CAD技術(shù)在工程設(shè)計中的用法
CAD（Computer Aided Design，計算機(jī)輔助設(shè)計）出現(xiàn)在20世紀(jì)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(yīng)用只是出現(xiàn)在汽車制造、航空航天等大型公司。隨著電子設(shè)備和軟件系統(tǒng)的快速發(fā)展，CAD也得到了廣泛應(yīng)用。經(jīng)過長時間的發(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(shè)計到現(xiàn)在的3D立體繪圖設(shè)計�，F(xiàn)今，CAD已經(jīng)不再是簡單地用于設(shè)計繪圖方面，它已經(jīng)進(jìn)入到了設(shè)計者專業(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(jì)效益。隨著CAD軟件的廣泛應(yīng)用，掌握CAD軟件的基本操作和繪圖技巧是每個設(shè)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(jié)合AutoCAD軟件，對CAD軟件進(jìn)行簡單介紹。
2 CAD在工程設(shè)計中的優(yōu)勢分析
設(shè)計人員的勞動強(qiáng)度降低，繪制的圖形精確干凈。傳統(tǒng)的手工繪圖，設(shè)計人員經(jīng)常需要使用不同的畫筆、三角板、曲線尺等工具不斷的交替更換，并且一不小心就會出錯，這時修改的話不但費時費力，很有可能會使得圖形變得臟亂不堪。但是使用CAD繪圖就不會出現(xiàn)這些問題，你只需要手中一個鼠標(biāo)即可。
可以提高二維繪圖工作的效率。CAD軟件對為用戶提供了各種各樣的模版，設(shè)計者可以在繪圖過程中直接調(diào)用。在用CAD進(jìn)行復(fù)雜圖形設(shè)計時，設(shè)計人員只需要調(diào)用以往使用的信息，對其中的個別零件進(jìn)行重新設(shè)計和繪制，這就使得工程設(shè)計的效率得到了大大提升。
更加符合設(shè)計人員的設(shè)計過程。CAD技術(shù)能夠保障遵從人類的設(shè)計思維，隨時隨地地更改設(shè)計，使得設(shè)計師可以走一步看一步的夢想得到了實現(xiàn)。一般的機(jī)械設(shè)計師在設(shè)計時總是先構(gòu)思后表達(dá)，由于腦海中構(gòu)思出的產(chǎn)品形狀是三維的，因而直接建立反映產(chǎn)品真實幾何形狀的三維實體模型自然是理想的表達(dá)方式。CAD技術(shù)的應(yīng)用可使機(jī)械設(shè)計師更加專注于產(chǎn)品設(shè)計本身，而不是產(chǎn)品的圖形表示，符合機(jī)械設(shè)計師的創(chuàng)新意識，有利于設(shè)計的連續(xù)進(jìn)行。由于CAD三維設(shè)計得到的三維立體圖具有直觀、易于理解等特點，不僅能促進(jìn)機(jī)械設(shè)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(shè)計中的應(yīng)用
CAD利用計算機(jī)及其圖形設(shè)備幫助設(shè)計人員進(jìn)行設(shè)計工作。它被廣泛地應(yīng)用在工程設(shè)計CAD項目的管理、初步設(shè)計、分析計算、繪制工程、統(tǒng)計優(yōu)化等方面。下文就CAD技術(shù)在工程設(shè)計中的應(yīng)用進(jìn)行分析。
3.1 實現(xiàn)了實體建模
在CAD技術(shù)出現(xiàn)以前，設(shè)計人員只能憑借自身的想象來構(gòu)思設(shè)計方案，隨著CAD技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，使得實體設(shè)計這一想法得到了實現(xiàn)。計算機(jī)中的圖形就猶如活生生的實物一般出現(xiàn)在人們眼前，設(shè)計者設(shè)計的零件可以在計算機(jī)中動態(tài)地轉(zhuǎn)動，可以進(jìn)行虛擬的切割、打磨和焊接。設(shè)計者在與他人交流時一些復(fù)雜的圖形難以用語言來表達(dá)清楚，這時運用CAD技術(shù)繪制的圖形就可以使交流更加方便易懂。實體建模的實現(xiàn)，對設(shè)計者繪畫技能的要求不再那么苛刻，CAD軟件為設(shè)計者提供了一個自有標(biāo)準(zhǔn)件庫和零部件數(shù)據(jù)資源庫，還有特征體庫、緊固件庫等，還提供了構(gòu)造自由曲面的工具和方法，因此只要對模型進(jìn)行調(diào)用、編輯、修改、施加約束或復(fù)合操作，就可構(gòu)造出需要的工件。
3.2 智能CAD技術(shù)的應(yīng)用
