计算机辅助设计及工程分析精选(九篇)

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第1篇：计算机辅助设计及工程分析范文

随着计算机辅助设计技术日益成熟和发展，计算机辅助设计技术开始广泛应用于各行各业当中。特别是机械设计制造业，由于计算机辅助设计技术的应用而发生了翻天覆地的改变。不仅大大提升了工作效率，同时保障了机械设计的精准度。到了今天，计算机辅助设计技术已在机械设计领域当中有了广泛的应用，已成为了趋势，对机械制造业的发展有着无可替代的重要作用。笔者就通过论述机械设计中计算机辅助设计技术的应用，提出几点建议，希望可以为我国的机械制造业的进步提供帮助。

关键词：

计算机辅助设计技术；机械设计；信息技术；计算机；CAD

随着科技不断发展，人们的生活方方面面都发生了改变。计算机信息技术对人类的生产、生活都有着至关重要的影响。目前，随着各种计算机辅助技术的成熟，在各行各业当中都发挥了极高的应用价值。其中计算机辅助设计技术主要的工作原理是通过计算机技术的强大运算能力和图形生成能力辅助技术人员开展工作，最终达到提高工作效率和工作质量的目的。如今，在机械设计、航天航空、建筑与化工机械方面都有了广泛应用。计算机辅助技术的普及，不仅使工作机械的效率大大提升，同时也使工作质量有了明显的提高。本文通过对机械设计当中计算机辅助技术的应用进行讨论，希望可以为相关从业者提供帮助和参考。

1计算机辅助技术在机械设计当中的应用

计算机辅助设计技术一般被称作CAD，是用来辅助设计人员完成工作的计算机技术以及设备，其中包括了五个方面，即设计、建模、方针、协作、集成五部分。在这里面还包括了一些细化的内容，例如优化设计、概念设计、计算机辅助图画、计算机方针技术管理等。其中计算机辅助绘图技术是CAD中应用最为成熟、广泛的领域。最初计算机辅助设计技术仅仅局限在计算机辅助图形绘画领域，后来随着计算机技术的发展，逐渐得到了广泛应用。特别是近几年，计算机辅助技术已是机械工程当中的重中之重，是开展机械工程工作的基础和前提。不管是图形优化、编辑设计还是数据的存储分析，如今都离不开计算机辅助设计技术，下面就计算机辅助设计技术在机械设计当中的实际应用进行分析探讨。

1.1计算机辅助设计技术在机械系统参数分析中的应用

在机械设计当中，机械系统毫无疑问是十分重要的一环。一般情况下，可以采用VB6.0平台应用计算机辅助设计技术。例如，一般在分析全液压推土机的各种系统参数时，往往采用的方法是用系统计算牵引性能、液压系统速度、校正和效能等数据。

1.2计算机辅助设计技术在机械零件的制造过程中的应用

机械工程当中，零件，毋庸置疑是一切的基础、基石、根基。因此，在机械工程当中，往往需要设计大量繁杂和不同的零件。而这些零件则需要非常庞大的计算量，需要十分长的工时才能完成。而应用计算机辅助技术，只需要采用autoCAD、VisualBasic等平台来开发作图绘画，利用计算机强大的运算功能直接优化和修改零件。可以大大提升工作效率和零件的精准度，一般性的机械零件往往都是采用这种方法。

1.3计算机辅助设计技术在机械设备中的应用

在机械设计当中，需要大量计算量的还有机械模具的设计，应用计算机辅助设计技术可以完美解决。首先了解注塑模具的设计特点，通过计算机辅助设计技术了解注塑模具性质、功能和各项指标。通过计算机技术来解决设计模具当中的问题，让机械设备的模具设计变得便捷、准确。

1.4计算机辅助设计技术在机械制造中的应用

计算机辅助设计技术在机械制造当中的应用，还包括了三维模型的构建、图形符号和绘图。由于大部分机械设计过程往往比较复杂，需要应用很多符号和图形，这就必须依靠计算机辅助设计技术来完成，除了可以让设计人员的工作变得简单快捷之外，还可以消除设计当中的一些错误和问题，从而让机械设计的设计结果精确度大大提升。而计算机辅助设计技术应用于绘图工作当中，为机械设计提供了极大的帮助，缩短了绘图时间，提高了工作效率，也提高了工作质量。计算机辅助设计技术还可以应用于机械设计当中的三维立体模型构建。应用计算机辅助设计技术将设计产品立体地展示在人们面前，有利于进行更准确的信息分析。将设计结果形象、直观地呈现出来，一方面提高了现代机械设计的精确度，另外一方面可以解决在机械设计过程当中产生的各种其他问题。

2计算机辅助设计技术在实际的机械设计中的实践应用

在汽车的制造过程当中，汽车覆盖模具是影响整辆车质量的一个重要因素，在工艺上对于汽车覆盖模具的要求十分严格，特别是对于汽车覆盖模具的设计图纸与实体模型的一致性要求较高。如果说实际的模具和设计图纸存在一定差距，就属于不合格的汽车覆盖模具，需要不断返工，这样就会降低工作效率、增加工作成本，甚至对于产品在市场当中的反馈和影响也不好。但应用计算机辅助设计技术，就可以根据具体的情况修正和改进图纸的相关参数，可以及时完善实体模具的结构，极大保证了设计图纸与实体模型之间的高度一致性，避开了返工之类的现象，节省了资源，提高了工作质量与工作效率。

3计算机辅助技术在机械设计当中的优势

随着计算机辅助设计技术的广泛应用，各行各业都因为计算机辅助设计技术的应用而得到了飞速前进。如今，计算机辅助设计技术已成为了人们日常生活中、生产当中必不可少的工具。而在机械设计当中，计算机辅助设计技术的优势充分展现出来。

3.1计算机辅助设计技术与人脑思维相互适应

在设计过程中，一般都是先进行大脑的构思，在脑中产生一个立体的想法，然后再表达出来。而计算机辅助设计技术所使用的三维实体技术，可以真实、直观地将产品呈现出来。利用设计人员的思维表达，让设计人员有更多的时间去致力于产品研发和设计，而不是费力去思考、构建一个产品的形象表达，实现了产品设计的连续性，更提高了设计师的创新思维能力和想象力。计算机辅助设计技术所构架的三维立体图让设计变得更深入、思维更广泛、交流更简单。

3.2计算机辅助设计技术便于提升机械设计中整体质量

随着机械技术的不断发展，计算机辅助设计技术已逐渐与机械产品产生有机结合。首先，计算机辅助设计技术实现了装配环境下的零件设计，确保了相邻零件之间的完美结合，减少不匹配和单独设计的情况发生，让整个过程变得方便、快捷。同时在需要修改零件时，可通过计算机辅助设计技术将零件修正的全过程用动画或者平面的方式呈现出来，提高了过程的透明度，让整个修改过程十分方便。新技术的应用不仅大大提高产品的设计水平，还可以通过对机械设计中对象的形状描述、大小和位置信息的确定，将设计对象的几何形状和工作环境表达出来，能够大大提高产品质量。

3.3计算机辅助设计技术便于提高机械设计的效率

通过计算机辅助设计技术中三维机械设计技术的应用，可以更直观和迅捷地解决复杂的几何造型问题。通过计算机辅助设计技术利用简单的几何体就能计算出复杂的几何体，降低了工作强度，缩短了整个设计周期。而在进行全新的机械设计时，只需要重新设计和制造其中的部分零件就能够完成任务，大部分的零件依旧按照以往的情况使用，极高提升了设计工作效率，降低了设计工作的难度。

4结语

科技日新月异，各行各业都发生了巨大的变化。对于机械领域来说也一样，计算机辅助设计技术在机械设计中的应用为机械行业带来了巨大的变革，在未来已成为一种趋势。本文通过各个方面描述了机械设计当中计算机辅助技术的应用，希望可以通过这篇文章，为我国的机械行业发展带来帮助。

参考文献

[1]厉勇.浅谈计算机辅助设计软件在机械设计中的应用[J].中国科技纵横,2014(7):64.

