CAD在土木工程设计应用中的优劣探讨中英

第一篇：CAD在土木工程设计应用中的优劣探讨中英

CAD在土木工程设计应用中的优劣探讨

一 引言

计算机辅助设计（Computer Aided Design，简称CAD），诞生于20世纪50年代，它是利用计算机强有力的计算功能和高效率的图形处理能力来进行工程的设计和分析的一种技术，它是综合计算机技术和土木工程设计方法的一门新兴学科，是与计算机软硬件及工程设计方法的发展而发展起来的。它集成了计算机、图形学、数据库技术、数值分析等技术，随着软硬件技术的不断发展及工程方法的更新换代，CAD技术也日趋完善，已经广泛应用于电子、轻工、纺织、服装、医疗、国防及工程设计等国民经济的各个领域，发挥了极大的经济技术效益。二 CAD在土木工程中的应用

CAD技术最早应用于汽车工业，随后随着计算机软硬件的发展及普及，逐渐扩展到其它领域，包括土木工程领域。在土木工程领域，它包含工程设计中采用计算机技术辅助分析、计算和绘制图形的全过程。我国在土木工程中使用CAD技术开始于上世纪八十年代，在开始阶段，主要依靠外国引进的通用或专用图形软件包在屏幕上做交互式图形设计，与结构计算与分析没有结合，参与者主要是长期与计算机打交道的专门人员，到八十年代末期，由于较高性能的廉价计算机的普及，土木工程CAD才有了真正的发展和较广泛的应用，在很大程度上推动了CAD技术在我国土木工程上的应用和发展。土木工程CAD的应用包含以下方面：

1）建筑与规划设计：用于绘制建筑、规划类图纸，如建筑施工图、效果图，规划效果图，桥梁的造型设计等，其软件有天正建筑软件、中国建筑研究院的APM（PKPM的建筑模块）、QXCAD（一种桥型设计软件）、3 D M A X、M A Y A、计，构造设计指根据结构计算的结果，完成构件和截面的选配筋的构造设计，绘制施工图是用CAD取代传统的手绘来完成施工图纸的绘制；（3）给排水设计：用于给水、排水方面的计算与绘图；（4）暖通设计：用于取暖与通风方面的设计；（5）电气设计：强弱电方面的辅助设计；（6）施工组织与设计：用于施工项目的项目管理、施工工艺的流程设计与优化、施工现场布置等；（7）工程项目的预决算：从广义上说，这也算C A D在土木工程上的一个应用；（8）其它方面的：比如家庭装修等。

以上所列只是CAD技术在土木工程上应用的主要方面，在实际工程中，还有很多的边缘的、交叉的的新兴的应用技术在开花结果，日新月异。三 CAD在土木设计图中表现出的优势

1、绘图劳动强度降低，图纸保持清洁、美观

传统的手工绘图法需要设计人员经常性更换十几种绘图工具。一旦画错，就要在图面上修修补补，破坏图面的整洁性。而CAD制图，只要配齐了电脑，安装好绘图软件、打印机或绘图仪，鼠标轻轻移动就可以完成心中设计的图形。同时，软件本身还可以提供UNDO限制防错功能，让工程设计师们制图事倍功半。更有甚者，软件还可以为每个设计人员的独特的表达方式、思维模式和绘图习惯，提供广阔的空间，只要充分使用参数化绘图工具就可达成。

2、提高设计工作效率

土木设计过程一般经过提条件、方案设计、初步设计、施工图设计。各工种之间的配合默契与否，条件与方案改变大小都直接影响着制图的速度。传统的手工制图方式下，各阶段各工种之间的不同设计成果要分时制作；在CAD制图中，实现了各工种间的图纸资料互换，即使方案有所调整，设计人员只需在原有的设计图纸上加以调整，从而减少大量重复劳动，提高了工作效率。

