CAD技術(shù)在工程設計中的用法

　　CAD（Computer Aided Design，計算機輔助設計）出現在20世紀60年代，是美國麻省理工大學(xué)提出的交互式圖形學(xué)的研究計劃。最初，CAD的應用只是出現在汽車(chē)制造、航空航天等大型公司。隨著(zhù)電子設備和軟件系統的快速發(fā)展，CAD也得到了廣泛應用。經(jīng)過(guò)長(cháng)時(shí)間的發(fā)展，CAD技術(shù)不斷改進(jìn)和完善，也進(jìn)行了許多的創(chuàng )新，從最初的二維繪圖設計到現在的3D立體繪圖設計�，F今，CAD已經(jīng)不再是簡(jiǎn)單地用于設計繪圖方面，它已經(jīng)進(jìn)入到了設計者專(zhuān)業(yè)知識中更“智能”的部分。

　　1 AutoCAD概述

　　在工程制圖中使用CAD后，不但能提高繪圖效率，而且可以創(chuàng )造良好的經(jīng)濟效益。隨著(zhù)CAD軟件的廣泛應用，掌握CAD軟件的基本操作和繪圖技巧是每個(gè)設計者的必修課。AutoCAD是工程制圖人員普遍使用的繪圖軟件，下面就結合AutoCAD軟件，對CAD軟件進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。

　　2 CAD在工程設計中的優(yōu)勢分析

　　設計人員的勞動(dòng)強度降低，繪制的圖形精確干凈。傳統的手工繪圖，設計人員經(jīng)常需要使用不同的畫(huà)筆、三角板、曲線(xiàn)尺等工具不斷的交替更換，并且一不小心就會(huì )出錯，這時(shí)修改的話(huà)不但費時(shí)費力，很有可能會(huì )使得圖形變得臟亂不堪。但是使用CAD繪圖就不會(huì )出現這些問(wèn)題，你只需要手中一個(gè)鼠標即可。

　　可以提高二維繪圖工作的效率。CAD軟件對為用戶(hù)提供了各種各樣的模版，設計者可以在繪圖過(guò)程中直接調用。在用CAD進(jìn)行復雜圖形設計時(shí)，設計人員只需要調用以往使用的信息，對其中的個(gè)別零件進(jìn)行重新設計和繪制，這就使得工程設計的效率得到了大大提升。

　　更加符合設計人員的設計過(guò)程。CAD技術(shù)能夠保障遵從人類(lèi)的設計思維，隨時(shí)隨地地更改設計，使得設計師可以走一步看一步的夢(mèng)想得到了實(shí)現。一般的機械設計師在設計時(shí)總是先構思后表達，由于腦海中構思出的產(chǎn)品形狀是三維的，因而直接建立反映產(chǎn)品真實(shí)幾何形狀的三維實(shí)體模型自然是理想的表達方式。CAD技術(shù)的應用可使機械設計師更加專(zhuān)注于產(chǎn)品設計本身，而不是產(chǎn)品的圖形表示，符合機械設計師的創(chuàng )新意識，有利于設計的連續進(jìn)行。由于CAD三維設計得到的三維立體圖具有直觀(guān)、易于理解等特點(diǎn)，不僅能促進(jìn)機械設計師的思維深入，而且也便于與他人進(jìn)行交流。

　　3 CAD技術(shù)在工程設計中的應用

　　CAD利用計算機及其圖形設備幫助設計人員進(jìn)行設計工作。它被廣泛地應用在工程設計CAD項目的管理、初步設計、分析計算、繪制工程、統計優(yōu)化等方面。下文就CAD技術(shù)在工程設計中的應用進(jìn)行分析。

　　3.1 實(shí)現了實(shí)體建模

　　在CAD技術(shù)出現以前，設計人員只能憑借自身的想象來(lái)構思設計方案，隨著(zhù)CAD技術(shù)的出現和發(fā)展，使得實(shí)體設計這一想法得到了實(shí)現。計算機中的圖形就猶如活生生的實(shí)物一般出現在人們眼前，設計者設計的零件可以在計算機中動(dòng)態(tài)地轉動(dòng)，可以進(jìn)行虛擬的切割、打磨和焊接。設計者在與他人交流時(shí)一些復雜的圖形難以用語(yǔ)言來(lái)表達清楚，這時(shí)運用CAD技術(shù)繪制的圖形就可以使交流更加方便易懂。實(shí)體建模的實(shí)現，對設計者繪畫(huà)技能的要求不再那么苛刻，CAD軟件為設計者提供了一個(gè)自有標準件庫和零部件數據資源庫，還有特征體庫、緊固件庫等，還提供了構造自由曲面的工具和方法，因此只要對模型進(jìn)行調用、編輯、修改、施加約束或復合操作，就可構造出需要的工件。