[2]张胜文,吴永麟.成组技术在船用柴油机零件工艺设计中的应用研究[J].现代制造工程,1996(1):21-23.

[3]郑长松,谢昱北,郭军.SOLIDWORKS2006中文版机械设计高级应用实例(附光盘)[M].北京:机械工业出版社,2006.

第2篇：计算机辅助设计及工程分析范文

关键词:载体 计算机辅助设计 制造 分析

中图分类号:TN410 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)08(a)-0172-01

实践教学是学校教学工作的重要组成部分,是深化课堂教学的重要环节,是学生获取、掌握知识的重要途径[1]。强化实践教学,全面提高学生工程训练质量,突出学生的实践动手能力培养[2-3]。

计算机应用已经渗透到了机械产品生产的各个环节。利用计算机可以进行产品的计算机辅助设计(Computer Aided Design)、计算机辅助绘图(Computer Aided Drawing)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助工程分析(CAE)、计算机辅助工艺规划(CAPP)、产品数据管理(PDM)、企业资源计划(ERP)等。

成都理工大学工程技术学院是由中国核工业西南物理研究院与成都理工大学在“产、学、研”全面合作的基础上强强联合,于2000年创办的全日制普通高等本科院校,是一所立足于工科应用型人才培养的本科院校。作为应用型本科院校,强调学用结合,重视将知识直接转化为现实的生产力。以立足地方、扎根四川、服务西南、面向全国,突出为地方经济建设和社会发展服务,以培养具有扎实的理论知识基础,具有较强专业实践能力和创新意识的应用型高级专门人才为目标,在满足应用型人才的培养质量与特色上下工夫。注重服务地方,巩固发展专业特色。

1 计算机辅助设计实践教学现状

针对我院培养应用型、技能型高级技术人才为主,计算机辅助设计实践教学现状如下。

(1)实践教学体系陈旧,教学内容、方法和手段单一,不适应当前独立学院应用型人才培养要求。目前独立学院执行的计算机辅助设计实践体系中,实践教学内容比较单一,所涉及的知识面较窄,计算机辅助设计各软件间缺乏相互的关联性和交互性,也缺乏创新意识。

(2)实践教学与企业实际应用有一定差距,实践教学中,绝大部分教师缺乏工程背景,在进行计算机辅助设计实践教学时,只是采用教材中的实例进行分析、讲解、训练,不能与企业实际应用相吻合。

(3)实践教学中缺乏实际的载体,通常是教师随意的去选择某一个图形或零件,使学生在进行计算机辅助设计、制造、加工、装配、分析过程中,没有得到系统性的训练,使设计、制造、加工、装配分析环节脱节,不能循序渐进,不利于学生提高计算机辅助设计、制造、加工、装配、分析能力。

2 以科研项目为契机,研制放射源取样机

核工业西南物理研究院主要研究受控核聚变[6],其实验对象主要是具有放射性的放射源,主要置于乐山基地的放射源裤中,做实验时首先应从源库中将试样取出,在取样过程中,以前都是人工取样,这样对人的身体危害很大,2007年,核工业西南物理研究院进行科研立项—— 研制放射源取样机[7],采用距离保护措施,使放射性对实验人员的身体危害降到最低。此项目由学院承接,于2009年底完成。

待取的试样是放射源,由于其有放射性,被置于起吊容器中,放在源库的地下深0.5m的区域内,以减少对人体的危害。取样机工作时,首先将整个取样机通过脚轮移动到合适的位置然后将抓取系统7的抓取组件张开,通过驱动电机2经过蜗杆减速器1进行降速增扭驱动回转系统6,将抓取系统7调整到合适的位置,再通过升降系统5使抓取系统7匀速下降,待抓取系统7中的传感器探测到密封容器的信号源时,升降系统5停止运动,使抓取系统7缓慢抓合,抓钩将可靠抓入压力容器的把手上,通过升降系统5向上提升,由回转总成摆正位置,将密封容器置于工作台上,再将抓取系统7张开,完成一次取样过程。

3 以放射源取样机为载体,全面提高我院学生计算机辅助设计、制造、分析能力

放射源取样机中包含多种机构,如蜗轮蜗杆、螺旋传动、曲柄滑块机构等,主要由箱体类零件,轴类零件、钣金类零件、丝杆、蜗轮、蜗杆组成,以放射源取样机为载体,更改不同参数,让学生根据自己的所学知识,进行改进和创新设计,用CAD软件绘制总装图和零件图,再通过Pro/E等三维软件进行制作三维数字样机,并进行仿真运动分析,再选用典型零件采用三维软件进行仿真虚拟加工,形成数控加工NC代码,针对重要零件采用ANSYS有限元分析软件分析应力、应变分析。通过机械CAD、计算机图形学、机械制造工程基础训练和虚拟制造分析课程设计等实践教学环节,全面提高我院学生计算机辅助设计、制造、分析能力,大力提高学生的设计、工艺、加工、装配、计算和分析能力,更好地适应行业发展和社会对应用性人才的需求。

4 结语

以社会需求和行业发展为导向,在虚拟设计、制造、加工、装配的实践教学环节中,以放射源取样机为载体,全面贯穿整个实践教学环节使教学内容具体化,虚拟过程更现实化,训练对象实际化,更新教学体系,强化学生和教师的工程背景,全面提高我院学生计算机辅助设计、制造、分析能力,更好地实现我院应用型人才培养目标,满足社会需求。

参考文献

[1]周海,葛友华,朱龙英.计算机辅助机械设计综合实验教学改革探索[J]．盐城工学院学报,2005.