3、增强计算功能，提高精确度

土木工程设计不同于其他领域的设计，它需要正确无误地计算出裂缝宽度、挠度、承载力、配筋面积。而且在实际工程中，要先符合设计规范地对各个结构构件如梁、板所承受的各种外部荷载，再根据《混凝土结构设计规范》规定进行计算和调整，如果计算数值稍有偏差或参数取值不符合规范要求，便会造成设计出的产品不合设计规范、不经济，严重的还会造成人民生命、财产的巨大的损失。

4、提供动态的检验效果

结构的板、梁、柱、墙的设计要考虑其他专业的相容性、相配性。如管道、设备不能和梁、柱相碰等。从实践中可知道任何工程都可以从形态上拆分为圆柱体、斜圆柱体、圆锥、圆台、斜圆台、球体、球冠体、圆形断面环体、矩形断面环体以及多面体等基本形体。为此，CAD制图中，可以在真色彩、真三维、光照的情况下，按物体的运动轨迹构造出一个虚拟的实体，在房屋中实时漫游，检查虚拟的实体与管道、设备、墙、梁、柱、门、窗等物体不发生碰撞，预先感受结构的空间效果，以便在发现问题的地方仔细端详、修改，直至满意为止。这给了工程设计师在设计工程提供非常有益的帮助。

5、资料管理方便

CAD软件制作的图形、图像文件可直接存储在软盘、硬盘或刻成光盘存储，从而避免资料因受潮、虫蛀以及破坏性查阅造成的不必要损失，电子数据的保存年限可以延长至50年。一个设计院的整柜整柜的资料被几张光盘所替代，查找和管理都比较方便。

6、数据传输的信息化

随着信息技术、网络技术的普及和CAD智能化的应用、跨地区合作设计、异地招投标、“在家工作”等都成为可能。如1992年日本执行的CALS（综合信息系统）研究，其就是指企业和机关不受部门企业间特定机器和系统的制约利用网络进行开发设计运筹及运用全过程的公用系统工程。四 CAD技术出现的劣势

CAD技术在给土木设计业带来巨大效益的同时，其劣势也随之发挥作用，也不可避免地滞缓了其发展，具体表现如下：

CAD技术需要相关的软件，运转速度较快的电脑以及熟练掌握电脑的设计师、网络维修人员等。购买任何正版的工程建筑软件都要花费1~2万元。设计师们还要开展专门培训工作，总之，备齐所需的人力和财力则价值不菲。同时，在使用过程，设计师们只能看到面前的一处图纸，而土木工程设计是一个系统工程，只看到一处图纸是远远不够的，它需要一整套图纸打印后才能看清楚。电脑图纸需要经过输出后才能实现审核、修改、再审核、再修改直至正式出图，增加了单位成本和社会成本。

2、工种配合默契与否及信息传递的速度影响工作效率

众所周知，土木工程设计是一个系统工程，它涉及到许多专业和步骤。每个设计师在设计任何图纸时不仅要考虑自身设计的合理性，还要考虑与本专业和其他专业设计人员设计上的协调性。完整的土木工程设计流程从合同签定起点经过测量数据、地质调查数据、设计说明、打印图纸、施工管理计划等步骤，其所需的数据量是非常大。任何数据变动，就会造成设计方案的变化。所以在动手设计前，要根据现况、地质、道路、建筑物、生产设施的关系进行规划、设计、施工、使用和管理。而地质、地物、道路的考察由建设单位来进行，生产设施之间的配合关系论证由勘察设计院来进行，大量数据的整理、交换、组合都需要时间。任何环节的阻塞和停滞都会影响完成工作效率。

