅助绘图软件,将图形显示在屏幕上,用户可以用光标对图形进行编辑和修改。由微机配上图形输入和输出设备以及计算机绘图软件,就组成一套计算机辅助绘图系统。
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