第3篇：计算机辅助设计及工程分析范文

关键词 计算机辅助设计 景观设计 教学改革 商丘学院

中图分类号：G424 文献标识码：A

随着信息技术的发展，计算机辅助设计软件被广泛应用到各行各业，也因设计成果直观生动、效果逼真而受到设计人员的欢迎。设计软件的应用不但大大提高设计效率，某种程度地改变着人们对设计的认识和理解。作为当前的景观建筑设计行业，计算机辅助设计充当重要的角色，对园林设计及表达方法产生了深远的影响。

对于园林专业的学生而言，园林计算机辅助设计是一门必修课程，与景观设计，建筑设计及园林工程等课程结合紧密，成为从事学习设计类专业的必备技能。提高对计算机辅助设计的重视程度，加强实践教学研究，切实提高学生计算机应用技能，是非常必要的。笔者结合自身教学实践和切实体会，对园林专业计算机辅助设计课程设置及教学方法有以下见解。

1 课程性质与学习目标

本课程是园林、风景园林和城市规划等专业基础课阶段的一门专业必修课。通过该课程的学习，使学生在具有一定的美术及专业知识的基础上，运用计算机进行设计创意与表达的一门辅助学科，为景观规划设计、建筑设计、园林工程设计专业课程服务。

2 教学内容组成

通过对一般的景观方案设计流程研究得知，一套相对完整的设计成果分为方案平面图、分析说明图、意象效果图及后期施工图等。对一般性项目的设计工作过程进行任务分解，主要的软件应用体现在三方面：信息采集录入操作，效果表现与传达，模型设计与漫游。

根据当前景观设计专业软件应用情况，结合学生学习实际，不断比较优选，按照“必要，够用，易学”的原则，最终选定目前业内应用最广泛的设计软件作为学习内容，即AutoCAD，Photoshop，Skechup 三大板块。

分析园林设计应用实际，对三大软件进行知识点提取优化，将常用够用的绘图工具和编辑命令作为学习重点，注重操作技巧的传授，同时设置大量具体专业意义的操作练习。

三大板块的学习内容要求如表1：

3 课程安排与要求

园林计算机辅助设计的一门技能型课程，必须通过大量的练习，才能熟练掌握和提高技巧性。为了更好地提高学生学习主动性，自觉性，通过实践调查发现，将计算机辅助设计和其他设计类课程如景观规划设计、建筑设计同时或先于开设，非常有利于学生学习。比如，将计算机辅助设计开设在第4或5学期，在学生学习了一定的专业基础课程如园林制图、园林设计初步获得一定的专业认知后，具备基本的设计能力，为主干设计课程打下一定基础。

4 实践教学环节设计

根据专业性质和技能要求，结合课程内容设计具有针对的专题练习非常重要，一方面可以补充专业知识，帮助学生提高专业认知度和学习目标性；另一方面，通过完成任务进一步驱动学生主动学习的自觉性，提高学习效率。教学为了实现这一目标， 主要教学过程设计有以下三种：

4.1 设计图临摹描绘

临摹原意是按照原作仿制书法和绘画作品的过程。临摹的过程如同对照着一图描绘，可以非常有效地学习计算机绘图的技法。在学习AutoCAD知识板块时，要求学生进行描图训练，自由选择一份景观设计或建筑设计作业，通过CAD绘图，编辑等操作完成电子版转换，完成输出打印。

4.2 案例目标驱动式教学

借助典型设计实例剖析，使学生掌握园林景观的绘制方法和规则，最直观地接触到实际的园林项目，例如，设置实际场地作为设计题目让学生去规划设计及表达。在学习Photoshop时，基于CAD底图进行PS平面图，立面图、分析图、局部效果图渲染及方案文本制作等，使学生系统地学习和体验设计过程，加强各部分内容的学习连贯性。

4.3 强化操作训练，手把手辅导教学

结合专业实际，遵循实用至上的原则，认真研究将最主要、最基本、最常用的功能和技巧强化学习，然后再求拓展。采用多媒体与实验室综合教学形式，边演示边操作，给学生留出足够的时间去实践，在不断的练习中巩固运用，快速提高绘图熟练程度，增强学生们的学习信心和兴趣。

5 加强课程联动性研究，开展多渠道协同教学

在综合应用设计时，任课教师应加强与建筑设计或景观设计课程教师的沟通，寻求课程结合点，共同研究课程相关性，设定难度适当的课程设计项目，协同指导，从而鼓励学生大胆创新，以多种形式完成课程设计表达，最终使学生所学知识的融会贯通，综合应用，提升专业素质。

此外，积极组织专业技能设计大赛，开发应用设计活动，拓展设计视野，通过兴趣小组形式激励学生进一步掌握计算机辅助设计能力，如校徽设计大赛， LOGO平面设计，毕业海报设计等，开拓学生展现自我的渠道，为学生表达创新设计能力搭建舞台。

6 结语

园林学生专业课的学习是一个具有联系性、综合性的过程，不但是各类专业理论知识的掌握，更需要通过综合练习来锻炼学生应用操作能力。所以，加强工作任务及过程的分析研究，把握课程本质相关性，技能联系性，将园林计算机辅助设计教学与相关设计类课程紧密结合起来，充分利用目标驱动式教学方法，实现理论教学和工作实际无缝对接，将是提高学生学习效率，保证教学质量的重要途径。

参考文献

[1] 张朝阳.浅谈园林设计中园林效果图的制作与应用.林业调查规划，2005.30（5）：101-103.

[2] 计成（明代）.赵农注释.园冶图说.山东画报出版社，2003.1.

[3] 赵燕.虚拟现实技术在环境艺术中的应用.桂林工学院学报，2002.7.22（3）.

第4篇：计算机辅助设计及工程分析范文

关键词：计算机辅助设计 发展 应用

中图分类号：TH 文献标识码：A 文章编号：1007-0745（2013）05-0147-01

一、计算机辅助设计的内涵及分类

CAD――计算机辅助设计Computer Aided Design，是指工程技术人员以计算机为辅助工具来完成产品设计过程中的各项工作，如草图绘制、零件设汁、装配设计、工装设计、工程分析等。三维技术是一项建模技术，它是将产品的物理模型转化为产品的数据模型，并把建立的数据模型存储在计算机内供后续的计算机辅助技术所共享，驱动产品生命周期的全过程。就目前三维技术可实现的功能而言，它是由在设计人员进行产品概念设计的基础上从事产品的几何造型分析，完成产品几何模型的建立，然后抽取模型中的有关数据进行工程分析和计算。

根据模型的不同，CAD系统一般分为二维CAD和三维CAD系统。二维CAD系统一般将产品和工程设计图纸看成是“点、线、圆、弧、文本”等几何元素的集合，系统内表达的任何设计都变成了几何图形，所依赖的数学模型是几何模型。二维CAD系统一般由图形的输入与编辑、硬件接口、数据接口和二次开发工具等几部分组成。CAD软件 除计算机本身的软件如操作系统、编译程序外，CAD主要使用交互式图形显示软件、CAD应用软件和数据管理软件3类软件。

三维CAD系统的核心是产品的三维模型。三维模型是在计算机中将产品的实际形状表示为三维的模型，模型中包括了翻转架的几何结构的有关点、线、面、体等实际结构特点的各种信息。计算机三维模型的描述经历了从线框模型、表面模型到实体模型的发展，所表达的几何信息越来越完整和准确，能解决“设计”的范围越来越广。

