第一篇：CAD在土木工程設計應用中的優劣探討中英

CAD在土木工程設計應用中的優劣探討

一 引言

計算機輔助設計（Computer Aided Design，簡稱CAD），誕生于20世紀50年代，它是利用計算機強有力的計算功能和高效率的圖形處理能力來進行工程的設計和分析的一種技術，它是綜合計算機技術和土木工程設計方法的一門新興學科，是與計算機軟硬件及工程設計方法的發展而發展起來的。它集成了計算機、圖形學、數據庫技術、數值分析等技術，隨著軟硬件技術的不斷發展及工程方法的更新換代，CAD技術也日趨完善，已經廣泛應用于電子、輕工、紡織、服裝、醫療、國防及工程設計等國民經濟的各個領域，發揮了極大的經濟技術效益。二 CAD在土木工程中的應用

CAD技術最早應用于汽車工業，隨后隨著計算機軟硬件的發展及普及，逐漸擴展到其它領域，包括土木工程領域。在土木工程領域，它包含工程設計中采用計算機技術輔助分析、計算和繪制圖形的全過程。我國在土木工程中使用CAD技術開始于上世紀八十年代，在開始階段，主要依靠外國引進的通用或專用圖形軟件包在屏幕上做交互式圖形設計，與結構計算與分析沒有結合，參與者主要是長期與計算機打交道的專門人員，到八十年代末期，由于較高性能的廉價計算機的普及，土木工程CAD才有了真正的發展和較廣泛的應用，在很大程度上推動了CAD技術在我國土木工程上的應用和發展。土木工程CAD的應用包含以下方面：

1）建筑與規劃設計：用于繪制建筑、規劃類圖紙，如建筑施工圖、效果圖，規劃效果圖，橋梁的造型設計等，其軟件有天正建筑軟件、中國建筑研究院的APM（PKPM的建筑模塊）、QXCAD（一種橋型設計軟件）、3 D M A X、M A Y A、計，構造設計指根據結構計算的結果，完成構件和截面的選配筋的構造設計，繪制施工圖是用CAD取代傳統的手繪來完成施工圖紙的繪制；（3）給排水設計：用于給水、排水方面的計算與繪圖；（4）暖通設計：用于取暖與通風方面的設計；（5）電氣設計：強弱電方面的輔助設計；（6）施工組織與設計：用于施工項目的項目管理、施工工藝的流程設計與優化、施工現場布置等；（7）工程項目的預決算：從廣義上說，這也算C A D在土木工程上的一個應用；（8）其它方面的：比如家庭裝修等。

以上所列只是CAD技術在土木工程上應用的主要方面，在實際工程中，還有很多的邊緣的、交叉的的新興的應用技術在開花結果，日新月異。三 CAD在土木設計圖中表現出的優勢

1、繪圖勞動強度降低，圖紙保持清潔、美觀

傳統的手工繪圖法需要設計人員經常性更換十幾種繪圖工具。一旦畫錯，就要在圖面上修修補補，破壞圖面的整潔性。而CAD制圖，只要配齊了電腦，安裝好繪圖軟件、打印機或繪圖儀，鼠標輕輕移動就可以完成心中設計的圖形。同時，軟件本身還可以提供UNDO限制防錯功能，讓工程設計師們制圖事倍功半。更有甚者，軟件還可以為每個設計人員的獨特的表達方式、思維模式和繪圖習慣，提供廣闊的空間，只要充分使用參數化繪圖工具就可達成。

2、提高設計工作效率

土木設計過程一般經過提條件、方案設計、初步設計、施工圖設計。各工種之間的配合默契與否，條件與方案改變大小都直接影響著制圖的速度。傳統的手工制圖方式下，各階段各工種之間的不同設計成果要分時制作；在CAD制圖中，實現了各工種間的圖紙資料互換，即使方案有所調整，設計人員只需在原有的設計圖紙上加以調整，從而減少大量重復勞動，提高了工作效率。

3、增強計算功能，提高精確度

土木工程設計不同于其他領域的設計，它需要正確無誤地計算出裂縫寬度、撓度、承載力、配筋面積。而且在實際工程中，要先符合設計規范地對各個結構構件如梁、板所承受的各種外部荷載，再根據《混凝土結構設計規范》規定進行計算和調整，如果計算數值稍有偏差或參數取值不符合規范要求，便會造成設計出的產品不合設計規范、不經濟，嚴重的還會造成人民生命、財產的巨大的損失。

4、提供動態的檢驗效果

結構的板、梁、柱、墻的設計要考慮其他專業的相容性、相配性。如管道、設備不能和梁、柱相碰等。從實踐中可知道任何工程都可以從形態上拆分為圓柱體、斜圓柱體、圓錐、圓臺、斜圓臺、球體、球冠體、圓形斷面環體、矩形斷面環體以及多面體等基本形體。為此，CAD制圖中，可以在真色彩、真三維、光照的情況下，按物體的運動軌跡構造出一個虛擬的實體，在房屋中實時漫游，檢查虛擬的實體與管道、設備、墻、梁、柱、門、窗等物體不發生碰撞，預先感受結構的空間效果，以便在發現問題的地方仔細端詳、修改，直至滿意為止。這給了工程設計師在設計工程提供非常有益的幫助。

5、資料管理方便

CAD軟件制作的圖形、圖像文件可直接存儲在軟盤、硬盤或刻成光盤存儲，從而避免資料因受潮、蟲蛀以及破壞性查閱造成的不必要損失，電子數據的保存年限可以延長至50年。一個設計院的整柜整柜的資料被幾張光盤所替代，查找和管理都比較方便。

6、數據傳輸的信息化

隨著信息技術、網絡技術的普及和CAD智能化的應用、跨地區合作設計、異地招投標、“在家工作”等都成為可能。如1992年日本執行的CALS（綜合信息系統）研究，其就是指企業和機關不受部門企業間特定機器和系統的制約利用網絡進行開發設計運籌及運用全過程的公用系統工程。四 CAD技術出現的劣勢

CAD技術在給土木設計業帶來巨大效益的同時，其劣勢也隨之發揮作用，也不可避免地滯緩了其發展，具體表現如下：

CAD技術需要相關的軟件，運轉速度較快的電腦以及熟練掌握電腦的設計師、網絡維修人員等。購買任何正版的工程建筑軟件都要花費1~2萬元。設計師們還要開展專門培訓工作，總之，備齊所需的人力和財力則價值不菲。同時，在使用過程，設計師們只能看到面前的一處圖紙，而土木工程設計是一個系統工程，只看到一處圖紙是遠遠不夠的，它需要一整套圖紙打印后才能看清楚。電腦圖紙需要經過輸出后才能實現審核、修改、再審核、再修改直至正式出圖，增加了單位成本和社會成本。

2、工種配合默契與否及信息傳遞的速度影響工作效率

眾所周知，土木工程設計是一個系統工程，它涉及到許多專業和步驟。每個設計師在設計任何圖紙時不僅要考慮自身設計的合理性，還要考慮與本專業和其他專業設計人員設計上的協調性。完整的土木工程設計流程從合同簽定起點經過測量數據、地質調查數據、設計說明、打印圖紙、施工管理計劃等步驟，其所需的數據量是非常大。任何數據變動，就會造成設計方案的變化。所以在動手設計前，要根據現況、地質、道路、建筑物、生產設施的關系進行規劃、設計、施工、使用和管理。而地質、地物、道路的考察由建設單位來進行，生產設施之間的配合關系論證由勘察設計院來進行，大量數據的整理、交換、組合都需要時間。任何環節的阻塞和停滯都會影響完成工作效率。

3、缺乏統一的智能化結構設計軟件

目前的專業軟件，如PKPM軟件，大多數只停留在二維基礎上，充其量只是個繪圖工具，缺乏智能化。智能化結構軟件不僅體現三維立體圖鏡像，而且能自動執行相應的規范，設計所需參數取值不但要在經濟范圍內，還要便于施工。如中國建筑科學研究院PKPM CAD工程部和新加坡建屋發展局開發的BEAM CAGE軟件，是按英國規范完成的鋼筋混凝土梁的配筋、選筋、撓度的計算、施工圖生成等一系列功能，雖然該軟件自動化程度高，出圖質量好，但畢竟是基于英國規范的基礎上。而在國內流行的工程智能化設計軟件如PKPM設計軟件，它還需要設計師們調整梁、板、柱的配筋，尤其是柱的配筋，PKPM軟件自動生成的頂層柱配筋常常因為屋面梁傳遞來的彎矩比較大，配筋也較大，而下層由于梁傳遞來的彎矩較小，配筋也較小，形成大柱種在小柱上。這需要設計工程師進行人工調整。還有按照規范規定，同一構件中鋼筋的型號差別不宜大于兩個級別，也就是說在一個構件中如果使用了直徑為16的鋼筋，那就不能使用直徑為22以上的鋼筋。但是在軟件自動出圖中常常會出現直徑為14的鋼筋和直徑為22的鋼筋一起使用的現象，這也要進行人工調整。以上說明我們還缺乏統一的智能化結構設計軟件。