3、缺乏统一的智能化结构设计软件

目前的专业软件，如PKPM软件，大多数只停留在二维基础上，充其量只是个绘图工具，缺乏智能化。智能化结构软件不仅体现三维立体图镜像，而且能自动执行相应的规范，设计所需参数取值不但要在经济范围内，还要便于施工。如中国建筑科学研究院PKPM CAD工程部和新加坡建屋发展局开发的BEAM CAGE软件，是按英国规范完成的钢筋混凝土梁的配筋、选筋、挠度的计算、施工图生成等一系列功能，虽然该软件自动化程度高，出图质量好，但毕竟是基于英国规范的基础上。而在国内流行的工程智能化设计软件如PKPM设计软件，它还需要设计师们调整梁、板、柱的配筋，尤其是柱的配筋，PKPM软件自动生成的顶层柱配筋常常因为屋面梁传递来的弯矩比较大，配筋也较大，而下层由于梁传递来的弯矩较小，配筋也较小，形成大柱种在小柱上。这需要设计工程师进行人工调整。还有按照规范规定，同一构件中钢筋的型号差别不宜大于两个级别，也就是说在一个构件中如果使用了直径为16的钢筋，那就不能使用直径为22以上的钢筋。但是在软件自动出图中常常会出现直径为14的钢筋和直径为22的钢筋一起使用的现象，这也要进行人工调整。以上说明我们还缺乏统一的智能化结构设计软件。

4、扼杀土木设计师的创作灵感

俗话说：“建筑是凝固的音乐”这句话点明了建筑也是一种艺术，它是一门融科技、文化、艺术、哲学于一体的学科。任何土建设计师都需要艺术家的灵感和天份，这种灵感和天份在处理建筑物的造型方面应有不少的“模糊感”。但CAD制图所要求的尺寸精确消磨和扼杀了这种灵感和天份，让设计师的设计图样屈从于电脑的机械和准确。还有，不少设计单位为了能够中标，将自己的设计投标文件，尤其是总平面效果图，做得非常精致美观，不惜投入大量的人力物力在CAD的制图上，而忽略了总平面布置图的建筑效果和建筑师的艺术创造。

综上所述，CAD的使用提高了土木设计中的高效率、高质量和高水平，同时也显示了不完善的方面。因此，设计师们在使用过程中总结经验，注意克服CAD带来的负面影响，努力提高自身的计算机知识和对土建规范的使用，促进CAD的健康发展。

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在土木工程设计应用中的优劣探讨

CAD在土木工程设计应用中的优劣探讨

摘要：当前，CAD在土木设计中应用广泛，本文详细分析了CAD在实际工作中的使用情况，对CAD在土木设计工作中优势和劣势进行了探讨，并提出了一定的见解。关键词：CAD；土木设计；优势；劣势

一 引言

计算机辅助设计（Computer Aided Design，简称CAD），诞生于20世纪50年代，它是利用计算机强有力的计算功能和高效率的图形处理能力来进行工程的设计和分析的一种技术，它是综合计算机技术和土木工程设计方法的一门新兴学科，是与计算机软硬件及工程设计方法的发展而发展起来的。它集成了计算机、图形学、数据库技术、数值分析等技术，随着软硬件技术的不断发展及工程方法的更新换代，CAD技术也日趋完善，已经广泛应用于电子、轻工、纺织、服装、医疗、国防及工程设计等国民经济的各个领域，发挥了极大的经济技术效益。

二 CAD在土木工程中的应用 CAD技术最早应用于汽车工业，随后随着计算机软硬件的发展及普及，逐渐扩展到其它领域，包括土木工程领域。在土木工程领域，它包含工程设计中采用计算机技术辅助分析、计算和绘制图形的全过程。我国在土木工程中使用CAD技术开始于上世纪八十年代，在开始阶段，主要依靠外国引进的通用或专用图形软件包在屏幕上做交互式图形设计，与结构计算与分析没有结合，参与者主要是长期与计算机打交道的专门人员，到八十年代末期，由于较高性能的廉价计算机的普及，土木工程CAD才有了真正的发展和较广泛的应用，在很大程度上推动了CAD技术在我国土木工程上的应用和发展。土木工程CAD的应用包含以下方面：