在机械设计中，CAD系统是进行工程绘图的一个很好的软件平台。CAD在机械设计尤其是机械制图的应用特点，主要体现在以下几个方面： 一是建立图层，方便控制图形的线条特性等；二是可以很方便地绘制直线、圆、圆弧、多边型等基本图形；三是可以对基本图形进行镜像、阵列、修剪、复制、旋转、缩放等 各种编辑操作，以形成复杂的图形；四是可以将常用零件和表转件分别建立元件库，当需要绘制这些图 形时，可以直接插入，而不必再重复绘制；五是可以方便地将已有的零件图组装成装配图；六是可以方便地通过装配图拆分出零件图；七是可以设置绘图环境，是机械图形的线条宽度、线型、文字样式 等满足国家机械制图标准。另外，CAD系统在二维视图、三维建模、渲染显示、数据库管理、Internet通信等方面的无缝整合更为出色。

二、计算机辅助设计的国内外现状

当今，国外计算机辅助设计领域的软件发展迅速，开发和应用的时间也较长，所以它们发展比较成熟，现在基本上已经占领了国际市场.近年来，我国CAD技术的开发和应用取得了长足的发展，除对许多国外软件进行了汉化和二次开发以外，还诞生了不少具有自主版权的CAD系统。

计算机辅助设计指利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作 ，简称CAD。 在工程和产品设计中，计算机可以帮助设计人员担负计算、信息存储和制图等项工作。在设计中通常要用计算机对不同方案进行大量的计算、分析和比较，以决定最优方案；各种设计信息，不论是数字的、文字的或图形的，都能存放在计算机的内存或外存里，并能快速地检索；设计人员通常用草图开始设计，将草图变为工作图的繁重工作可以交给计算机完成；由计算机自动产生的设计结果，可以快速作出图形显示出来，使设计人员及时对设计作出判断和修改；利用计算机可以进行与图形的编辑、放大、缩小、平移和旋转等有关的图形数据加工工作。CAD 能够减轻设计人员的劳动，缩短设计周期和提高设计质量。

CAD是一种技术，其中人与计算机结合为一个问题求解组，紧密配合，发挥各自所长，从而使其工作优化与每一方。CAD是一个系统，人们根据系统功能的要求，用有限的特征来描述问题，通过形式化用计算机的数据结构来表达特征，并将用数据结构描述的特征数据存放在数据库之中。CAD 技术正向标准化、集成化、智能化方向发展。一些标准的图形接口软件和图形功能相继推出，为CAD 技术的推广、软件的移植和数据共享起了重要的促进作用；系统构造由过去的单一功能变成综合功能，出现了计算机辅助设计与辅助制造联成一体的计算机集成制造系统；固化技术、网络技术、多处理机和并行处理技术在CAD中的应用，极大地提高了CAD系统的性能；人工智能和专家系统技术引入CAD，出现了智能CAD技术，使CAD 系统的问题求解能力大为增强，设计过程更趋自动化。现在，CAD 已在电子和电气、科学研究、机械设计 、软件开发、机器人、服装业、出版业、工厂自动化、土木建筑、地质、计算机艺术等各个领域得到广泛应用。

三、计算机辅助设计存在的问题

我国CAD技术的应用依然存在着许多不足： 不少的企业对CAD的认识还仅仅停留在绘图阶段，从而使CAD产生的效益尚未得到充分发挥； CAD软件应用人员参差不齐，不能让CAD软件得到的高效率应用；在引进CAD技术时存在着盲目性倾向；引进的CAD系统的二次开发跟不上，致使引进软件的效率不能完全发挥；国内CAD技术水平还处于高技术集成和向产业化、商品化过渡的时期，自主开发的模具CAD系统商品化程度不够高，功能和稳定方面与国外先进软件还有很大差距。

第5篇：计算机辅助设计及工程分析范文

一、引言

上个世纪 90 年计算机辅助设计（Auto-CAD）应用软件的普及，给现代工业设计带来了前所未有的变革：计算机应用改变了机械、电子、建筑、服装等行业设计的绘图方式、出图方式，变革了产品设计的工作方式，提高了设计效率，影响了产品的表现方法，加速了产品文化与社会各方面的交流，并不断地在设计过程中影响设计人员的工作方式和思维方式。在机械设计领域中，无论是使用 CAD 绘制零件图；还是采用Pro/E来直观、生动地表现机械内部结构等手段都已经大量应用到工业设计工作中。应用计算机辅助设计软件已经成为产品设计人员的一项基本工作技能，现在大多数的高等院校基本上都开设了计算机辅助设计相关课程，并深受学生的喜爱。

二、《工程制图》与《计算机辅助设计》课程体系比较

《工程制图》是机械类必修的专业基础课。它包括两部分内容：即画法几何和工程制图。画法几何是制图课程的理论基础，主要任务是研究在平面上表达空间立体形体的图示方法以及在平面上解答空间几何问题的图解方法。画法几何的典型特点是理论性、系统性强，较为抽象。《工程制图》主要是对画法几何理论研究的具体应用，研究阅读、表达和绘制机械零件形体内外部分的工程图。这门课程的主要任务是培养学生的空间想象和逻辑思维能力，不断提高学生“阅读” 和“绘制”零件图的能力。

机械CAD即计算机绘图。在产品或零件的设计过程中，工程设计人员由构思至初步设计、由结构计算验算至绘出各类零件均可通过计算机完成。如今机械CAD 已经在工程设计的各个领域中得到广泛的应用，它基本取代了以前徒手绘图设计方式。熟练整合后的教学内容，包括理论教学和实践教学两个模块。其中理论运用计算机进行辅助设计，已成为工程技术人员的一项基本素质。因此教学模块，以实际专业需求为原则，适当减少画法几何、工程制图的学时，在高校内对机械工程专业的学生开设《计算机辅助设计》课程，就是使其熟练运用二维绘图软件来绘制产品和零件结构图，为今后的毕业设计和工作设计打下扎实的基础。

三、《工程制图》与《计算机辅助设计》三维的融合教学

《工程制图》课程教学基本要求指出计算机二维绘图和三维造型是适应现代化建设的新技术，对学生以后掌握计算机辅助设计技术有着重要的影响。我们在教学实践中寻求工程制图与计算机绘图的有效融合方式，有利于提高学生的实践能力，培养其工程意识、创新意识。

《工程制图》课程和三维CAD内容联系紧密，三维CAD是一种工具，它最终目的是表达工程形体和生成二维工程图样，两者是休戚相关的。不过由于工程图学与三维建模不是同步产生的，因此工程图学传统内容与现代三维CAD等有关内容之间缺乏协调统一，使工程图学传统内容与现代三维CAD有效融合、渗透，使工程制图、计算机绘图融会贯通，是工程制图改革的必然趋势。

虽然CAD实体建模与工程制图紧密联系，但在教学中不能顾此失彼，在兼顾传统教学优点的同时，注意适当引入三维CAD。具体做法：面向三维CAD组织教学内容；把三维CAD技术融入工程制图教学中。加强对三维形体的构型、想象、分析和表达训练，为学生形象思维和创新思维提供广阔的空间。这样不仅有利于后续课的学习，也缓解了课程多学时少的矛盾。