4、扼殺土木設計師的創作靈感

俗話說：“建筑是凝固的音樂”這句話點明了建筑也是一種藝術，它是一門融科技、文化、藝術、哲學于一體的學科。任何土建設計師都需要藝術家的靈感和天份，這種靈感和天份在處理建筑物的造型方面應有不少的“模糊感”。但CAD制圖所要求的尺寸精確消磨和扼殺了這種靈感和天份，讓設計師的設計圖樣屈從于電腦的機械和準確。還有，不少設計單位為了能夠中標，將自己的設計投標文件，尤其是總平面效果圖，做得非常精致美觀，不惜投入大量的人力物力在CAD的制圖上，而忽略了總平面布置圖的建筑效果和建筑師的藝術創造。

綜上所述，CAD的使用提高了土木設計中的高效率、高質量和高水平，同時也顯示了不完善的方面。因此，設計師們在使用過程中總結經驗，注意克服CAD帶來的負面影響，努力提高自身的計算機知識和對土建規范的使用，促進CAD的健康發展。

CAD design applications in civil engineering in the pros and

cons of

一 Introduction Computer Aided Design(Computer Aided Design, referred to as CAD), was born in the 20th century, 50 years, it is the use of powerful computers and efficient computing power of graphics processing power to carry out engineering design and analysis of a technology, it is an integrated computer technology and civil engineering design methods of an emerging discipline, with computer hardware and software and engineering design, the development of methods to develop.It integrates the computer, graphics, database technology, numerical analysis techniques, hardware and software technology, along with the continuing development and upgrading of engineering methods, CAD technology has gradually improved, has been widely used in electronics, light industry, textiles, clothing, medical, defense and engineering design in all areas of the national economy played a tremendous economic and technical benefits.二 the application of CAD in civil engineering CAD technology was first used in the automotive industry, and then with the development and popularization of computer hardware and software, and gradually extended to other fields, including civil engineering field.In the civil engineering field, which contains engineering design using computer technology-assisted analysis, computation and graphics rendering the whole process.China's use of CAD technology in civil engineering began in the eighties of the last century, at the initial stage, mainly relying on foreign introduction of generic or dedicated graphics package on the screen to do an interactive graphic design, and structure calculation and analysis is not binding, the participants mainly long-term deal with the computer specialists, to the late eighties, due to the higher performance, the popularity of low-cost computer, the Civil Engineering CAD have a real development and wider application, to a large extent driven CAD Technology in China civil engineering applications and development.Civil Engineering CAD application includes the following areas: 1)Architecture and Planning: for drawing architectural, planning class drawings, such as building construction plans, renderings, plan renderings, bridges, shape and design of its software Tengen building software, the China Construction Research Institute APM(PKPM of building blocks), QXCAD(a kind of bridge-design software), 3 DMAX, MAYA, terms, structure design means the structure calculation results, the completion of the election section reinforcement components and structural design and draw construction plans is to replace the traditional CAD The hand-painted to complete the construction drawings drawn;(3)water supply and drainage design: for the water supply, drainage calculations and drawing;(4)HVAC design: for heating and ventilation design;(5)Electrical Design : strong and weak aspects of electric-aided design;(6)Construction Organization and Design: project management for construction projects, construction techniques, process design and optimization, construction site layout, etc.;(7), the project budget and final accounts: From the broad sense that it can be considered on a CAD application in civil engineering;(8)other aspects: for example, home decoration and so on.Listed above is only the application of CAD technology in the key aspects of civil engineering in the actual project, there are a lot of edge, cross-application of emerging technologies bear fruit, with each passing day.三 CAD in civil engineering design demonstrated the advantages of 1, the drawing to reduce labor intensity, drawings kept clean and beautiful The traditional manual mapping method requires the designer to replace a dozen regular drawing tools.Once the picture wrong, it is necessary tinkering in cartographic, destruction of surface cleanliness.The CAD drawing, as long as the fully serviced the computer, install a good graphics software, a printer or plotter, mouse, gently move the hearts of the design can be completed graphics.At the same time, the software itself can also provide limited anti-UNDO error function, so that the project designers drawing less effective.Moreover, the software can also each designer's unique expression, thinking and drawing habits, provide a broad space, as long as the full use of the parametric drawing tools can be reached.2 and improve the efficiency of the design work Civil engineering design process, after mentioning the general conditions, program design, preliminary design, construction design.The tacit understanding between the various types of work or not, the conditions and changes in the size of the program have a direct impact on the speed of graphics.The traditional manual mapping methods, the various stages of the differences between the various types of design results to time-making;in CAD drawing, the realization of the various types of information exchange between the drawings, even if the program has been adjusted, the designer simply in the original The design drawings to be adjusted, thus reducing the large number of duplication of effort, improve work efficiency.3, increased computing power, improved accuracy Civil Engineering Design different from other areas of the design, it needs to correctly calculate the crack width, deflection, bearing capacity, reinforcement area.But also in practical engineering, the first design specifications to meet the individual structural elements such as beams, plates are exposed to various external loads, and then under the “design of concrete structures,” the provisions of the calculation and adjustments, if any mistakes in calculation of values or parameters values do not meet regulatory requirements, it will result in substandard design of the product design specifications, not the economy, will result in a serious people's lives and property of huge losses.4, provide dynamic test results Structural panels, beams, columns, walls and other professionals to consider the design of the compatibility, match sex.Such as pipes, equipment can not, and beams, columns and so touching.From practice can be aware of any project can be split from the form on the cylinder, oblique cylinder, cone, frustum of a cone, oblique frustum of a cone, sphere, spherical body, circular cross-section ring body, rectangular cross-section ring body, as well as the basic shape polyhedron.To this end, CAD drawing, it can be in the true color, true three-dimensional, light of the situation, the trajectories of objects to construct a virtual entity, real-time roaming in the house, check the virtual entities and pipelines, equipment, walls, beams , columns, doors, windows and other objects, collision does not occur, pre-experience effects of the structure of space in order to identify problems where a closer look, modify, until satisfaction.This gives the engineering designer in the design project provides a very useful help.5, data management to facilitate CAD software, create graphics, image files can be directly stored on a floppy disk, hard drive or optical disc carved so as to avoid the information due to damp, moth-eaten, as well as destructive access to the unnecessary loss of life the preservation of electronic data can be extended to 50 years.An institute of the entire cabinet entire cabinets full of information have been replaced by a few CD-ROM, locate and management are more convenient.6, data transfer of information technology As information technology, network technology, intelligent CAD popularization and application of inter-regional cooperation in the design, off-site bidding, “home work” and so possible.Such as the implementation of the 1992 Japan CALS(Integrated Information Systems)research, which refers to enterprises and organizations not subject to inter-enterprise sector-specific constraints of the use of machines and systems development and design logistics networks and the use of the whole process of the common systems engineering.四 CAD technology, the disadvantages appear Civil CAD Technology in the design industry has brought enormous benefits, while its disadvantages also will play a role, but also inevitably slack in its development, as exemplified by the following: 1, CAD technology, designed to promote the field of civil human, financial, and material waste of intensified CAD technology needs related software, running faster computers and proficiency in computer design, network maintenance personnel.The purchase of any genuine engineering and construction cost of the software should be a ~ 20 thousand yuan.Designers are also specialized training to carry out the work, in short, Prepare all the necessary human and financial resources are required for the value of a lot of money.Meanwhile, in the use of the process, designers can only see in front of a drawing, while the civil engineering design is a systematic project, only to see a drawing is not enough, it needs to look at a set of drawings before printing.Computer drawing need to go through the output can be achieved after the review, modify, re-examined, and then modify the pending formal plot, an increase of unit costs and social costs.2, type of work or otherwise act in harmony, and the speed of information transmission efficiency of the impact As we all know, the Civil Engineering design is a systematic project, which involves many professional and steps.Every designer in the design of any drawings, when the design must consider not only their own rationality, but also consider the professional and other professional designers to design coordination.A complete civil engineering design process from contract signing through the measured data point, geological survey data, design specifications, print drawings, construction management plan and other steps, the required data volume is very large.Any data changes, it will result in design changes.Therefore, hands-on design before, based on the current situation, geology, roads, buildings, production facilities, the relationship between the planning, design, construction, use and management.The geology, surface features, roads, construction units of the study carried out by the production facilities, with the relationship between the argument carried out by the Survey and Design Institute, a large number of data collation, exchange, combination will take time.Any part of the obstruction and stagnation will affect the completion of work efficiency.3, the lack of a unified intelligent structural design software The current professional software, such as PKPM software, most of them just to stay in two-dimensional basis, at best, only a drawing tool, the lack of intelligence.Intelligent three-dimensional structure of the software not only map the mirror, but also can automatically implement the corresponding specification, design values of the parameters needed not only to the economic context, but also to facilitate the construction.For example, China Academy of Building Research PKPM CAD Engineering and Singapore Housing Development Board developed by BEAM CAGE software is based on British specifications are completed, the reinforcement of reinforced concrete beams, the election tendons, deflection calculations, construction drawings and a series of generating functions, although the The software is a high degree of automation, a map of good quality, but that is based on the British normative basis.Popular in the domestic engineering design software, such as PKPM intelligent design software, designers also need to adjust the beam, plate, column reinforcement, especially the column reinforcement, PKPM software automatically generates the top column reinforcement is often because the roof beam to pass to the moment relatively large reinforcement is also large, whereas the lower beam to pass to the moment due to less reinforcement would be smaller, forming large column types in the small column.This requires the design engineer manual adjustments.There are according to specification, the same component in the steel bars not more than two levels of difference between models, meaning that if you use a component in the steel bars in diameter of 16, it can not be used for more than a diameter of 22 steel bars.However, the software automatically plot often appear diameter 14 steel diameter 22 steel bars used in conjunction with the phenomenon, which must be adjusted manually.Above that we still lack a unified intelligent structural design software.4, stifle civil engineering designer's creative inspiration As the saying goes: “Architecture is the solidification of music,” this sentence construction is also a point to understand art, it is a financial technology, culture, art, philosophy in one subject.Any civil engineering designers need the artist's inspiration and talent, such inspiration and talent in dealing with the modeling aspects of the building should be a lot of “fuzzy feeling.” But the CAD drawing of the precise dimensions required spend and kill this kind of inspiration and talent, so that the designer's design drawings to submit to the computer machinery and accurate.Also, the number of design units in order to be successful, it would own design tender documents, in particular the effect of the total flat map, has been very exquisite beauty, hesitate to put a lot of manpower and material resources in the CAD-drawing at the expense of the general layout plan construction effects and the architect's artistic creation.In summary, CAD increased the use of civil engineering design, high efficiency, high-quality and high-level, but also shows the imperfect aspect.Therefore, the designers use the process of summing up experiences, pay attention to overcoming the negative impact of CAD, and strive to improve their computer knowledge and use of construction specifications and promote the healthy development of CAD.

