CAD技術在機械工程設計中的發展與應用

CAD技術在機械工程設計中的發展與應用

　　CAD 技術也叫做計算機輔助設計技術，指在進行設計的時候，工程師將計算機作為設計的工具的計算機技術的總稱。下面YJBYS小編為大家搜索整理了關于CAD技術在機械工程設計中的發展與應用，歡迎參考閱讀，希望對大家有所幫助!想了解更多相關信息請持續關注我們應屆畢業生培訓網!

　　CAD即Computer Aided Design，是計算機輔助設計的英文簡稱。在機械工程設計中，CAD技術的優勢主要體現在其強大的圖形繪制處理能力和精確快速的計算能力。機械設計已經擁有幾百年的歷史，在CAD技術出現以前，機械設計技術的發展進程相當的緩慢。傳統的機械設計方法以靜態分析和近似計算為主，采用經驗設計，并使用人工勞動，其設計周期長，設計的結果也差強人意，在激烈的市場競爭中難以脫穎而出，缺乏競爭力。而CAD技術作為現代設計方法的一種，為設計人員解開了諸多束縛，創造了一個便利快捷的設計平臺。人們的思維得到了解放，設計工作的強度也降低了不少。設計人員的創造性思維可以輕易的利用CAD技術來實現，復雜的分析計算過程也可以交給計算機來完成。而CAD技術自身功能的發展和完善，也擴大了其在機械工程設計領域中的應用范圍。

　　1.CAD技術在機械工程設計的發展

　　近年來，隨著計算機技術的不斷進步與更新，CAD技術的內容得到了不斷的豐富，各項功能也相應地增強了不少。另一方面，機械工程設計領域本身的廣泛性也給CAD軟件帶來了數量眾多的用戶。基于CAD技術本身的發展需求和廣大用戶的反饋要求，未來CAD技術必然向著標準化、集成化和智能化發展，其應用范圍也會越來越廣泛。

　　(1)標準化。

　　目前廣泛應用的CAD軟件包括AutoCAD、UG、Pro/Engineer、Unigraphics NX、solidworks、inventor以及Catia等。每個軟件都有一定數量的用戶人群。但是，大部分軟件的數據模型與其他軟件是不兼容的。這嚴重限制了行業內部的技術交流，給CAD資源的交互帶來了不小的障礙。所以數據模型的標準化和交換資源格式的標準化是未來CAD技術的必然要求，也是機械設計行業發展的必備條件。盡管CAD技術在標準化的進程上并未取得很大進展，但相信在不久的將來，設計人員可以利用不同的CAD軟件進行自由的交流，而這也必然會促進整個機械設計領域的蓬勃發展。

　　(2)集成化。

　　隨著數控加工技術以及現代設計方法的跳躍性發展，單純的計算機輔助設計已經不能滿足信息化時代的發展要求。人們迫切希望CAD技術可以與工程分析、工藝分析和設計以及產品制造之間擁有良好的接口，也就是所謂的CAD/CAPP/CAM/CAE的集成。目前的部分CAD軟件已經具備了這些集成功能。設計人員可以直接導入利用CAD技術設計的模型，進行結構力學性能的分析，并結合數控機床進行加工工藝的分析和設計，并最終生產制造。集成化的CAD技術充分利用了現代計算機優秀的計算能力，將設計人員從繁瑣的分析計算中解脫出來，進一步提高了設計效率，縮短了產品的設計周期。

　　(3)智能化。

　　如同編程方法的不斷進步一樣，智能化是CAD技術將設計人員進一步從傳統設計方法中解脫出來的又一必然趨勢。產品模型的設計中，采用特征造型和參數設計的方式，可以使設計人員自由的發散自己的思維，而不用去考慮其中的內在聯系。在一些三維CAD軟件中，用戶可以直觀的看到自己設計的成果，既方便了創造性設計思維的產生，又可以輕易地發現設計不合理的地方。