　　3.2 智能CAD技術(shù)的應用

　　隨著(zhù)CAD技術(shù)的發(fā)展和人們需求的不斷提高，人工智能等各類(lèi)技術(shù)逐漸融入到CAD系統中，形成了各種智能CAD系統。知識的應用使CAD系統的“設計”功能和設計自動(dòng)化水平大大提高，對產(chǎn)品設計全過(guò)程的支持程度大大加強，促進(jìn)了產(chǎn)品和工程的創(chuàng )新開(kāi)發(fā)。智能CAD在運用知識化、信息化的基礎上，建立基于知識的設計倉庫，能夠為設計者在設計方面提供一些專(zhuān)業(yè)的知識與幫助，同時(shí)可以根據設計人員的意圖和要求智能地設計圖形、優(yōu)化設計方案�，F代設計的核心是創(chuàng )新設計，人們正試圖把創(chuàng )新技術(shù)和人工智能技術(shù)相結合應用到CAD技術(shù)中，用智能設計、智能制造系統去創(chuàng )造性指導解決新產(chǎn)品。

　　3.3 三維CAD技術(shù)的應用

　　傳統二維設計中一般將產(chǎn)品和工程設計圖紙看成是“點(diǎn)、線(xiàn)、圓、弧、文本……”等幾何元素的集合，系統內表達的任何設計都變成了幾何圖形，這樣的設計往往缺乏立體效果。同時(shí)傳統設計中，僅僅是依靠已有的資料進(jìn)行借鑒和改造，設計常規，易給人一種呆板的感覺(jué)。而三維CAD技術(shù)的應用，就可以使方案在設計階段充分利用專(zhuān)家系統及現代科技新理論，可以在軟件中建立各種機構，進(jìn)行構型對比和設計創(chuàng )新。同時(shí)三維CAD技術(shù)在計算機中將產(chǎn)品的實(shí)際形狀表示成為三維的模型，模型中包括了產(chǎn)品幾何結構的有關(guān)點(diǎn)、線(xiàn)、面、體的各種信息，使模型從線(xiàn)框模型、表面模型到實(shí)體模型發(fā)展，從而使設計所表達的幾何體信息越來(lái)越完整和準確，幫助設計者解決更加廣闊的設計范圍。 總之，CAD技術(shù)能夠被很好地應用于工程施工中，大大降低了施工量，有效地提升了施工效率，在新的發(fā)展時(shí)期，必將會(huì )被更為有效的應用，為工程施工提供有益的支持。

　　4 CAD技術(shù)在工程設計應用中應注意的問(wèn)題

　　在未來(lái)發(fā)展中，CAD技術(shù)的應用會(huì )變得更為有效，為了更好地促進(jìn)軟件的應用，在使用過(guò)程中應該對以下問(wèn)題給予足夠的重視。

　　4.1 投資與管理的問(wèn)題

　　CAD技術(shù)是施工企業(yè)發(fā)展過(guò)程中必須依靠的軟件，需要盡快加以普及和應用。在此過(guò)程中要考慮對其的投入力度，要保證其能夠有效開(kāi)展下去。與此同時(shí)，要極力避免盲目投資，減少設備閑置情況的出現。這樣才能更好地應用CAD技術(shù)，獲得更大的經(jīng)濟效益。CAD技術(shù)高水平應用是將硬件設備、網(wǎng)絡(luò )、各種CAD軟件包、電子圖庫、質(zhì)量保證體系、經(jīng)營(yíng)管理、財務(wù)、培訓等集成為一個(gè)整體系統，要充分保證上述環(huán)節的有效運行，從而發(fā)揮出系統的效益。

　　4.2 CAD應用軟件的相關(guān)問(wèn)題

　　在應用CAD軟件時(shí)，由于市場(chǎng)上軟件種類(lèi)較多，這就要求在選擇時(shí)需要進(jìn)行充分考慮：第一，要保證軟件功能能夠滿(mǎn)足設計需要，這是最為基礎的要求。第二，要保證軟件的各種接口的有效性，包括文件轉換接口、外接接口等，同時(shí)要保證這些接口具有非常好的通用性。第三，要保證軟件的可開(kāi)發(fā)性，為后期工作提供更為有效的支持，同時(shí)人機界面要較好，方便操作。只有這樣，CAD軟件的應用和推廣才會(huì )更加有效。

　　另外，隨著(zhù)CAD技術(shù)的不斷發(fā)展，計算機輔助管理變得更為重要。在新的發(fā)展形勢下，更加智能化，具有管理效力的軟件變得更為有效，能夠提供給設計單位以設計系統和反應敏感的決策系統。這樣就能夠方便單位更加有效地進(jìn)行管理，也更加便于操作和掌控。在這種情況下，CAD技術(shù)在應用和推廣過(guò)程中必將會(huì )出現一次革新，需要對自身的工作環(huán)境進(jìn)行更新和完善，相信在不久的將來(lái)，CAD技術(shù)將會(huì )得到更為廣泛的應用，其應用效果會(huì )更為優(yōu)秀，可以為單位設計工作提供更為高效、便利、智能化的支持。

　　5 結語(yǔ)

　　CAD技術(shù)在工程設計中的應用是非常廣泛的，它給工程設計人員的工作帶來(lái)了巨大的便利。在未來(lái)的發(fā)展過(guò)程中，科學(xué)技術(shù)是不斷發(fā)展的，每一個(gè)工程設計者都應該運用先進(jìn)的技術(shù)，在各自的崗位發(fā)揮自己最佳的水平，為客戶(hù)提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)和優(yōu)良的設計。

　　參考文獻

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