第二篇：CAD在土木工程設計應用中的優劣探討

CAD在土木工程設計應用中的優劣探討

摘要：當前，CAD在土木設計中應用廣泛，本文詳細分析了CAD在實際工作中的使用情況，對CAD在土木設計工作中優勢和劣勢進行了探討，并提出了一定的見解。關鍵詞：CAD；土木設計；優勢；劣勢

一 引言

計算機輔助設計（Computer Aided Design，簡稱CAD），誕生于20世紀50年代，它是利用計算機強有力的計算功能和高效率的圖形處理能力來進行工程的設計和分析的一種技術，它是綜合計算機技術和土木工程設計方法的一門新興學科，是與計算機軟硬件及工程設計方法的發展而發展起來的。它集成了計算機、圖形學、數據庫技術、數值分析等技術，隨著軟硬件技術的不斷發展及工程方法的更新換代，CAD技術也日趨完善，已經廣泛應用于電子、輕工、紡織、服裝、醫療、國防及工程設計等國民經濟的各個領域，發揮了極大的經濟技術效益。

二 CAD在土木工程中的應用 CAD技術最早應用于汽車工業，隨后隨著計算機軟硬件的發展及普及，逐漸擴展到其它領域，包括土木工程領域。在土木工程領域，它包含工程設計中采用計算機技術輔助分析、計算和繪制圖形的全過程。我國在土木工程中使用CAD技術開始于上世紀八十年代，在開始階段，主要依靠外國引進的通用或專用圖形軟件包在屏幕上做交互式圖形設計，與結構計算與分析沒有結合，參與者主要是長期與計算機打交道的專門人員，到八十年代末期，由于較高性能的廉價計算機的普及，土木工程CAD才有了真正的發展和較廣泛的應用，在很大程度上推動了CAD技術在我國土木工程上的應用和發展。土木工程CAD的應用包含以下方面：

1）建筑與規劃設計：用于繪制建筑、規劃類圖紙，如建筑施工圖、效果圖，規劃效果圖，橋梁的造型設計等，其軟件有天正建筑軟件、中國建筑研究院的APM（PKPM的建筑模塊）、QXCAD（一種橋型設計軟件）、3 D M A X、M A Y A、計，構造設計指根據結構計算的結果，完成構件和截面的選配筋的構造設計，繪制施工圖是用CAD取代傳統的手繪來完成施工圖紙的繪制；（3）給排水設計：用于給水、排水方面的計算與繪圖；（4）暖通設計：用于取暖與通風方面的設計；（5）電氣設計：強弱電方面的輔助設計；（6）施工組織與設計：用于施工項目的項目管理、施工工藝的流程設計與優化、施工現場布置等；（7）工程項目的預決算：從廣義上說，這也算C A D在土木工程上的一個應用；（8）其它方面的：比如家庭裝修等。

以上所列只是CAD技術在土木工程上應用的主要方面，在實際工程中，還有很多的邊緣的、交叉的的新興的應用技術在開花結果，日新月異。三 CAD在土木設計圖中表現出的優勢

1、繪圖勞動強度降低，圖紙保持清潔、美觀

傳統的手工繪圖法需要設計人員經常性更換十幾種繪圖工具。一旦畫錯，就要在圖面上修修補補，破壞圖面的整潔性。而CAD制圖，只要配齊了電腦，安裝好繪圖軟件、打印機或繪圖儀，鼠標輕輕移動就可以完成心中設計的圖形。同時，軟件本身還可以提供UNDO限制防錯功能，讓工程設計師們制圖事倍功半。更有甚者，軟件還可以為每個設計人員的獨特的表達方式、思維模式和繪圖習慣，提供廣闊的空間，只要充分使用參數化繪圖工具就可達成。

2、提高設計工作效率 土木設計過程一般經過提條件、方案設計、初步設計、施工圖設計。各工種之間的配合默契與否，條件與方案改變大小都直接影響著制圖的速度。傳統的手工制圖方式下，各階段各工種之間的不同設計成果要分時制作；在CAD制圖中，實現了各工種間的圖紙資料互換，即使方案有所調整，設計人員只需在原有的設計圖紙上加以調整，從而減少大量重復勞動，提高了工作效率。

3、增強計算功能，提高精確度

土木工程設計不同于其他領域的設計，它需要正確無誤地計算出裂縫寬度、撓度、承載力、配筋面積。而且在實際工程中，要先符合設計規范地對各個結構構件如梁、板所承受的各種外部荷載，再根據《混凝土結構設計規范》規定進行計算和調整，如果計算數值稍有偏差或參數取值不符合規范要求，便會造成設計出的產品不合設計規范、不經濟，嚴重的還會造成人民生命、財產的巨大的損失。