四、《计算机辅助设计》在机械设计教学中的应用实际效果

1.使课程教学模式和方法发生变化传统的工程制图的教学模式利用语言的表达、二维图纸以及多媒体的应用进行方案的构思、推敲、修改与完善。自从引入了计算机辅助设计，它强化了整个教学过程 ，提高了设计效率和出图质量，使教师教学模式更生动，学生学习氛围更活跃，有助于探索出一种既突出能力培养，又融知识能力与素质于一体的新型科学教学模式。在新型教学模式下，教师在教学过程中的主导作用得到明显有效地发挥，学生的主体地位得到充分保证和体现。

2.建立新型互动平台，增加教学活动中的互动性在教学过程中既存在教师和学生的互动，也有学生和学生的互动，只有建立几方面顺畅的沟通交流平台，才有助于设计的进一步开展。常规的沟通交流方法是利用二维平面图和剖面图来推敲空间的整体结构，这必然加长了设计思维的耗时，也造成思维的不连续性。然而利用计算机技术不但可以提供更为迅速直观的模型 ，甚至也可以在模型上及时进行直接交流，得出方案。例如Pro/E 软件可以使师生之间通过三维模型进行直接交流 ，或是通过变换模型视角来进行观察 ，从而真正实现实时显示、实时交流。这种交流方式的训练更有助于学生们毕业后尽快进行角色的转变 ，适应当前的工作岗位。

3.激发学生热情 ，加深其对零件的理解一方面，直观的教学器具、方法促进了学生对零件的认识，充足的网络资源和信息开拓了学生们的视野，增加了他们的学习兴趣；另一方面 ，学生具有的接受新事物的能力，也使得他们对新的计算机技术具有浓厚的兴趣，这些都有助于教学的开展和深化。

第6篇：计算机辅助设计及工程分析范文

【关键词】CAD/CAM 课程改革 项目设计与开发

一、“UG计算机辅助设计与制造”课程项目设计的思路

（一）以能力为本位，突出“能力目标”

“UG计算机辅助设计与制造”课程是高职机械、机电、模具、数控等制造类专业课程体系中的核心课程，本课程的能力目标旨在培养学生构建三维实体造型的产品开发能力、自动编程和数控加工的应用能力，课程目标充分体现了现代高等职业教育人才的培养规格和要求。

（二）以项目课程为载体，突出“任务训练”

在新的项目教学模式中，应突出任务训练，让学生尽快进入实践操作，体验工作效果，以预先设置的一系列项目或任务为载体，让学生在做中学，边学边做。这样既可以提高学生的学习兴趣，又能培养学生在工作中不断学习的良好习惯，使学生在工作岗位上可持续发展。

（三）以学生训练为主线，突出“学生主体”

一门课程的学习效果，绝不能只看教师上课教了些什么东西，而要看学生到底学到了多少东西，学生才是学习的主体。在课程项目设计中应充分认识到这一点，最好是将学生未来职业岗位上和本课程相关的内容作为训练项目，让学生能积极主动地参与到这些项目中来，自己动手、动脑跟随教师去完成项目，通过训练使学生学到知识、掌握技能、提升能力。

二、“UG计算机辅助设计与制造”课程项目开发的实施

根据上述课程项目的设计思路，“UG计算机辅助设计与制造”课程项目开发流程如下图所示。

（一）企业岗位对学生的职业能力要求

根据对企业职业岗位的调研，“计算机辅助设计与制造”课程对学生的职业能力要求主要有以下几方面：1.了解计算机辅助设计基础理论和发展方向；2.掌握UG软件的安装、使用方法；3.具有对一般复杂程度的机械零部件（包括曲面零件）进行实体建模的能力；4.具有绘制工程图的能力；5.具有装配建模的能力；6.具有一定模具设计、平面铣削和钣金设计能力；7.能对一般模具零件进行自动编程。

（二）制定适合岗位需求的课程标准

依据“数控专业工作任务与职业能力分析表”中的典型工作所需职业能力设置课程内容，实现教学内容与生产过程衔接。其总体设计思路是打破以知识传授为主要特征的传统学科课程模式，转变为以工作任务为中心组织课程内容，让学生在完成具体项目的实施过程中学会完成相应工作任务，并构建相关理论知识，发展职业能力。本课程的设计是以三维零件的建模及加工为线索来进行，通过对常见机械零件（包括曲面零件）的实体建模、装配、仿真加工等训练，培养学生对相关职业岗位的适应能力。

（三）项目化课程的设计与开发

基于项目训练的“UG计算机辅助设计与制造”课程设计与开发是以“能力本位，任务训练，学生主体”为思路，将一个典型的工作任务转化为一系列的学习任务而形成的教学项目式训练。以工作过程为主线，以学生训练为主体，以培养学生职业能力为目的，真正使职业能力的培养融于平时的教学训练中。在课程设计与开发中应着重做好以下几方面：

确定本课程的整体目标，深刻理解项目化设计的内涵。精心做好项目设计，开发编制《UG计算机辅助设计与制造》，整体化设计校本教材。

具体操作中，在广泛调研的基础上，根据“UG计算机辅助设计与制造”的实施性课程标准，梳理了知识目标和技能要求，我们决定选择台虎钳的设计与加工为本课程的贯穿综合项目，主要通过零件二维草图的绘制和三维模型的造型和加工，培养学生的CAD/CAM能力。同时考虑到知识的全面性，还增加了水杯、手机、印章等零件模型设计与制造作为能力训练的辅助项目，以使学生更全面地掌握该课程的知识及应用。具体见下表：

三、课程项目开发和实施的几点思考

（一）训练项目的选择要有代表性

在本例中，选择台虎钳的设计为贯穿课程的大项目。其中前十个任务为设计模块的基础知识，“任务十一”部分由学生自行改造设计台虎钳，可以从外形上改造，也可以从结构原理上改造，训练学生对所学知识的综合应用能力。后面四个任务是对前面大项目的补充，补充课程职业能力要求中曲面建模和数控加工自动编程的相关知识。

（二）训练项目的选择要有时代性

第7篇：计算机辅助设计及工程分析范文

【关键词】计算机辅助设计；塑形钛板；颅骨修补 文章编号：1004-7484（2013）-12-7060-02

颅骨损伤是脑出血手术及颅脑损伤手术常见的术后不良症状，导致颅骨的防御功能消失，并对患者面部美观度造成严重影响。颅骨损伤易引发心理负面及神经症状，表现出头痛、记忆力下降、易疲劳、眩晕、抑郁和对声音震动敏感等，因此需要进行修补，实现其功能和美观度的恢复[1]。本文选择我院收治的80例颅骨修补术患者进行研究，对计算机辅助设计个体化塑形钛网修补和传统手工塑形修补的应用效果进行了对比，现将研究结果报告如下。