1）建筑与规划设计：用于绘制建筑、规划类图纸，如建筑施工图、效果图，规划效果图，桥梁的造型设计等，其软件有天正建筑软件、中国建筑研究院的APM（PKPM的建筑模块）、QXCAD（一种桥型设计软件）、3 D M A X、M A Y A、计，构造设计指根据结构计算的结果，完成构件和截面的选配筋的构造设计，绘制施工图是用CAD取代传统的手绘来完成施工图纸的绘制；（3）给排水设计：用于给水、排水方面的计算与绘图；（4）暖通设计：用于取暖与通风方面的设计；（5）电气设计：强弱电方面的辅助设计；（6）施工组织与设计：用于施工项目的项目管理、施工工艺的流程设计与优化、施工现场布置等；（7）工程项目的预决算：从广义上说，这也算C A D在土木工程上的一个应用；（8）其它方面的：比如家庭装修等。

以上所列只是CAD技术在土木工程上应用的主要方面，在实际工程中，还有很多的边缘的、交叉的的新兴的应用技术在开花结果，日新月异。三 CAD在土木设计图中表现出的优势

1、绘图劳动强度降低，图纸保持清洁、美观

传统的手工绘图法需要设计人员经常性更换十几种绘图工具。一旦画错，就要在图面上修修补补，破坏图面的整洁性。而CAD制图，只要配齐了电脑，安装好绘图软件、打印机或绘图仪，鼠标轻轻移动就可以完成心中设计的图形。同时，软件本身还可以提供UNDO限制防错功能，让工程设计师们制图事倍功半。更有甚者，软件还可以为每个设计人员的独特的表达方式、思维模式和绘图习惯，提供广阔的空间，只要充分使用参数化绘图工具就可达成。

2、提高设计工作效率 土木设计过程一般经过提条件、方案设计、初步设计、施工图设计。各工种之间的配合默契与否，条件与方案改变大小都直接影响着制图的速度。传统的手工制图方式下，各阶段各工种之间的不同设计成果要分时制作；在CAD制图中，实现了各工种间的图纸资料互换，即使方案有所调整，设计人员只需在原有的设计图纸上加以调整，从而减少大量重复劳动，提高了工作效率。

3、增强计算功能，提高精确度

土木工程设计不同于其他领域的设计，它需要正确无误地计算出裂缝宽度、挠度、承载力、配筋面积。而且在实际工程中，要先符合设计规范地对各个结构构件如梁、板所承受的各种外部荷载，再根据《混凝土结构设计规范》规定进行计算和调整，如果计算数值稍有偏差或参数取值不符合规范要求，便会造成设计出的产品不合设计规范、不经济，严重的还会造成人民生命、财产的巨大的损失。

4、提供动态的检验效果

结构的板、梁、柱、墙的设计要考虑其他专业的相容性、相配性。如管道、设备不能和梁、柱相碰等。从实践中可知道任何工程都可以从形态上拆分为圆柱体、斜圆柱体、圆锥、圆台、斜圆台、球体、球冠体、圆形断面环体、矩形断面环体以及多面体等基本形体。为此，CAD制图中，可以在真色彩、真三维、光照的情况下，按物体的运动轨迹构造出一个虚拟的实体，在房屋中实时漫游，检查虚拟的实体与管道、设备、墙、梁、柱、门、窗等物体不发生碰撞，预先感受结构的空间效果，以便在发现问题的地方仔细端详、修改，直至满意为止。这给了工程设计师在设计工程提供非常有益的帮助。

5、资料管理方便

CAD软件制作的图形、图像文件可直接存储在软盘、硬盘或刻成光盘存储，从而避免资料因受潮、虫蛀以及破坏性查阅造成的不必要损失，电子数据的保存年限可以延长至50年。一个设计院的整柜整柜的资料被几张光盘所替代，查找和管理都比较方便。

6、数据传输的信息化

随着信息技术、网络技术的普及和CAD智能化的应用、跨地区合作设计、异地招投标、“在家工作”等都成为可能。如1992年日本执行的CALS（综合信息系统）研究，其就是指企业和机关不受部门企业间特定机器和系统的制约利用网络进行开发设计运筹及运用全过程的公用系统工程。