4、提供動態的檢驗效果

結構的板、梁、柱、墻的設計要考慮其他專業的相容性、相配性。如管道、設備不能和梁、柱相碰等。從實踐中可知道任何工程都可以從形態上拆分為圓柱體、斜圓柱體、圓錐、圓臺、斜圓臺、球體、球冠體、圓形斷面環體、矩形斷面環體以及多面體等基本形體。為此，CAD制圖中，可以在真色彩、真三維、光照的情況下，按物體的運動軌跡構造出一個虛擬的實體，在房屋中實時漫游，檢查虛擬的實體與管道、設備、墻、梁、柱、門、窗等物體不發生碰撞，預先感受結構的空間效果，以便在發現問題的地方仔細端詳、修改，直至滿意為止。這給了工程設計師在設計工程提供非常有益的幫助。

5、資料管理方便

CAD軟件制作的圖形、圖像文件可直接存儲在軟盤、硬盤或刻成光盤存儲，從而避免資料因受潮、蟲蛀以及破壞性查閱造成的不必要損失，電子數據的保存年限可以延長至50年。一個設計院的整柜整柜的資料被幾張光盤所替代，查找和管理都比較方便。

6、數據傳輸的信息化

隨著信息技術、網絡技術的普及和CAD智能化的應用、跨地區合作設計、異地招投標、“在家工作”等都成為可能。如1992年日本執行的CALS（綜合信息系統）研究，其就是指企業和機關不受部門企業間特定機器和系統的制約利用網絡進行開發設計運籌及運用全過程的公用系統工程。

四 CAD技術出現的劣勢

CAD技術在給土木設計業帶來巨大效益的同時，其劣勢也隨之發揮作用，也不可避免地滯緩了其發展，具體表現如下：

1、CAD技術促使土木設計領域中人、財、物浪費加劇

CAD技術需要相關的軟件，運轉速度較快的電腦以及熟練掌握電腦的設計師、網絡維修人員等。購買任何正版的工程建筑軟件都要花費1~2萬元。設計師們還要開展專門培訓工作，總之，備齊所需的人力和財力則價值不菲。同時，在使用過程，設計師們只能看到面前的一處圖紙，而土木工程設計是一個系統工程，只看到一處圖紙是遠遠不夠的，它需要一整套圖紙打印后才能看清楚。電腦圖紙需要經過輸出后才能實現審核、修改、再審核、再修改直至正式出圖，增加了單位成本和社會成本。

2、工種配合默契與否及信息傳遞的速度影響工作效率

眾所周知，土木工程設計是一個系統工程，它涉及到許多專業和步驟。每個設計師在設計任何圖紙時不僅要考慮自身設計的合理性，還要考慮與本專業和其他專業設計人員設計上的協調性。完整的土木工程設計流程從合同簽定起點經過測量數據、地質調查數據、設計說明、打印圖紙、施工管理計劃等步驟，其所需的數據量是非常大。任何數據變動，就會造成設計方案的變化。所以在動手設計前，要根據現況、地質、道路、建筑物、生產設施的關系進行規劃、設計、施工、使用和管理。而地質、地物、道路的考察由建設單位來進行，生產設施之間的配合關系論證由勘察設計院來進行，大量數據的整理、交換、組合都需要時間。任何環節的阻塞和停滯都會影響完成工作效率。

3、缺乏統一的智能化結構設計軟件

目前的專業軟件，如PKPM軟件，大多數只停留在二維基礎上，充其量只是個繪圖工具，缺乏智能化。智能化結構軟件不僅體現三維立體圖鏡像，而且能自動執行相應的規范，設計所需參數取值不但要在經濟范圍內，還要便于施工。如中國建筑科學研究院PKPM CAD工程部和新加坡建屋發展局開發的BEAM CAGE軟件，是按英國規范完成的鋼筋混凝土梁的配筋、選筋、撓度的計算、施工圖生成等一系列功能，雖然該軟件自動化程度高，出圖質量好，但畢竟是基于英國規范的基礎上。而在國內流行的工程智能化設計軟件如PKPM設計軟件，它還需要設計師們調整梁、板、柱的配筋，尤其是柱的配筋，PKPM軟件自動生成的頂層柱配筋常常因為屋面梁傳遞來的彎矩比較大，配筋也較大，而下層由于梁傳遞來的彎矩較小，配筋也較小，形成大柱種在小柱上。這需要設計工程師進行人工調整。還有按照規范規定，同一構件中鋼筋的型號差別不宜大于兩個級別，也就是說在一個構件中如果使用了直徑為16的鋼筋，那就不能使用直徑為22以上的鋼筋。但是在軟件自動出圖中常常會出現直徑為14的鋼筋和直徑為22的鋼筋一起使用的現象，這也要進行人工調整。以上說明我們還缺乏統一的智能化結構設計軟件。

4、扼殺土木設計師的創作靈感

俗話說：“建筑是凝固的音樂”這句話點明了建筑也是一種藝術，它是一門融科技、文化、藝術、哲學于一體的學科。任何土建設計師都需要藝術家的靈感和天份，這種靈感和天份在處理建筑物的造型方面應有不少的“模糊感”。但CAD制圖所要求的尺寸精確消磨和扼殺了這種靈感和天份，讓設計師的設計圖樣屈從于電腦的機械和準確。還有，不少設計單位為了能夠中標，將自己的設計投標文件，尤其是總平面效果圖，做得非常精致美觀，不惜投入大量的人力物力在CAD的制圖上，而忽略了總平面布置圖的建筑效果和建筑師的藝術創造。綜上所述，CAD的使用提高了土木設計中的高效率、高質量和高水平，同時也顯示了不完善的方面。因此，設計師們在使用過程中總結經驗，注意克服CAD帶來的負面影響，努力提高自身的計算機知識和對土建規范的使用，促進CAD的健康發展。

參考文獻

[1]張志遠，金新陽，陳岱林.基于英國規范的混凝土梁CAD系統的研制[J].建筑科學,2004（,12）.[2]GB50010-2002.混凝土結構設計規范[S].中國建筑工業出版社,2002.[3]趙勇等.樓板預應力筋布索方案及其CAD實現[J].建筑科學,2002,（12）.

第三篇：淺談CAD在教學中的應用（推薦）

淺談CAD在教學中的應用

摘 要：CAD在最近幾十年使用較多，作為一種機械繪圖軟件被廣泛用于機械加工中，使用CAD軟件能夠大大的縮短我們繪圖時間，而且能解決很多生產中面對的問題。本文主要對CAD在教學中的應用情況，講述了CAD發展的意義，接著講述了CAD在教學中的使用，然后對其在國內外的發展進行綜述，最后對CAD在教學中的發展趨勢進行了分析。

關鍵詞：CAD；教學；機械設計；分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.10.223

引言

隨著經濟的發展和工業自動化水平的不斷提高，CAD軟件在機械、建筑、航空航天等各個領域被廣泛使用。隨著CAD技術的不斷普及，很多專業都把CAD和教學相結合，如何在教學中。

隨著計算技術在我國的飛速發展和應用，社會正在不斷淘汰以前的劣質產品，并且著重效率的發展，國家的經濟蒸蒸日上。CAD在教學中的使用越來越廣泛，尤其是近幾年更是越加普及，CAD的聯合教學能夠使學生更加容易社會，而且能夠創造更多的價值，CAD在很多機械企業和建筑企業是一個不可缺少的軟件，因此讓學生能夠快速學會并且熟練使用CAD非常重要，CAD具有的功能繁多，快捷鍵很多，很多都是經過長期摸索出來的。

1.1 CAD在教學中的應用

CAD作為輔助設計軟件側重于操作技能而不是我們對書名的抄襲，一種圖可能通過不同的人其畫法不同。這就要求學生根據當時的情況靈活地使用這些命令。傳統的教學方法一般是以教材為依據的學生，老師解釋了幾個命令，然后讓學生練習在計算機教學內容完成一個單元，然后全面實踐，得出一個或兩個例子。這使得教學秩序和實踐上分別，不及時繪制和結合案例，學生往往可以理解和實踐，但真正畫出一個完整的例子圖，但不是針對柔性的實際應用狀況了解的命令，有的甚至學了忘了前面和后面。同時，由于講課過程中沒有結合實例，學生的積極性不夠高，實踐中也缺乏興趣。

1.2 CAD發展的領域

1.2.1 工業制造領域

CAD在傳統制造業中可以能夠促進產品的快速開發，同時也能提高其高效率，如汽很多制造業，像富士康和汽車生產線大量使用CAD軟件，很多自動化生產線也需要使用CAD去規劃。