隨著CAD技術(shù)的發(fā)展和人們需求的不斷提高，人工智能等各類技術(shù)逐漸融入到CAD系統(tǒng)中，形成了各種智能CAD系統(tǒng)。知識的應(yīng)用使CAD系統(tǒng)的“設(shè)計”功能和設(shè)計自動化水平大大提高，對產(chǎn)品設(shè)計全過程的支持程度大大加強(qiáng)，促進(jìn)了產(chǎn)品和工程的創(chuàng)新開發(fā)。智能CAD在運用知識化、信息化的基礎(chǔ)上，建立基于知識的設(shè)計倉庫，能夠為設(shè)計者在設(shè)計方面提供一些專業(yè)的知識與幫助，同時可以根據(jù)設(shè)計人員的意圖和要求智能地設(shè)計圖形、優(yōu)化設(shè)計方案�，F(xiàn)代設(shè)計的核心是創(chuàng)新設(shè)計，人們正試圖把創(chuàng)新技術(shù)和人工智能技術(shù)相結(jié)合應(yīng)用到CAD技術(shù)中，用智能設(shè)計、智能制造系統(tǒng)去創(chuàng)造性指導(dǎo)解決新產(chǎn)品。
3.3 三維CAD技術(shù)的應(yīng)用
傳統(tǒng)二維設(shè)計中一般將產(chǎn)品和工程設(shè)計圖紙看成是“點、線、圓、弧、文本……”等幾何元素的集合，系統(tǒng)內(nèi)表達(dá)的任何設(shè)計都變成了幾何圖形，這樣的設(shè)計往往缺乏立體效果。同時傳統(tǒng)設(shè)計中，僅僅是依靠已有的資料進(jìn)行借鑒和改造，設(shè)計常規(guī)，易給人一種呆板的感覺。而三維CAD技術(shù)的應(yīng)用，就可以使方案在設(shè)計階段充分利用專家系統(tǒng)及現(xiàn)代科技新理論，可以在軟件中建立各種機(jī)構(gòu)，進(jìn)行構(gòu)型對比和設(shè)計創(chuàng)新。同時三維CAD技術(shù)在計算機(jī)中將產(chǎn)品的實際形狀表示成為三維的模型，模型中包括了產(chǎn)品幾何結(jié)構(gòu)的有關(guān)點、線、面、體的各種信息，使模型從線框模型、表面模型到實體模型發(fā)展，從而使設(shè)計所表達(dá)的幾何體信息越來越完整和準(zhǔn)確，幫助設(shè)計者解決更加廣闊的設(shè)計范圍。 總之，CAD技術(shù)能夠被很好地應(yīng)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)展時期，必將會被更為有效的應(yīng)用，為工程施工提供有益的支持。
4 CAD技術(shù)在工程設(shè)計應(yīng)用中應(yīng)注意的問題
在未來發(fā)展中，CAD技術(shù)的應(yīng)用會變得更為有效，為了更好地促進(jìn)軟件的應(yīng)用，在使用過程中應(yīng)該對以下問題給予足夠的重視。
4.1 投資與管理的問題
CAD技術(shù)是施工企業(yè)發(fā)展過程中必須依靠的軟件，需要盡快加以普及和應(yīng)用。在此過程中要考慮對其的投入力度，要保證其能夠有效開展下去。與此同時，要極力避免盲目投資，減少設(shè)備閑置情況的出現(xiàn)。這樣才能更好地應(yīng)用CAD技術(shù)，獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益。CAD技術(shù)高水平應(yīng)用是將硬件設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)、各種CAD軟件包、電子圖庫、質(zhì)量保證體系、經(jīng)營管理、財務(wù)、培訓(xùn)等集成為一個整體系統(tǒng)，要充分保證上述環(huán)節(jié)的有效運行，從而發(fā)揮出系統(tǒng)的效益。
4.2 CAD應(yīng)用軟件的相關(guān)問題
在應(yīng)用CAD軟件時，由于市場上軟件種類較多，這就要求在選擇時需要進(jìn)行充分考慮：第一，要保證軟件功能能夠滿足設(shè)計需要，這是最為基礎(chǔ)的要求。第二，要保證軟件的'各種接口的有效性，包括文件轉(zhuǎn)換接口、外接接口等，同時要保證這些接口具有非常好的通用性。第三，要保證軟件的可開發(fā)性，為后期工作提供更為有效的支持，同時人機(jī)界面要較好，方便操作。只有這樣，CAD軟件的應(yīng)用和推廣才會更加有效。
另外，隨著CAD技術(shù)的不斷發(fā)展，計算機(jī)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(shè)計單位以設(shè)計系統(tǒng)和反應(yīng)敏感的決策系統(tǒng)。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(yīng)用和推廣過程中必將會出現(xiàn)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，CAD技術(shù)將會得到更為廣泛的應(yīng)用，其應(yīng)用效果會更為優(yōu)秀，可以為單位設(shè)計工作提供更為高效、便利、智能化的支持。
5 結(jié)語
CAD技術(shù)在工程設(shè)計中的應(yīng)用是非常廣泛的，它給工程設(shè)計人員的工作帶來了巨大的便利。在未來的發(fā)展過程中，科學(xué)技術(shù)是不斷發(fā)展的，每一個工程設(shè)計者都應(yīng)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，為客戶提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)和優(yōu)良的設(shè)計。
參考文獻(xiàn)
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