1资料和方法

1.1一般资料选择我院2010年3月至2012年3月之间收治的需要行颅骨修补的患者80例进行本次研究，按照随机分组原则划分为观察组40例，采用计算机辅助设计个体化塑形钛网，对照组40例，采用常规手工方法进行塑形设计；80例患者中，男43例，女37例，年龄14-56岁，平均35岁；颅骨缺损面积在5×5cm至15×16cm之间；颅骨缺损原因包括，颅脑损伤术后33例，脑内血肿清除术后30例，颅骨骨折清创术后27例；颅骨缺损部位情况：额颞顶部40例，颞部10例，额部8例，顶部7例，颞顶部7例，枕部8例。两组患者在年龄、性别、颅骨缺损原因、位置等一般资料方面的对比无显著差异（P>0.05），具有可比性。

1.2修补方法观察组患者采用计算机辅助设计个体化塑形钛网进行颅骨修补，对照组采用常规手工塑形方法进行修补。观察组患者术前采用CT对头部进行360度扫描，将CT扫描所获得的数据输入计算机进行处理；计算机辅助设计软件根据数据对患者头部外形进行三维重建，并对颅骨缺损部位生成需要的塑形钛网三维模型，设计出补片的形状；在此三维模型数据指导下，利用现代化的数控机床进行个体化钛网的制作；利用模具对材料进行压制成型后，进行最后的裁剪修补，使其最大限度的符合颅骨缺损处修补的需要[2]。切开头皮，将头皮与硬脑膜之间进行分离，超出需要修补范围1cm左右；将经过塑形的钛网覆盖与颅骨待修补处，采用钛钉进行固定；中心采用丝线对钛网进行悬吊，皮下设置引流管，防治皮下积液；术后给予常规抗感染等护理措施，术后48h内对引流情况进行观察，尽早拔除。对照组患者采用传统手工塑形方法进行手术。

1.3观察指标两组手术时间、术中钛钉使用数量、术后头部外形满意度、住院时间等指标进行观察；对两组患者术后切口愈合、感染、皮下积液、钛网移动、排斥反应等并发症的发生情况[3]。

1.4统计方法采用SPSS13.0统计软件进行统计，组间比较采用t进行检验，计量资料采用（χ±s）进程表示，P

2结果

对比结果显示，观察组采用计算机辅助设计个体化塑形钛网进行颅脑修补，较对照组采用常规手工手法进行修补，效果更好，在住院时间、钛钉使用量、住院天数方面显著少于对照组，在外形美观满意度方面显著高于对照组，对比差异显著，具有统计学意义P

3讨论

导致颅骨缺损的原因很多，有其多见于去骨瓣减压术后，是神经外科常见病，需要进行颅骨修复，以恢复其保护和美观功能。进行颅骨修补的材料包括自体颅骨和异体材料，自体骨虽具有相容性高、排斥反应小和患者易接收等诸多优点。但自体颅骨来源有限，且对剥离和长期保存的技术要求较高，因此并不能满足临床颅骨修补手术的需要。异体材料包括有机玻璃和骨水泥等，由于生物相容性较差、塑形不理想等及并发症较多等，在临床以不再使用。钛板应用于颅骨修补，具有其特殊的优势，自身性质稳定、无毒、耐侵蚀、无过敏反应、无炎性反应、生物相容性好等突出优点。钛板还具有强度高、韧性好、不含铁、能透过射线因此可以接受X线和CT检查等优点，置入颅骨后，纤维细胞可以在钛板微孔中进行生长，从而使两者合二为一[4]。钛网的空隙较大，有利于术后肉芽组织在其中贯穿，有效缓解颅内压。计算机技术的发展，使得医师可以借助计算机首先对获得的患者头部外形数据进行三维模型重现，在数据指导下进行钛网加工，实现了常规手工塑形不能实现的满意塑形效果，实现钛网与颅骨的完美结合，满足患者的美观度要求。

本组研究中，观察组患者采用计算机辅助设计个体化塑形钛网用于颅骨修补，较采用常规手工塑形修补的对照组，取得了更为显著的临床效果，因此表明其具有良好的临床应用价值，是未来颅骨修补技术发展的重要方向，需要进一步加强应用和推广。

参考文献

[1]季庆，李佳，郝继山等.计算机辅助设计的个体化塑形钛网用于颅骨修补的临床研究[J].中华创伤杂志，2009，23（4）：12-13.

[2]刘寿堂，李连，韦红恩等.计算机辅助设计个体化塑形钛网修补大面积额颞顶部颅骨缺损16例[J].中国组织工程研究与临床康复，2009，12（48）：15-16.

第8篇：计算机辅助设计及工程分析范文

[关键词]计算机辅助技术；颅面骨缺损；整形

[中图分类号]R622 [文献标识码]A [文章编号]1008-6455（2013）01-0093-03

Application of computer aided technique in plastic treating craniofacial bone defect

ZHUO Lei，WANG Chun-lan，ZHAO Yu，FAN Xin-yu

（Department of Plastic Surgery，The First Affiliated Hospital of Anhui Medical University，Hefei 230022，Anhui，China）

Abstract： Objective To explore the cosmetology plastic effects of computer aided design and computer aided manufacture technology in repairing craniofacial bone defect. Methods From September 2003 to November 2011 the first affiliated hospital of anhui medical university plastic surgery treated 9 cases who suffering craniofacial bone defects，all of the patients were repaired by computer aided technology，every patient had a preoperative cranial thin-section CT scan and then the images were taken three-dimensional reconstruction，and then the Data was transfered to the manufacturer，Created personalized 3 D implants and repaired craniofacial bone defect. Results The computer aided technology was applieded in craniofacial bone defect plastic repair，would shorten the operation time and reduce the postoperative complications. The patient's head face shape closed to physiological state and promoted the effect of cosmetology. Conclusion Computer aided technology were used to repair craniofacial bone defect can avail the satisfactory plastic effect.

Key words：computer aided technique；craniofacial bone defect； plastic

随着经济的发展开放性颅脑损伤或火器性穿透伤所致颅面骨缺损越来越多，部分患者因颅内压高去骨瓣减压或颅面骨病变切除致颅面骨缺损，以及颅面骨畸形导致头面部外观形态改变从而影响美观，也会对患者的心理产生不利影响，使其生活质量下降。近年来，利用计算机辅助设计（computer aided design，CAD）和计算机辅助制作（computer aided manufactured，CAM）技术，采用个性化三维塑形钛网修补颅面骨缺损，不仅延续了骨组织的完整性，而且缩短了麻醉和手术时间，塑形满意度提高，达到了很好的美容效果。现将我科自2003年9月至2011年11月应用计算机辅助技术设计个性化三维塑形钛网进行修补颅面骨缺损取得很好效果的临床研究报道如下。

1 资料和方法

1.1 一般资料：本组病例共9例，其中男性6例，女性3例；年龄18～45岁，平均34岁。所有患者应用计算机辅助设计和制作技术进行个性化塑形钛网修补。

1.2 术前准备

1.2.1 颅面骨的CT扫描、三维重建：所有颅面骨缺损患者术前采用美国GE公司64排128层螺旋CT，均以层厚0.625mm，层距0.625mm进行扫描，必须显露骨窗周边2cm以上，应包括缺损部位以及对称的健侧。将所得二维数据由GE ADW4.4工作站选择骨窗图像经多平面重组及容积再现后进行多角度观察，形成颅面骨的三维重建模型，得到颅面骨解剖原型，将所得三维几何模型数据按STL格式输出供下一步的计算机辅助设计和制作。