1.2.2 教學領域

CAD軟件的運用現在在機械化和自動化這個專業的學生來說是一門必須課。CAD軟件具有很多的快捷命令，而且其繪圖標準和我們手工繪圖圖紙的標準是一樣的，所以在繪圖時，我們根據其具體模型對其長寬高線寬等要求進行設置，形位公差的要求，一定要一一注明，我們畫好的圖大多時候是要那去加工的，如果不按國家標準進行，加工中就看不懂圖紙。

CAD在建筑方面的使用，尤其是房子的框架等，每一個行業的CAD要求不一樣，線寬要求也不一樣，因此在設置時一定根據不同的專業對格式要求進行確定，CAD繪圖講究嚴謹性。CAD軟件的使用大大的降低了繪圖所用的時間，它的特點是通過編程來完成預期的各種任務，在結構和性能上的人和機的優勢，特別是反映了人類的智力和適應性。CAD的普及加快了其在各個領域的使用，同時其創造的價值也是不可估量的。CAD教學的方式

CAD教學應該采用案例教學發，案例教學法就是一個已經存在的模型對其進行實例講解，并且在分析案例的時候始終把握以教學為中心，把CAD的一些命令操作結合案例進行講解這樣學生更加容易接受，而不是空洞的講，這樣效果也明顯，在案例講完之后，給每個組發一個類似的模型，要他們在課堂上對所學的知識進行消化，并對這個模型進行畫圖和標注，然后再進行檢查評分，這樣就能達到更加好的效果。主要特點：（1）教學過程要從這個專業角度去講，而不能拿著土木的圖紙對機械相關的學生進行講解。（2）在教學的過程中要培養學生對于軟件的熱愛之情。（3）時不時發布討論會，讓學生講自己遇到的困難和難題然后給出解決方案。

案例教學法的前提是選擇適當的情況下，根據不同的專業選擇不同的案例進行講解，從“現代工程制圖課程”，國家CAD技術水平（計算機圖形學部門）選擇測試或CAD材料，也可以由繪制由教師自己根據其工作經驗來選擇。在模型的選擇時主要圍繞以下幾點：第一，對于不同階段的學生要求不一樣。

二、示例圖的難度應是漸進的，且有一定的遞進關系。第三、每個案例圖應該有區別和共同點，可以用不同的順序做，讓學生了解CAD的奧秘。如何實踐

實踐一直是我們考慮的重點，也是我們多所學知識的一次利用，CAD軟件的學習也是如此，不管你理解如何都是要?⒗礪圩?化為實踐。案例教學法的第一個也是最重要的部分是教師的講課。老師在每一個指令后立即讓學生做練習。這樣做的好處是學生可以及時掌握命令的操作。如果老師在CAD教學講解完之后，學生能夠理解，這樣就會給學生很容易引起“學一堆命令，說得嚴密說理，爭論得相當莫名其妙”的現象，教學效果會大打折扣。

案例法的另一個重要方面是計算機上的實踐。計算機實踐不僅可以提高學生的實踐能力，而且有機會檢驗教學效果，發現學生存在的問題。學生在整個學習過程中需要做大量的案例練習，實踐中也存在許多問題，老師應該當場回答。針對學生作業存在的問題，要歸納總結，找出根本原因并當場講評。總結

本文主要對CAD在工業中的應用情況以及其使用范圍進行了該市，講述了CAD發展的意義，在電腦教學的過程中，應用了很多電腦應用軟件如AUTOCAD、WORD文檔、Protel DXP它們的功能強大應用范圍廣，很大地提高了工作效率。

學生通過使用CAD的鍛煉和誰，讓他們對CAD和Word以及Protel DXP的應用水平有了許多進步，也了解了很多標準件的畫法。

參考文獻：

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第四篇：CAD在教學樓供電設計中的應用

引言

本次畢業設計是為了讓我們更清楚地理解鉆床的工作原理以及對CAD軟件的使用，為我們即將走上工作崗位的畢業生打基礎，最后，我們在此次畢業設計中學會了學習的知識怎么用實踐來證實與鞏固。

鉆床技術的廣泛應用給傳統的制造業的生產方式，產品結構帶來了深刻的變化。也給傳統的機械，機電專業的人才帶來新的機遇和挑戰。隨著我國綜合國力的進一步加強和加入世貿組織。我國經濟全面與國際接軌，并逐步成為全球制造中心，我國企業廣泛應用現代化技術參與國際競爭。鉆床技術是制造實現自動化，集成化的基礎，是提高產品質量，提高勞動生產率不可少的物資手段。此畢業設計讓我們畢業生更好的熟悉鉆床，確定鉆床的工作原理，為走上工作崗位打下基礎。1.鉆床

1.1鉆床結構

Z37搖臂機床主要由底座、內立柱、外立柱、搖臂、主軸箱、工作臺等部分組成。內立柱固定在底座上，在它外面套著空心的外立柱，外立柱可繞著不動的內立柱回旋一周。搖臂一段的套筒部分與外立柱滑動配合，借助于絲杠，搖臂可沿著外立柱上下移動，但兩者不能作相對轉動，因此搖臂與外立柱一起相對內立柱回旋。主軸箱是一個復合的部件，它包括主軸及主軸旋轉和進給運動（軸向前進移動）的全部傳動變速和操作機構。

主軸箱安裝于搖臂的水平軌道上，可通過手動操作使它沿著搖臂上的水平導軌作徑向移動。當需要鉆削加工時，可利用加緊機構將主軸箱禁錮在搖臂軌道上，搖臂禁錮在外立柱上，外立柱禁錮在內立柱上，以保證加工時主軸不會移動，刀具也不會震動。1.2鉆床的運動形式

主軸箱安裝于搖臂的水平軌道上，可通過手動操作使它沿著搖臂上的水平導軌作徑向移動。當需要鉆削加工時，可利用加緊機構將主軸箱禁錮在搖臂軌道上，搖臂禁錮在外立柱上，外立柱禁錮在內立柱上，以保證加工時主軸不會移動，刀具也不會震動。（1）搖臂鉆床的主運動是主軸帶動鉆頭的旋轉運動；（2）進給運動是鉆頭的上下運動；

（3）輔助運動是指主軸箱沿搖臂水平移動、搖臂沿外立柱上下移動以及搖臂連同外立柱一起相對于內立柱的回轉運動。1.3鉆床電氣拖動特點

Z37鉆床的運動部件較多，為了簡化傳動裝置，采用四臺電機拖動，它們分別是：主軸電機（M1）,搖臂升降電機（M2），液壓泵電機（M3）和冷卻泵電機（M4）這些電動機都采用直接啟動方式連接。

為了適應多種形式的加工要求，搖臂鉆床主軸的旋轉及進給運動有較大的調速范圍，一般情況下游機械變速機構實現。主要變速機構與進給變速機構均裝在主軸箱內。

Z37搖臂鉆床的主運動和進給運動為主軸的運動，為此這兩項運動有一臺主軸電動機拖動，分別經主軸傳動機構，進給傳動機構實現主軸的旋轉和進給。

在加工螺紋時，要求主軸能正反轉。搖臂鉆床主軸正反轉一般采用機械方法實現。因此主軸電動機僅需要單向旋轉。1.4鉆床原理圖說明 1.4.1主線路圖分析：

器控制。M1是主軸電動機由接觸器KM1控制，只要求能單方向旋轉。電動機型空機Q1能Z37搖臂鉆床共有四臺電動機，冷卻泵電動機為開關直接啟動，其余三臺電動機采用接觸起到過載、短路、啟動電流過大保護，而熱繼電器FR1也起過載保護的作用，這樣就形成了一個雙重保護的作用。

M2是搖臂升降電動機，裝設于主軸頂部，用KM2和KM3來控制正反轉。使用電動機型空開Q2進行保護。

M3是液壓泵電動機，要求能夠實現正反轉，用KM4和KM5來控制正反轉。電路中用電動機型開Q3和繼電器FR2進行雙重保護。

M4是冷卻電動機，功率小，直接用開關控制啟動與停止。1.4.2 控制線路圖分析： 主軸電動機M1的控制

按下啟動按鈕SB2，則接觸器KM1吸合并自鎖，是主軸電動機 M1啟動并連續運行，同時HL3亮。按停止按鈕SB1，則接觸器KM1釋放，是主軸電動機停止旋轉，同時HL3熄滅。搖臂升降控制：

