Програмне забезпечення САПР — компонент САПР.
Загальна характеристика Як правило, в машинобудуванні САПР мають багатомодульну структуру. До складу розвинених САПР входять підсистеми:
геометричне (графічне) ядро (прикладами є Parasolid і ACIS); підсистема двовимірної (2D) графіки, яка використовується перш за все для отримання креслярської документації; підсистема 3D твердотілого (об'ємного) моделювання. Саме в ній реалізуються процедури конструктивної геометрії з використанням базових елементів форми; підсистема 3D поверхневого моделювання, яка використовується для проєктування деталей зі складними поверхнями (лопатки турбін, корпусу літаків, автомобілів, кораблів і т. ін.) яку називають підсистемою промислового дизайну; спеціалізовані модулі, орієнтовані на проєктування виробів певного типу, наприклад штампів, деталей із листових матеріалів, литих виробів і т. ін.; підсистема САМ для проєктування технологічних процесів, синтезу програм для обладнання з ЧПУ, моделювання механічної обробки і т. ін.; база даних, включаючи архівні та довідкові підсистеми; підсистема інженерного аналізу, що включає програми типу Ansys і Adams для моделювання виробів на мікро- і макрорівнях; підсистема імпорту й експорту (обміну) даних із підтримкою низки використовуваних графічних форматів; підсистема PDM управління даними й проєктуванням.
Приклади реалізації проєктних функцій і процедур у сучасних MCAD (MechanicalComputer-AidedDesign) Система Unigraphics — універсальна система геометричного моделювання та конструкторсько-технологічного проєктування, в тому числі розробки великих зборок, розрахунків на міцність і підготовки конструкторської документації. У ній використовується концепція майстер-процесів — засобів інтерактивного проєктування, що враховують особливості конкретних програм. У конструкторської частини (підсистема CAD) є засоби для твердотілого конструювання, геометричного моделювання на основі сплайнів моделей поверхонь, створення креслень по 3D-моделі, проєктування зборок (в тому числі з сотнями і тисячами компонентів) з урахуванням асоціативності, аналіз допусків і таке інше. Як графічне ядро використовується Parasolid. У технологічній частині (підсистема САМ) передбачено розробку керуючих програм для токарної й електроерозійної обробки, синтез й аналіз траєкторій інструменту при фрезеруванні для три- і п'ятикоординатної обробки, при проєктуванні прес-форм і штампів та ін. Для інженерного аналізу (підсистема САЕ) в систему включені модулі аналізу міцності з використанням МСЕ з відповідними препроцесорами і постпроцесорами, кінематичного й динамічного аналізу механізмів з визначенням сил, швидкостей і прискорень, аналізу ливарних процесів пластичних мас тощо.
Система CATIA V5 використовується на етапах від створення концепції виробу до технологічної підтримки виробництва й планування виробничих ресурсів. У системі реалізовані поверхневе і твердотіле 3D-моделювання та оптимізація характеристик виробу. Використовується оригінальне графічне ядро CNEXT. Можливі фотореалістична візуалізація та відновлення математичної моделі з матеріального макета. Система може бути масштабована. Пропонуються типові конфігурації, в тому числі варіанти для повнофункціонального наскрізного проєктування складних виробів і проєктування комплектуючих на невеликих і середніх підприємствах. До особливостей системи можна віднести наявність модуля формалізації знань, спрямованих на оптимізацію конструкцій і процесів проєктування, і антропологічного модуля для моделювання деяких параметрів людини в людино-машинних системах.
SolidWorks– середнього рівня система для твердотілого параметричного проєктування механічних конструкцій, яка побудована на графічному ядрі Parasolid. Синтез конструкції починається з побудови опорного тіла за допомогою операцій типу видавлювання, протягування або обертання контуру з подальшим додаванням і/або відніманням тих чи інших елементарних тіл. Використовується технологія граничного моделювання (B-representation) з аналітичним або сплайновим описом поверхонь. При проєктуванні збірок на основі бібліотек елементів форми (БЕФ) можна задавати різні умови взаємного розташування деталей, автоматично контролювати зазори й відсутність взаємоперетинів деталей. У систему входить модуль оцінки міцності Cosmos/Works.
Істотною перевагою системиSolid Edge є високий ступінь інтегрованості з системою високого рівня Unigraphics, так як системи підтримує одна і та ж компанія, у них використовується одне і те ж графічне ядро. Технологія конструювання в Solid Edge аналогічна іншим у розвинених системах. В останніх версіях системи реалізовано синхронне геометричне моделювання. Конструктивні елементи задаються у вигляді перетинів 3D-форми; ці перетини витягуванням або обертанням перетворять у модель деталі.
AutoCAD — ця система автоматизованого 3D-проєктування і 2D-креслення розроблена компанією Autodesk. Система та її спеціалізовані додатки знайшли широке застосування в машинобудуванні, будівництві, архітектурі та інших галузях промисловості. Ранні версії AutoCAD оперували невеликим числом елементарних об'єктів, такими, як кола, лінії, дуги і текст, з яких утворювалися складніші. ТомуAutoCAD заслужив репутацію «електронного кульмана», яка залишається за ним і дотепер. Однак на сучасному етапі можливості AutoCAD дуже великі і набагато перевершують можливості «електронного кульмана».
Двовимірне проєктування AutoCAD як і раніше дозволяє використовувати елементарні графічні примітиви для отримання складніших об'єктів. Крім того, програму можна використовувати для роботи з анотативними об'єктами (розмірами, текстом, позначеннями). Використання механізму зовнішніх посилань (XRef) дозволяє розбивати креслення на складові файли, за які відповідальні різні розробники, а динамічні блоки розширюють можливості автоматизації 2D-проєктування звичайним користувачем без використання програмування. Починаючи з версії 2010, в AutoCAD реалізована підтримка двовимірного параметричного креслення.