1.2.2 计算机辅助设计和制作：将所得的三维重建数据传送至计算机辅助设计系统，设计出颅面骨缺损的原始模型，在计算机上模拟手术过程，设计个体化手术模板、个性化植入体，验证术后患者颅面骨恢复的形态。再将数据传至数字化钛板制作公司，利用计算机辅助制作技术制作出超出骨缘0.5～1cm的个性化三维塑形钛网。将钛网送手术室高压消毒备用。

1.3 手术方法：所有患者均采用气管插管全身麻醉，颅骨和颧骨缺损者大多沿原手术切口入路，另行切口时需考虑原手术瘢痕对皮瓣血运的影响。剥离皮肌瓣时，应避免皮瓣过薄而出现血供不足坏死，也应注意勿造成硬脑膜破损，以免引起脑脊液漏，如有破损硬脑膜应严密缝合或修补硬脑膜。显露缺损区骨缘约1.5cm，电凝彻底止血后，将个性化塑形钛网按形状置于缺损处，达到与骨创缘严密贴合，钛钉固定。皮瓣下放置引流管一根持续负压引流。术后予以抗炎，止血等常规治疗，术后48h拔出引流管，术后1周拆线。

2 结果

2.1应用计算机辅助设计技术制作的个性化钛网与颅面骨适配度好，尤其明显改善了涉及到前额、眶上缘和颧骨等处的颅面骨缺损和畸形的整形美容效果。手术时间1～2h，全部患者术后恢复良好，未出现感染、皮下血肿及头皮刺痛等并发症。术后CT复查钛网与颅面骨适配度好。所有患者术后均随访6个月～2年，无一例出现材料外露、钛钉松动，局部凹陷等情况。修补后原缺损部位和畸形外观满意，弧度适宜，双侧对称，患者满意，达到了很好的美容效果。

2.2 典型病例：某女，34岁，系“闭合性车祸颅脑损伤去骨瓣减压术后”3个月入院，患者颅面骨大面积缺损既不能保护脑组织而且也影响美观（如图1），术前利用计算机辅助技术设计并制作出数字化三维植入体（如图2），减少了手术时间和风险，术后患者恢复了颅面骨的解剖形态，达到了良好的整形美容效果（如图3、4），随访半年未出现材料外露、钛钉松动，局部凹陷等情况。

3 讨论

颅面骨缺损多是头颅外伤，脑血管意外，颅面部畸形造成。颅面骨修补成形术的目的不仅是为了防止脑组织再次损伤，恢复颅腔生理密闭性，同时也是为了恢复患者面貌，达到美观的要求。计算机辅助技术为颅面骨缺损的诊断和交流提供了直观的、可触摸的信息记录，易于测量，有利于深入研究，从而使不同科室医生之间、医生和患者之间的交流更方便，为诊断和制定手术方案提供了直观的观察对象。计算机辅助技术应用于整形外科为整形外科医生提供了更为可靠的影像学数据，有利于整形美容手术精度的提高。

3.1 计算机辅助技术的原理及发展：计算机辅助技术包括计算机辅助设计技术和计算机辅助制作技术。其原理是利用CT对患处进行扫描获得二维图像数据并将数据传送到CAD/CAM系统平台，通过整体成形、体素分类、图像投影，将二维图像转化成三维图像，完成CT数据的三维数字化重建。然后进行植入体的设计并制作出个体化三维塑形的植入体[1]。自从1979年Herman首先研究了三维CT重建技术以后， 1983年Hemmy等将三维CT技术应用于颅颌面疾病的诊治，1984年Vannier和Marsh首先创造性的将CT数据重构为三维影像并进行测量和三维手术设计模拟[2]。近年来CT三维重建技术越来越多的应用于颅面形状的研究、颅面畸形的诊断等；并根据患者的颅面骨缺损和畸形的三维CT数据，来设计修补材料的三维模型。这种三维模具具有可视性、可定量分析及可反映立体结构等优点，它不仅为临床医生提供了大量信息，而且有助于个体化假体的设计与三维建模，进而制造出与颅面骨正常形态精确度极高的实物。

3.2 计算机辅助技术在颅面骨缺损整形修复术前诊断的应用价值：随着影像学、计算机辅助设计、快速成型等新技术的发展，通过计算机三维重建软件、快速成型技术的结合，构建出颅面骨缺损的三维模型，在术前能多视角观察，使颅面骨复杂解剖结构、弧度的变化、特别是眉弓、额骨、颧突等骨性突起更完整、直观、立体地展现出来。能准确评估测量出颅面骨缺损的范围、解剖学形态，为颅面骨缺损的诊断、材料设计、手术方式提供了理论依据[3]。利用计算机辅助技术模拟手术可以实现实际手术前修补材料的预成型，可以从多个角度进行观察和对比，能够达到与缺损区相对应健侧生理解剖形态一致的精准塑形，确定出最为适合的固定位置，提高手术的准确性，减少损伤及出血，缩短手术时间，减少了螺钉的使用但有效提高固定力学性能，对保障手术治疗效果和降低手术风险具有积极意义。通过体外手术模拟进行练习，还可以发现假体设计和制作的缺陷，保证手术的成功。

3.3 计算机辅助技术在颅面骨缺损整形修复手术设计的作用：因为钛合金具有较好的组织相容性和生物蜕变性，无毒，致炎致敏性低，易于成型、操作简单；而且无磁性、不磁化，不影响脑电图、MRI、CT、X线等辅助检查；自从1965年Sinpson首先将钛网运用于颅骨缺损修补后，经过多年的临床实践证实，钛网在颅面骨缺损和畸形修补中是可靠的植入材料[4]。由于颅面骨的无毛发区是颜面部和五官的重要组成部分，手术过程中极易造成修补区与健侧不对称，进而影响美观[5]，钛网必须经塑形后才能应用[6]。利用计算机辅助技术在三维模型上进行模拟手术也是十分必要的。设计者可以通过计算机屏幕可直接观察到自己头脑中构思的产品，模拟手术进程，有助于个体化植入体的设计，进而制造出实物。术前经过计算机精确的数字化设计，完成对任意复杂形状实体制造，保证了植入体的大小、形态、弧度、空间位置与颅面骨缺损的大小、相对应健侧颅面骨的形态、弧度和空间位置高度一致，而且保证了植入体与颅面骨贴合良好。