搖臂上升按上升按鈕SB3，時間繼電器KT1通電吸合,它瞬間閉合的動合觸頭閉合，接觸器KM4得電，液壓泵電動機M3啟動并正向旋轉，供給壓力油。最后通過液壓系統是搖臂松開。同時，活動桿通過彈簧片位置開關SQ2，使其動斷觸點斷開，動合觸點閉合。前者切斷了接觸器KM4的線路電圈，KM4的主觸頭斷開，液壓泵電動機停止工作。后者是交流接觸器KM2的線圈通電，主觸頭接通M2電源，搖臂升降電動機啟動正向旋轉，帶動搖臂上升，如果此時搖臂尚未松開，則位置開關SQ2動合觸電不閉合，接觸器KM2就能吸合，搖臂就不能上升。

當搖臂上升到所需位置時松開按鈕SB3，則接觸器KM2和時間繼電器KT1同時斷電釋放，M2停止工作嗎，隨之搖臂停止上升。由于時間繼電器KT1是斷電釋放嗎，經3秒時間后，其延時閉合的動斷觸點閉合嗎，使接觸器KM5吸合嗎，液壓泵電動機反向旋轉，隨之泵內壓力油經分配閥進入搖臂的“夾緊油腔”，搖臂夾緊。在搖臂夾緊的同時，活塞桿通過彈簧片是位置開關SQ3的動斷觸點斷開，KM5斷電釋放，最終停止M3工作，完成了搖臂松開、上升、夾緊的整套動作。

限位開關SQ1和SQ2用做搖臂升降超程保護。上升到限位時，壓斷SQ1，接觸器KM2斷電釋放，M3停止工作，搖臂下降停止。搖臂的自動夾緊油位置開關SQ3控制。如果液壓夾緊系統出現故障，不能自動將搖臂夾緊，或由于SQ3位置調整不當，在搖臂夾緊后不能SQ3動斷觸點斷開，都會使液壓泵電機因長時間過載而損壞。因此，電路中設有熱繼電器FR2和電動機型控開關Q3，其整定值應根據液壓電動機M3的額定電流進行調整。立柱和主軸箱的夾緊與放松控制

立柱和主軸箱的放松及可以同時進行，也可以單獨進行，由轉換開關和復合按鈕SB5進行控制。SA有三個位置。扳到中間位置，立柱和主軸箱的松開同時進行；扳到左邊位置時，立柱夾緊；扳到右邊位置時，主軸箱夾緊。復合開關SB5是松開控制按鈕，SB6是夾緊控制按鈕 2.CAD 2.1CAD簡介

AutoCAD是由美國Autodesk歐特克公司于二十世紀八十年代初為微機上應用CAD技術而開發的繪圖程序軟件包，經過不斷的完美，現已經成為國際上廣為流行的繪圖工具。Macromedia Captivate軟件是屏幕錄制軟件，它是專業的教學軟件工具，對于制作交互教學課件真是一個經濟且不錯的選擇。它可迅速地以多種格式來創建交互演示和擬。本課件的實例講解部分即用此軟件進行繪制圖形并使用視頻錄制軟件進行錄制，以實例的形式講解，將繪圖、編輯、文字、標注等命令融入到實例中，既說明了命令的功能，又在學習過程之中掌握命令的使用方法和使用技巧。2.2CAD作用

AutoCAD是通用的計算機輔助設計和繪圖軟件，廣泛應用于多種行業。AutoCAD視頻上機實驗指導系列課件是由淺入深包括繪制與編輯二維圖形、圖層設置、面域與圖案填充、三維圖形的繪制以及文字標注、尺寸標注、編輯等一些工具命令的講解，以實例的方式既說明了命令的功能，又在學習過程之中掌握命令的使用方法和使用技巧。此外，還使用了Macromedia Captivate 1.1.1290中文版軟件進行了視頻課件的制作，通過制作視頻課件，學生不僅能夠掌握視頻錄制軟件的使用，在錄制過程中促進學生自主掌握AUTOCAD的能力。通過該視頻課件的制作，培養學生綜合運用知識的能力和學生自學、處理問題和解決實際問題的能力，以及激發學生自主學習的興趣。

該課件主要分為三個部分。第一部分為繪制與編輯平面圖形的基本命令和工具的使用部分，第二部分為穿插命令結合講解的二維圖形的繪制部分，第三部分為三維圖形的繪制部分。每一部分都用相應的由淺入深的實例來講解，以便達到更好的學習效果。2.3 CAD功能

計算機輔助設計指利用計算機及其圖形設備幫助設計人員進行設計工作。簡稱CAD。在工程和產品設計中，計算機可以幫助設計人員擔負計算、信息存儲和制圖等項工作。在設計中通常要用計算機對不同方案進行大量的計算、分析和比較，以決定最優方案；各種設計信息，不論是數字的、文字的或圖形的，都能存放在計算機的內存或外存里，并能快速地檢索；設計人員通常用草圖開始設計，將草圖變為工作圖的繁重工作可以交給計算機完成；由計算機自動產生的設計結果，可以快速作出圖形顯示出來，使設計人員及時對設計作出判斷和修改；利用計算機可以進行與圖形的編輯、放大、縮小、平移和旋轉等有關的圖形數據加工工作。CAD 能夠減輕設計人員的勞動，縮短設計周期和提高設計質量。系統功能：

(1)設計組件重用

(2)簡易的設計修改和版本控制功能(3)設計的標準組件的自動產生

(4)設計是否滿足要求和實際規則的檢驗(5)裝配件

(6)工程文檔的輸出，(7)設計到生產設備的直接輸出

(8)到快速原型或快速制造工業原型的機器的直接輸出

基本功能：平面繪圖。能以多種方式創建直線、圓、橢圓、多邊形、樣條曲線等基本圖形對象。

繪圖輔助工具。AutoCAD提供了正交、對象捕捉、極軸追蹤、捕捉追蹤等繪圖輔助工具。正交功能使用戶可以很方便地繪制水平、豎直直線，對象捕捉可幫助拾取幾何對象上的特殊點，而追蹤功能使畫斜線及沿不同方向定位點變得更加容易。

編輯圖形。AutoCAD具有強大的編輯功能，可以移動、復制、旋轉、陣列、拉伸、延長、修剪、縮放對象等。

標注尺寸。可以創建多種類型尺寸，標注外觀可以自行設定。

書寫文字。能輕易在圖形的任何位置、沿任何方向書寫文字，可設定文字字體、傾斜角度及寬度縮放比例等屬性。

圖層管理功能。圖形對象都位于某一圖層上，可設定圖層顏色、線型、線寬等特性。三維繪圖。可創建3D實體及表面模型，能對實體本身進行編輯。

網絡功能。可將圖形在網絡上發布，或是通過網絡訪問AutoCAD資源。數據交換。AutoCAD提供了多種圖形圖像數據交換格式及相應命令。

二次開發。AutoCAD允許用戶定制菜單和工具欄，并能利用內嵌語言Auto lisp、Visual Lisp、VBA、ADS、ARX等進行二次開發 2.4 CAD系統組成

通常以具有圖形功能的交互計算機系統為基礎，主要設備有：計算機主機，圖形顯示終端，圖形輸入板，繪圖儀，掃描儀，打印機，磁帶機，以及各類軟件。工程工作站一般指具有超級小型機功能和三維圖形處理能力的一種單用戶交互式計算機系統。它有較強的計算能力，用規范的圖形軟件，有高分辨率的顯示終端，可以聯在資源共享的局域網上工作，已形成最流行的cad系統。個人計算機（pc）系統價格低廉，操作方便，使用靈活。80年代以后，pc機性能不斷翻新，硬件和軟件發展迅猛，加之圖形卡、高分辨率圖形顯示器的應用，以及pc機網絡技術的發展，由pc機構成的cad 系統已大量涌現，而且呈上升趨勢。圖形輸入輸出設備除了計算機主機和一般的外圍設備外，計算機輔助設計主要使用圖形輸入輸出設備。交互圖形系統對cad 尤為重要。圖形輸入設備的一般作用是把平面上點的坐標送入計算機。常見的輸入設備有鍵盤、光筆、觸摸屏、操縱桿、跟蹤球、鼠標器、圖形輸入板和數字化儀。圖形輸出設備分為軟拷貝和硬拷貝兩大類。軟拷貝設備指各種圖形顯示設備，是人機交互必不可少的；硬拷貝設備常用作圖形顯示的附屬設備，它把屏幕上的圖像復印出來，以便保存。常用的圖形顯示有三種：有向束顯示、存儲管顯示和光柵掃描顯示。有向束顯示應用最早，為了使圖像清晰，電子束必須不斷重畫圖形，故又稱刷新顯示，它易于擦除和修改圖形，適于作交互圖形的手段。存儲管顯示保存圖像而不必刷新，故能顯示大量數據，且價格較低。光柵掃描系統能提供彩色圖像，圖像信息可存放在所謂幀 緩沖存儲器里，圖像的分辨率較高。