　　2.CAD技術在機械工程設計中的應用

　　作為現代機械工程設計最主要也最重要的設計手段，CAD技術的應用主要體現在計算機輔助繪圖、計算機輔助建模、工程分析以及結構優化等方面。

　　(1)計算機輔助繪圖。

　　計算機輔助繪圖是CAD技術在機械工程設計中最早的應用，也是最基本的功能。傳統的手工繪圖工作量大，且圖紙的質量受到諸多外界因素的影響，其準確性和美觀性都難以得到保證。而利用CAD軟件中自帶的豐富的圖形庫和繪圖命令，可以輕易畫出高質量的工程圖。且打印出來的圖紙整潔清晰，易于保存。計算機輔助繪圖使得廣大繪圖人員可以不再需要長時間伏案繪圖，減輕了繪圖工作的勞動強度。同時，充分利用CAD軟件中的圖形庫和功能完備的繪圖命令，可以大大提高工程圖繪制的效率。

　　(2)計算機輔助建模。

　　計算機輔助建模是現代CAD技術的重要內容，也是現代機械工程設計的核心部分。利用三維CAD軟件的建模模塊，設計人員可以建立所要設計產品的立體模型，甚至其相關尺寸都是真實的，只不過在計算機中以一定的比例顯示而已。三維建模是機械工程設計人員進行產品開發和設計的有力武器。利用三維CAD技術，采用特征造型和參數設計的手段，設計人員能夠在計算機的虛擬環境中進行產品模型的直觀設計。尤其是在產品的裝配階段，三維造型的優勢顯得尤為突出。在傳統設計階段，設計人員只能充分發揮自己的空間想象能力來在腦海中構建自己設計的模型。這樣的設計出現差錯和失誤是在所難免的，而這些錯誤又往往難以提前發現�？赡苤钡疆a品的裝配階段，人們才會發現原始設計中的遺漏和隱患，從而嚴重影響了產品的設計質量和設計效率。這些問題在CAD技術中的三維建模功能面前迎刃而解。設計人員只需將建立的產品模型裝配在一起，就可以發現其結構或者功能上的不合理之處，并及時進行修正，即提高了設計效率，又保證了設計的可行性。

　　(3)工程分析和結構優化。

　　產品的力學性能分析和結構優化是進行優化設計必不可少的內容。而有限元分析和動力學分析等現代設計方法的發展，促使CAD技術在工程分析和結構優化功能上進行拓展。目前眾多的CAD軟件已經提供了與ansys等有限元分析軟件的接口。用戶可以直接將利用三維CAD技術建立的產品模型導入到有限元分析軟件中，在給定的負載下對產品模型進行工程分析。然后以工程分析的結果為基礎，優化產品的結構。這種分析和優化的設計方法在復雜結構產品的優化設計過程中體現出巨大的優勢。

　　總之，CAD技術給機械工程設計領域帶來了一次技術上的革命，設計周期的不斷縮短以及設計創意的井噴式爆發，推動機械工業進入到一個新的發展紀元。隨著計算機技術的不斷發展，CAD技術也將更加完善，其在機械工程設計中的應用也必然更加廣泛。目前我國的CAD技術發展和應用水平雖然取得了不小的進步，但與國際先進水平仍有一定的距離。這就需要我們加大對于CAD技術的研究和開發力度，為我國的工業化進程奠定堅實的技術基礎。

【CAD技術在機械工程設計中的發展與應用】相關文章：

CAD技術在機械工程設計中的應用07-10

CAD技術在機械工程設計中的發展與運用07-19

CAD技術在機械設計中的應用09-18

CAD制圖技術在機械工程中的應用08-21

CAD技術在公路工程設計中的應用解析06-07

CAD技術在工程設計中的用法10-06

三維CAD技術在機械設計中的應用10-28

CAD制圖技術在機械工程中的開發和應用11-05

機械工程中CAD制圖技術的開發與應用08-11

Auto CAD在機械設計中的應用10-24