四 CAD技术出现的劣势

CAD技术在给土木设计业带来巨大效益的同时，其劣势也随之发挥作用，也不可避免地滞缓了其发展，具体表现如下：

1、CAD技术促使土木设计领域中人、财、物浪费加剧

CAD技术需要相关的软件，运转速度较快的电脑以及熟练掌握电脑的设计师、网络维修人员等。购买任何正版的工程建筑软件都要花费1~2万元。设计师们还要开展专门培训工作，总之，备齐所需的人力和财力则价值不菲。同时，在使用过程，设计师们只能看到面前的一处图纸，而土木工程设计是一个系统工程，只看到一处图纸是远远不够的，它需要一整套图纸打印后才能看清楚。电脑图纸需要经过输出后才能实现审核、修改、再审核、再修改直至正式出图，增加了单位成本和社会成本。

2、工种配合默契与否及信息传递的速度影响工作效率

众所周知，土木工程设计是一个系统工程，它涉及到许多专业和步骤。每个设计师在设计任何图纸时不仅要考虑自身设计的合理性，还要考虑与本专业和其他专业设计人员设计上的协调性。完整的土木工程设计流程从合同签定起点经过测量数据、地质调查数据、设计说明、打印图纸、施工管理计划等步骤，其所需的数据量是非常大。任何数据变动，就会造成设计方案的变化。所以在动手设计前，要根据现况、地质、道路、建筑物、生产设施的关系进行规划、设计、施工、使用和管理。而地质、地物、道路的考察由建设单位来进行，生产设施之间的配合关系论证由勘察设计院来进行，大量数据的整理、交换、组合都需要时间。任何环节的阻塞和停滞都会影响完成工作效率。

3、缺乏统一的智能化结构设计软件

目前的专业软件，如PKPM软件，大多数只停留在二维基础上，充其量只是个绘图工具，缺乏智能化。智能化结构软件不仅体现三维立体图镜像，而且能自动执行相应的规范，设计所需参数取值不但要在经济范围内，还要便于施工。如中国建筑科学研究院PKPM CAD工程部和新加坡建屋发展局开发的BEAM CAGE软件，是按英国规范完成的钢筋混凝土梁的配筋、选筋、挠度的计算、施工图生成等一系列功能，虽然该软件自动化程度高，出图质量好，但毕竟是基于英国规范的基础上。而在国内流行的工程智能化设计软件如PKPM设计软件，它还需要设计师们调整梁、板、柱的配筋，尤其是柱的配筋，PKPM软件自动生成的顶层柱配筋常常因为屋面梁传递来的弯矩比较大，配筋也较大，而下层由于梁传递来的弯矩较小，配筋也较小，形成大柱种在小柱上。这需要设计工程师进行人工调整。还有按照规范规定，同一构件中钢筋的型号差别不宜大于两个级别，也就是说在一个构件中如果使用了直径为16的钢筋，那就不能使用直径为22以上的钢筋。但是在软件自动出图中常常会出现直径为14的钢筋和直径为22的钢筋一起使用的现象，这也要进行人工调整。以上说明我们还缺乏统一的智能化结构设计软件。

4、扼杀土木设计师的创作灵感

俗话说：“建筑是凝固的音乐”这句话点明了建筑也是一种艺术，它是一门融科技、文化、艺术、哲学于一体的学科。任何土建设计师都需要艺术家的灵感和天份，这种灵感和天份在处理建筑物的造型方面应有不少的“模糊感”。但CAD制图所要求的尺寸精确消磨和扼杀了这种灵感和天份，让设计师的设计图样屈从于电脑的机械和准确。还有，不少设计单位为了能够中标，将自己的设计投标文件，尤其是总平面效果图，做得非常精致美观，不惜投入大量的人力物力在CAD的制图上，而忽略了总平面布置图的建筑效果和建筑师的艺术创造。综上所述，CAD的使用提高了土木设计中的高效率、高质量和高水平，同时也显示了不完善的方面。因此，设计师们在使用过程中总结经验，注意克服CAD带来的负面影响，努力提高自身的计算机知识和对土建规范的使用，促进CAD的健康发展。