cad軟件除計算機本身的軟件如操作系統、編譯程序外，cad主要使用交互式圖形顯示軟件、cad應用軟件和數據管理軟件3類軟件。

交互式圖形顯示軟件用于圖形顯示的開窗、剪輯、觀看，圖形的變換、修改，以及相應的人機交互。cad 應用軟件提供幾何造型、特征計算、繪圖等功能，以完成面向各專業領域的各種專門設計。構造應用軟件的四個要素是：算法、數據結構、用戶界面和數據管理。數據管理軟件用于存儲、檢索和處理大量數據，包括文字和圖形信息。為此，需要建立工程數據庫系統。它同一般的數據庫系統相比有如下特點：數據類型更加多樣，設計過程中實體關系復雜，庫中數值和數據結構經常發生變動，設計者的操作主要是一種實時性的交互處理。基本技術主要包括交互技術、圖形變換技術、曲面造型和實體造技術等。在計算機輔助設計中，交互技術是必不可少的。交互式cad系統，指用戶在使用計算機系統進行設計時，人和機器可以及時地交換信息。采用交互式系統人們可以邊構思、邊打樣、邊修改，隨時可從圖形終端屏幕上看到每一步操的顯示結果，非常直觀。

圖形變換的主要功能是把用戶坐標系和圖形輸出設備的坐標系聯系起來；對圖形作平移、旋轉、縮放、透視變換；通過矩陣運算來實現圖形變換。計算機設計自動化 計算機自身的cad，旨在實現計算機自身設計和研制過程的自動化或半自動化。研究內容包括功能設計自動化和組裝設計自動化，涉及計算機硬件描述語言、系統級模擬、自動邏輯綜合、邏輯模擬、微程序設計自動化、自動邏輯劃分、自動布局布線，以及相應的交互圖形系統和工程數據庫系統。集成電路 cad有時也列入計算機設計自動化的范圍。3.運用CAD軟件畫鉆床的線路圖 3.1用CAD軟件制圖的原則：

電力行業中的設計有一套完整的設計標準和規則。尤其編制規則和電氣圖形符號，都是電氣工程的語言，作為一種專門為電氣實際編制設計的電氣軟件，更需要在這方面注意，應用電氣制圖軟件的過程中需要遵循以下的原則和規則： 3.1.1建立相應的數據庫：

為了保持在所有文件之間，及整套裝置或設備與其文件之間的一致性，應建立與電氣工程CAD制圖軟件配套的設計數據（包括電氣簡圖用的圖形文字）和文件的數據庫。數據庫應該便于擴展、修改、調用和管理。

電氣簡用途形符號庫中的符號應符合GB。3.1.2 初始輸入系統

當需要在計算機當需要在計算機系統之間傳遞設計數據時，為簡化數據傳輸過程，CAD 初始輸入系統應采用公認的標準數據格式和符號集。3.1.3 選擇和應用設計輸入終端導則

設計輸入終端是圖樣錄入和文件編制的重要方式。在選擇和應用這些輸入終端的時候應遵守如下導則：

——選用的終端應在符號、字符和所需格式方面支持適用的工業標準； ——在數據庫和相關圖表方面，設計輸入系統應支持標準化格式，以便設計數據能在不同的系統間傳輸，或傳送到其它系統作進一步處理；

——數據的編排應準許補充和修改，且不涉及大范圍的改動。3.1.4 制圖的一般原則

文件最后表示必須遵守一致的準則，包括：圖紙格式，圖號、張次號，圖線的形式、寬度和間隔應符號GB/T4458.1，電氣技術圖樣和簡圖中的字體漢字應為長宋字，箭頭和指引線，尺寸線終點和起點，視圖，比例；簡圖布局準則，包括：信號流方向，符號布局，簡圖中的圖形符號，符號的選擇，符號的大小，符號的取向，端子的表示法，引出線的表示法；連接線準則；圖框和機殼準則；簡化的方法；項目和端子代號；信息的標記和注釋； 以上這些規則和準則是電氣軟件設計的根本，如果在編制設計電氣軟件的時候違反了這些電氣標準的符號和規則，就沒有和電氣軟件的靈魂和根本。3.2使用CAD軟件應注意的事項

計算機繪圖與手工制圖最大的區別就是速度快，修改起來方便，打印出來還沒有修改的痕跡，工整美觀。但是一旦用計算機繪出來的圖，修改起來也比較麻煩的話，那么就失去了計算機的繪圖的重要意義。我總結了自己在AutoCAD中繪圖的一些經驗，建議大家不要輕易改變下面這些繪圖規則，供朋友們繪圖時作為參考。

3.2.1不要輕易在特性管理器里修改單個線段的線型比例

通常在剛開始繪圖的時候，要用到中心線的線型，而初始繪圖時很可能線型比例設置的不合適，導致我們看到畫出來的線是一條實線而不是中心線。LTSCALE改變的線型比例是整個圖形里所有線段的線型比例，而在選中對象后在特性管理器里修改的線型比例是僅對所選線型起作用的線型比例。如果單個圖元的線型比例改變了，那么這個圖元的線型的真實比例就是LTSCALE比例與單個對象比例因子的乘積了。比如，某個對象在特性管理器里的線型比例是10，而LTSCALE的參數為5，那么這個對象的線型比例應該是50。

3.2.2不要輕易對單個圖元強行修改其特性

要把圖層中的幾個設置通常都默認為隨層（包括線型、顏色、線寬），以便于以后對圖形修改方便，若有必要可以建立新的圖層，不要強行賦予對象線型、顏色、線寬。

3.2.3不要輕易在對象工具欄里強行付給單個對象線寬

如果確實需要寬線可以用PLINE命令創建帶寬度的線型。打印出圖時各種類型的線寬，用打印樣式表cob文件根據顏色來區分就很方便了。

3.2.4創建圖塊的時候不要輕易要把對象放在“0”層以外的圖層上

把對象放在“0”層的好處是，在插入圖塊的時候，這個圖塊的屬性會根據我們插入的圖層的屬性改變而改變，以便于我們可以對圖層的凍結操作以及以后根據顏色打印時方便。

3.2.5盡量少用SPLINE命令創建線段

雖然這種線型創建出來的線型比較圓滑，但是到修改的時候往往比較麻煩，比如有時在對這種線段使用剪切（TRIM）和延伸（EXTEND）命令時不能使用。

3.2.6不要輕易炸開（EXPLODE）尺寸標注對象，也不要輕易單獨更改里邊的尺寸數字

要把整個尺寸標注做為一個對象處理，這樣的話，可以對尺寸標注很容易的自動修改，還可以對尺寸標注使用剪切（TRIM）和延伸（EXTEND）命令，尺寸標注會自動修改尺寸標注數字的大小。

3.2.7不要輕易使用多行文字

在需要文字注釋的時候，如果文字比較少而不是那種寫說明的文字，最好用單行文字，如果有大量的文字描述就要用多行文字，這些都有利于以后修改。因為如果在很多處用了多行文字的話，對于修改文字的格式和大小不利，因為不能用格式刷（MATCHPROP）匹配，而單行文字恰恰可以很好的使用。3.2.8盡量不要畫重線

在天正建筑二里就會經常有重線生成，因此在天正建筑二里增加了一個消重線的命令。但是如果必須要重線的話，那么這兩根線一定也不會在同一個圖層上。

3.2.9不要輕易分解圖塊

如果確實需要修改圖塊的話，那么就對圖塊重定義。結論

通過這次畢業設計，使我進一步地了解了所學過的理論知識，并具體運用了這些知識，培養了我調查研究、查閱技術文獻、收集資料的能力，不僅深化了我曾經學習過的專業知識，還擴大了我的視野，增長了技術經驗，提高了進行理論分析的能力，設計、計算、工藝編制及繪圖的能力。