3.4 计算机辅助技术在颅面骨缺损的整形修复中的优势：利用计算机辅助设计和计算机辅助制作技术，根据患者个体颅面骨缺损的大小、形态、面积和健侧生理形态和弧度设计并制作出个性化三维塑形的植入体。这种经过数字化三维塑形后的植入体最大程度的贴合了颅面骨复杂的生理解剖形态，特别是额骨、眼眶骨、颧骨的缺损。而且术中无需裁剪避免了植入体应力结构的破坏，减少了手术时间和手术操作的难度，固定可靠、无浮动和凹陷，减少了手术损伤，提高了手术的安全性，提高了手术成功率，减少了手术并发症；外观对称完满，塑形满意，完全达到颅面生理形态的美容要求，满足了患者对容貌的要求，提高患者的生活质量。计算机辅助技术可以准确的显示出头颅面骨各部位的三维结构，为整形外科在颅面骨整复方面提供了精确的影像学依据。

总之，将计算机辅助技术应用于颅面骨缺损和畸形的修补是将生物工程和医学相结合，所制作出来的三维塑形的植入体达到了个性化要求。使手术规划更加直观，显著提高手术精度，既节约了手术时间也减少了手术并发症。计算机辅助设计和制作技术制作出的个性化三维植入体最大程度的达到了生理解剖结构的要求，最大限度的恢复患者容貌，获得了很好美容效果，达到了科学与美学的完美结合。

[参考文献]

[1]陈勇.计算机辅助技术重建颅颌面骨的应用及进展[J].国外医学口腔医学分册，2003，30（6）：481-483.

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[3]钟华，岑怡彪，朱智敏，等.计算机辅助复杂性骨盆髋臼和骶骨骨折的临床应用[J].中国数字医学，2012；7（3）：78-80.

[4]钟杰，凯撒尔，龙飞，等.数字化无模多点成型钛网修补额颞区颅骨缺损[J].中国组织工程研究与临床康复，2011，15（35）：6493-6495.

第9篇：计算机辅助设计及工程分析范文

关键词 计算机辅助概念设计；研究现状；发展

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）14-0001-01

计算机辅助设计技术不仅可以有效的提高设计效率，而且保证了产品的质量，但是它主要是对设计者在计算和绘图等设计后续阶段进行支持，对早期创造性的方案设计阶段并不能够凸显其效果。传统的计算机辅助设计存在着很多限制，想要完成快速输入和再现不完备的概念造型，使用传统的CAD是行不通的，这说明早期的计算机辅助系统并不能做到真正的辅助设计产品，而是对设计方案定型后的产品进行绘制。而在方案设计过程中要使创造性得以发挥，就成为了计算机工作人员所要解决的问题。这就为计算机辅助概念设计（CACD）系统的研究、开发和应用提供了条件。CACD系统从根本上解决了传统CAD的不足，使产品在早期的创新方案设计中得到有效的支持。它不仅能够提高概念设计的质量，使设计对象简单快速地生成，而且提供了可靠的信息交流平台，对产品的评价更加贴切，并且避免了设计失败所造成的浪费。

1 通讯系统的概念及其分类

1.1 通讯系统的概念

通讯系统被称为电子系统，是用于传输光信号和电信号的系统。通讯系统是一个有机的整体，它是由特定功能、相互作用、相互依赖的N个单元格组成的，使统一目标能够完成。

最简通讯系统只提供两点用户，并且供用户接受和发送信息。而一般的通讯系统可提供交换设备，使用户在系统内与其他用户进行通讯。

1.2 通讯系统的分类

通讯系统的种类很多，按照传输媒介可以分为两类，第一类是用金属导体为传输媒体的通讯媒体，像我们通常使用的通信电缆就属于其中一种，这种以线缆为传输介质的通讯系统我们称之为有线电通讯系统；第二类与第一类相反，它是由无线电波为传输介质来进行通讯的，它被称为无线电通讯系统。这两种通讯系统有“无线”和“有线”之分，同时它们所用的传输介质也是不同的，前者为光学电缆，后者为大气、水、空间、土等。

2 国内通讯软件的现状

由于我国的通讯软件发展比较晚，而且错过第三次科技革命，所以与国外的企业相比有着很大的差距。在通讯制造业，我国有3/5的企业没有真正的属于自己的核心技术，而是打着国外的牌子进行经营。通讯运营业所使用的软件大多是靠引进得来的，只有很少的企业对软件的增值业务进行开发和利用，这就决定了我国通讯技术发展落后的局面。

从上述中可以看出，我国的通讯软件业处于初级发展阶段，并且水平比较低，大多数企业并没有对系统软件进行相关的研究、开发，这就意味着他们很少使用先进的开发工具和软件开发平台。而且由于很多公司没有资金的支持或者不愿投入大量的资金，使得大型的软件开发的很少。这种状况与国外同类型的通讯软件企业相比仍存在明显的差距，同时制约了我国通讯软件技术的发展，并且在很大程度上限制了国内相关企业想要赶超国际领先水平的步伐，打击了企业的积极性。从好的方面看，国内中低端产品发展较快，与国外没有明显的差距，但是在以后的竞争中会越来越激烈。

3 计算机辅助概念在通讯系统中的发展

从国内外对产品的计算机辅助概念设计方面的研究中，可以看出，大多数国家把研究方向都集中在概念的功能和形状设计的建模上。从发展的角度看，今后的概念设计研究的重点和方向主要有两个方面。第一个方面是概念设计在计算机技术方面的研究，它主要包括CACD信息建模技术和CACD推理技术两个方面的研究。另一个方面是概念设计在全方位设计中的集成应用，它包括CACD与其他计算机辅助工具的集成，从而建立起一个全方位的计算机辅助设计环境。

概念设计阶段要求对功能设计、原理设计、形状设计、结构设计、以及布局设计等方面进行综合考虑，因为在概念设计阶段确定的信息和不确定的信息很多，而且在其内部的各个环节都是相互依赖、相互驱动、不可分离的，因此概念设计阶段有两个部分构成，第一部分被称之为问题概念化阶段，它主要是为了解决概念的形成；第二部分被称之为概念实体化阶段，该阶段是为了解决概念生成和概念可视化这两个问题。这种划分方式，有利于解决在设计的全部环节中出现的一系列问题。除此之外，计算机辅助概念设计在研究过程中应注意把设计实践和流程结合起来，其他设计方面的集成研究也要加以重视，使其实现无缝连接，并建立一套完整的设计方法理论体系。

4 结束语

随着我国科技的不断发展，计算机科学技术的发展也从教育、经济、军事及国防部门等社会的方方面面体现出来，它的产生与发展给人们的生活带来了巨大的改变。在第三次科技革命中，计算机的发明及其应用成为核心内容，人类社会由此转变到信息社会，标志着“信息时代”的到来。知识经济深入发展使计算机的发展趋势不断升华，更新换代速度加快。计算机科学与技术的发展体现了人们生活条件的进步，它的应用领域也从以前的单一化向多元化迈进，同时人工智能化技术方面的研究也得到了很大的进步。在计算机的应用领域方面，计算机辅助设计将会在未来得到很大的突破，从传统的后续设计模式转变到全面型的设计方式，同时减少在产品设计中产生的设计误差，提高设计效率，同时为产品设计公司的转型提供了客观条件。

参考文献

[1]冯培恩，徐国容.基于设计目录的原理方案及其求解过程的特征建模[J].机械工程学报，2008，34（2）：79-86.