Поточна версія програми (AutoCAD 2016) включає в себе повний набір інструментів для комплексного тривимірного моделювання (підтримується твердотіле, поверхневе й полігональне моделювання). AutoCAD дозволяє отримати високоякісну візуалізацію моделей. Також у програмі реалізовано управління тривимірним друком (результат моделювання можна відправити на 3D-принтер). До складу AutoCAD 2016 включена програма InventorFusion, яка реалізує технологію прямого моделювання. AutoCAD WS — безкоштовний інтернет-додаток на базі хмарних обчислень, а також програма для пристроїв на ОС й OS (iPad, iPhone), що дозволяє переглядати й редагувати файли формату DWG, завантажені в онлайн-сховищеAutoCAD WS Onlineworkspace, при цьому набір інструментів для редагування досить обмежений. У AutoCAD 2016 передбачена можливість прямого зв'язку з даним сервісом. Слід зазначити, що відсутність тривимірної параметризації не дозволяє AutoCAD безпосередньо конкурувати з машинобудівними САПР середнього класу, такими як Inventor, SolidWorks та іншими.
Система Inventor призначена для твердотільного параметричного проєктування, орієнтована на розробку великих зборок із сотнями й тисячами деталей, має розвинену бібліотеку стандартних елементів. Система Inventor побудована на графічному ядрі ACIS (на базі цього ядра в Autodesk створено власне ядро ShapeManager). Синтез 3D-моделей можливий видавлюванням, обертанням, по перетинах, по траєкторіях. Із 3D-моделі можна отримати 2D-креслення та специфікації матеріалів. Підтримується колективна робота над проєктом, в тому числі в межах однієї й тієї ж зборки. Передбачена автоматична перевірка кінематики, розмірів деталі з урахуванням положення сусідніх деталей у зборці. Зручність роботи конструкторів обумовлена тим, що асоціативні зв'язки задаються не шляхом опису операцій із параметрами і рівнянь, а безпосередньо визначенням форми і положення компонентів.
У сполученні із програмами Inventor і Solid Edge можна використовувати програму кінцево-елементного аналізу Cosmos/DesignSTAR, за допомогою якої проводять аналіз деформованого стану деталей, стаціонарних і нестаціонарних теплових процесів, динаміки рідин і газів, низькочастотних електромагнітних полів, визначають власні частоти коливання конструкцій.
У системі Pro/Engineer базові модулі конструкторського проєктування призначені для твердотільного і поверхневого моделювання, синтезу конструкцій із базових елементів форми, підтримки параметризації й асоціативності, проєкційного креслення й розробки креслень із проставлянням розмірів і допусків. Користувач може поповнювати бібліотеку оригінальними моделями. Для системи розроблено графічне ядро GraniteOne. Додаткові модулі конструкторського проєктування мають чітку, але вузьку спеціалізацію. Прикладами таких модулів можуть бути модулі конструювання панелей із композиційних матеріалів, розробки штампів і ливарних прес-форм, трубопровідних систем, зварних конструкцій, розводки електричних кабелів і джгутів. Модулі функціонального моделювання використовуються як пре- і постпроцесори в програмах кінцево-елементного аналізу (нанесення сітки кінцевих елементів, візуалізація результатів аналізу), аналізу теплового стану конструкцій, оцінки вібростійкості та ін. Основні модулі технологічного проєктування служать для моделювання технологічних процесів фрезерної, токарної, електроерозійної обробки й для розробки постпроцесорів для систем управління обладнанням з ЧПУ, хоча CAM-засоби в Pro/Engineer не є сильною стороною системи.
Особливістю нової версії системи Pro/Engineer, що називається Wildfire, є використання Internet для організації спільного проєктування, в тому числі для організації відеоконференцій розробників. Помітно спрощений інтерфейс користувача завдяки введенню ієрархії піктограм. CAD-системою комп'ютерної алгебри, що має простий й інтуїтивний для використання інтерфейс користувача, є MathcadPrimeкомпанії PTC, яка у 1986 році створила революцію в цифровому 3D-моделюванні та зробила інжинірингову підготовку виробництва загальнодоступною і простою. Тепер перевірені рішення PTC допомагають компаніям легко трансформувати свій підхід до створення, експлуатації та обслуговування виробів.
PTC MathcadPrime — це краще рішення для ведення інженерних обчислень, яке одночасно дозволяє вести самі обчислення й документувати їх, істотно знижуючи ризик появи «дорогих» помилок. PTC MathcadPrime дозволяє інженерам займатися проєктуванням, виконувати обчислення та документувати роботу у форматі, що легко читається, зручному для спільного й повторного використання. MathcadPrime відрізняється від попередніх версій надійністю, простотою використання, володіє всіма функціональними можливостями, необхідними для вирішення комплексних завдань, що вимагають застосування математичного апарата. У процесі інженерної діяльності значно спрощено використання обчислень в MathcadPrime завдяки «безшовній» інтеграції MathcadPrimeіз всесвітньо відомими інженерними та офісними додатками. Все це полегшує спільну роботу інженерів на всіх етапах розробки, рішення завдань верифікації, сертифікації та публікації інженерних документів. Результатом використання MathcadPrime є прискорення процесів розробки виробів більш ніж на 40 %, підвищення їх якості, краща відповідність споживчим вимогам і стандартам. MathcadPrime використовується в усіх сферах економічної діяльності та є якісним інструментом для підвищення прибутковості та конкурентоспроможності підприємств.