同時，我對工藝人員所從事的工作有了親身的體驗，學會了查閱圖標、資料、相關手冊等工具書。通過實例對工藝規程的編制和切削用量的選擇計算等做了一次練習。除此之外，在設計思想上也感受頗深，做為一名工藝編制及設計人員，在設計和編制過程中，必須做到求實、嚴謹、負責和積極創新的精神。實事求是這不僅僅是一句至理名言，而且對于一個設計和編制工藝人員來說也是至關重要的。我在設計開始的時候就由于沒有全面仔細的分析問題，導致工藝路線出現嚴重錯誤，經過改正錯誤后，我一直以認真，求實為原則，完成此次設計。

總之，通過這次設計，使我受益匪淺，為我今后的學習工作打下一個堅實面良好的基礎。致謝

本文是在尊敬的導師精心指導下完成的，導師高尚的品德，淵博的學識，嚴謹的學風和高度的責任心深深地影響著學生。導師的教誨是學生寶貴的精神財富。并將使學生受益終生。在此，謹向尊敬的導師表示真誠的感謝和崇高的敬意！在設計的過程中，我實習所在單位的同事均給與了很大的幫助。對此，作者表示深深的感謝！在此，謹向所有在本文的完成中給與作者關懷和幫助而在此無法一一提及的領導，老師，師傅，同學和朋友致以誠摯的謝意！

最后，衷心感謝各位指導老師及工人師傅對我的幫助和指導。祝愿你們在以后的工作中，事事順心如意！參考文獻

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第五篇：淺談三維CAD技術在教學和設計中的應用

淺談三維CAD技術在教學和設計中的應用

湖南省勞動人事學校張志明

摘要：CAD技術是先進制造技術的重要組成部分，是計算機技術在工程設計、機械制造等領域中最有影響的一項高新應用技術。CAD系統的發展和應用使傳統的產品設計方法與生產模式發生了深刻的變化，已經產生、必然繼續產生巨大的社會經濟效益。

關鍵詞：三維CAD技術；設計和生產的一體化；教學與設計

現代化教學和技術創新是21世紀職業學校和企業競爭的焦點之所在，而產品創新既是技術創新的主要組成部分，也是技術創新的物化成果和集中體現，同時現代設計技術是實現產品創新的關鍵。

一、CAD技術的發展趨勢

了解CAD技術的發展趨勢對推廣應用技術是十分重要的，有利于CAD方案設計、選型適應技術發展的需要。總的來說，CAD技術的發展趨勢有以下幾方面：

(1)基于32/64位微機的Windows操作系統平臺的CAD系統倍受歡迎，象Pro/E、I-DEAS等運行于工作站的軟件也紛紛推出微機版。

(2)二維繪圖與三維實體建模一體化，基于特征的參數化設計軟件應當是CAD系統的主要功能要求。同時要求CAD與CAPP、CAM、CAE信息集成，提供符合IGES、STEP標準的產品信息模型。

(3)基于Windows/Objects/Wcb的技術解決方案是當前CAD軟件的一個重要特點，也就是要求CAD軟件能在網絡環境下支持協同設計、異地設計和信息共享。

(4)支持并行設計的產品數字管理(PDM)一體化集成。

(5)CAD系統的智能化、可視化和標準化。

二、現代化教學已充分認識到多媒體教學的優勢，并使之廣泛應用，而三維CAD技術對教學也有很大的幫助

1、在教學很多課程需要實物模型幫助學生理解教學內容，而傳統的教學方式是利用實物或者教師自制簡單模型。存在的問題是實物攜帶困難，根據教學需要更改模型的可操作性也不大，自制模型簡單，缺少變化，并且要花費教師的很多時間，沒有經驗的年輕教師完成這項工作也有困難。如果沒有模型，僅僅依靠講解，這樣要想把一個立體結構講清楚又是很困難的事情，對于缺少對實物感官認識的學生理解沒有模型的講解不是一個簡單的事情，這個過程很容易出現偏差。

2、教學中存在的另一個問題是傳統的教學模型更新換代的速度慢，而幾十年不變的教學模型已不能滿足教學和科技時代不斷進步的需要，傳統教學模型基本上不能夠修改，更換時的問題是新模型或實物成本高，舊模型基本沒有再利用的價值。

3、三維CAD技術在教學中的應用完全可以避免傳統教具的缺點，它在具有實物教具直觀，容易理解的優點的同時，克服了傳統教具的不足，避免了攜帶困難，模型修改方便，添加新模型的成本低（計算機建模），學生根據自己的理解也可自己和建立新模型，達到降低教學成本，提高教學質量的目的。另一方面，使學生在學習階段就能不斷了解新技術，也為之將來走向社會打下良好的基礎。

三、三維CAD設計的技術基礎

1、設計手段的計算機化。現代設計技術已離不開計算機的參與和支持，計算機已成為現代設計技術的必備工具，這一點已經被現代企業、學校在計算機應用的實際情況所證實。三維CAD技術正是充分發揮計算機優勢的有力工具。

2、設計范疇的擴大化。現代產品設計概念已不僅是產品本身結構、性能、工藝等的設計，還應包括與之相關的一切過程。而三維CAD技術是現代設計的基礎，能夠為后續的CAE（計算機輔助分析系統）；CAM（計算機輔助制造系統）；NCP（數控編程系統）；PDM（產品數據管理系統）等提供完整統一的產品數據信息，大大地簡化后續工作，優化整個設計過程。

3、設計過程的并行化和智能化。局域網和INTERNET的普及，已使絕大多數人認識到，網絡將是二十一世紀發展的首選工具。一個大中

型產品的設計不是一個人或少數幾個人就能夠完成的，而網絡將這種設計任務的并行性的可能性大大提高。三維CAD技術使得設計人員之間的交流更容易，減少了交流過程中的不必要錯誤，網絡交流更直觀。

（1）設計和生產的一體化。計算機技術在設計中的應用已從以往的計算、繪圖和制造發展到當今的三維建模、虛擬制造、智能設計及CAD／CAE／CAM集成階段。三維參數化設計軟件作為當今最先進的CAD軟件，在發達國家與工程設計有關的各個領域中得到廣泛應用。比如：美國福特公司為迎接21世紀而制定的革命性的技術發展計劃《FORD2000》，應用三維CAD技術后將新型汽車開發周期從18個月壓縮到12個月，減少了90％的實物模型，減少新產品的設計更改50％以上，減少新汽車試制成本50％，提高投資收益30％。波音公司新一代777客機生產中實現了“無圖紙設計”，其先進的CAD／CAM技術，走在了全世界的前面。

（2）強調顧客參與化。新世紀需求的產品內涵是一組能滿足消費需求的理解，需求是產品存在和發展的先決條件。那么一個優秀的產品設計應充分考慮消費者的意見，應盡力讓消費者參與到設計中來，這樣就必須讓消費者充分理解設計者的設計意圖，而一個消費者大多數不具備理解產品圖紙的專業知識，這時設計的直觀性就顯得非常重要。

（3）追求產品的精神功能和環保性。這一點是在設計者思想重視的同時，依靠設計能力的和設計質量的提高來保證的。

（4）分行業進行基礎件、標準通用件的二維和三維建庫工作。目前，二維建庫的工作已較成熟，三維實體設計是發展方向，二維與三維相互結合應是國內企業應用CAD的一種模式。

四、對CAD應用人才的培養

CAD技術成功應用的關鍵在于人才。企業應首先注意加強CAD技術應用人才的培養。企業人才培養的重點是應用好軟件，解決實際問題。高等院校和科研單位的人才重點是開發。一般來說，中小型企業自己培養CAD技術的開發人才是不適宜的。應走合作開發應用的道路。

現代三維CAD技術正逐步走向成熟，微機平臺技術也已開始在實踐中發揮作用，并且以其對硬件要求不高，操作簡便，容易上手，價格較

低（國產“金銀花“MDA系統價格已低于￥5000）等優點，已被學校和中小型企業接受，希望這種技術能夠為學校和企業帶來效益，提高學校和企業的整體設計能力，在二十一世紀的技術創新中發揮作用。

[參考文獻]

[1] 路清獻AUTOCAD2004教程電子工業出版社，2006.[2] 張小寧深化推廣應用CAD技術存在的問題郵電出版社，2003.作者簡介：張志明、執教于湖南省勞動人事學校（湖南技師學院），中專高講、省級專業帶頭人、國家級骨干教師、赴德進修教師。研究方向：機械制造、設計、模具及數控。