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AutoCAD在科学和工程中的几点应用

已有 5681 次阅读 2014-7-24 12:14 |个人分类:研学小记|系统分类:科研笔记|关键词:学者| 研究, 设计, 工程

AutoCAD在科学和工程中的几点应用

                                                                         邹谋炎

    大家知道AutoCAD是一个很常用的机械结构设计软件,它在工程和科学中有若干特别的用处,可能引起你的兴趣。

1、              微波和微电子制造的常用设计工具。

AutoCAD可以与常用的仿真、设计、加工制造系统直接接口,如微电子制造中的核心设备图形发生器、掩膜刻图/曝光设备、数控机床/加工中心、微波CAD用高频结构仿真软件(HFSS)和其他微波仿真计算软件。

笔者于80年代曾帮助从事声表面波滤波器研制的妻子的设计工作。先用Fortran进行设计计算和性能仿真。设计出的版图是由大量宽度只有几十微米线条组成的阵列,它们要以铝线条阵列的形式制作在压电晶体基片上。使用C能够容易地将版图数据绘制出来,用于刻制红膜。而用AutoCAD也能容易地完成这个任务。特别是,在AutoCAD中内含了一个缩版的LISP软件,使用它能够完成全面的自动作图,并且能够直接和刻图机相联。后来在北京找到更先进的掩膜制版方法:使用图形发生器,而且AutoCAD文件能够被图形发生器直接接受。

2000年以后,笔者开始微波系统研究,为发展产品做准备。我安排和鼓励学生们用HFSS对自行设计的微波部件进行仿真,这些部件的结构图可以用AutoCAD制作出来,并且被HFSS接受。我在设计24GHz微带阵列天线和微波收发电路过程中,先用MATLAB进行设计计算和性能仿真。在性能仿真满足要求后,即可生成设计的结构图或版图设计数据。利用C容易将结构图或版图绘制出来。但用AutoCAD+LISP能够更方便地将版图自动绘制出来。AutoCAD绘制的版图能够被PCB制版软件接受,例如Protel,转换成PCB制版文件,就可以交付PCB制版商完成制版任务了。

 

2、工程计算的简易工具    

在工程设计中常常需要处理立体几何相关的计算,包括三角计算。利用AutoCAD可以节省脑力劳动。只要按尺寸关系绘制出立体几何关系,将它在每个测量平面上进行局部展开,各种数据:长度、角度可以直接用标注方法测量出来,达到你希望的高精准度。

同时,AutoCAD容许你在一个页面上做出多个关联设计,避免尺寸不相容的错误或对设计优劣进行直接评估。

 

    3、大量数据分析的辅助工具  

           这是笔者希望给读者推荐的一种应用。如果你面临处理一大堆数据,例如上百个甚至更多组数据样本,如果这些数据样本能够以图表、曲线、图像方式表现出来,你可能希望有一个大的桌面,称为“数据摊”,把这些曲线、图像一个个摆出来,供你一览无余。你会发现,AutoCAD最好用。AutoCAD容许插入各种图表、曲线、图像,位置随意放置、缩放自如、随意滚动,随意在任何位置添加说明、注释。使你能够方便地进行数据比较,特征识别、测量、分类、标识。虽然其他的结构设计工具也能达到这些目的,但AutoCAD是相对比较简单好用的一种。

   笔者体会:研究者多会一点工具会开阔一点思路。顺便,如果只会使用工具而缺少理论基础,例如对微波部件就难以提供原始设计,自己写仿真程序也不大可能,那还叫设计?

 



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