参考文献

[1]张志远，金新阳，陈岱林.基于英国规范的混凝土梁CAD系统的研制[J].建筑科学,2004（,12）.[2]GB50010-2002.混凝土结构设计规范[S].中国建筑工业出版社,2002.[3]赵勇等.楼板预应力筋布索方案及其CAD实现[J].建筑科学,2002,（12）.

第三篇：浅谈CAD在教学中的应用（推荐）

浅谈CAD在教学中的应用

摘 要：CAD在最近几十年使用较多，作为一种机械绘图软件被广泛用于机械加工中，使用CAD软件能够大大的缩短我们绘图时间，而且能解决很多生产中面对的问题。本文主要对CAD在教学中的应用情况，讲述了CAD发展的意义，接着讲述了CAD在教学中的使用，然后对其在国内外的发展进行综述，最后对CAD在教学中的发展趋势进行了分析。

关键词：CAD；教学；机械设计；分析

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

引言

随着经济的发展和工业自动化水平的不断提高，CAD软件在机械、建筑、航空航天等各个领域被广泛使用。随着CAD技术的不断普及，很多专业都把CAD和教学相结合，如何在教学中。

随着计算技术在我国的飞速发展和应用，社会正在不断淘汰以前的劣质产品，并且着重效率的发展，国家的经济蒸蒸日上。CAD在教学中的使用越来越广泛，尤其是近几年更是越加普及，CAD的联合教学能够使学生更加容易社会，而且能够创造更多的价值，CAD在很多机械企业和建筑企业是一个不可缺少的软件，因此让学生能够快速学会并且熟练使用CAD非常重要，CAD具有的功能繁多，快捷键很多，很多都是经过长期摸索出来的。

1.1 CAD在教学中的应用

CAD作为辅助设计软件侧重于操作技能而不是我们对书名的抄袭，一种图可能通过不同的人其画法不同。这就要求学生根据当时的情况灵活地使用这些命令。传统的教学方法一般是以教材为依据的学生，老师解释了几个命令，然后让学生练习在计算机教学内容完成一个单元，然后全面实践，得出一个或两个例子。这使得教学秩序和实践上分别，不及时绘制和结合案例，学生往往可以理解和实践，但真正画出一个完整的例子图，但不是针对柔性的实际应用状况了解的命令，有的甚至学了忘了前面和后面。同时，由于讲课过程中没有结合实例，学生的积极性不够高，实践中也缺乏兴趣。

1.2 CAD发展的领域

1.2.1 工业制造领域

CAD在传统制造业中可以能够促进产品的快速开发，同时也能提高其高效率，如汽很多制造业，像富士康和汽车生产线大量使用CAD软件，很多自动化生产线也需要使用CAD去规划。

1.2.2 教学领域

CAD软件的运用现在在机械化和自动化这个专业的学生来说是一门必须课。CAD软件具有很多的快捷命令，而且其绘图标准和我们手工绘图图纸的标准是一样的，所以在绘图时，我们根据其具体模型对其长宽高线宽等要求进行设置，形位公差的要求，一定要一一注明，我们画好的图大多时候是要那去加工的，如果不按国家标准进行，加工中就看不懂图纸。

CAD在建筑方面的使用，尤其是房子的框架等，每一个行业的CAD要求不一样，线宽要求也不一样，因此在设置时一定根据不同的专业对格式要求进行确定，CAD绘图讲究严谨性。CAD软件的使用大大的降低了绘图所用的时间，它的特点是通过编程来完成预期的各种任务，在结构和性能上的人和机的优势，特别是反映了人类的智力和适应性。CAD的普及加快了其在各个领域的使用，同时其创造的价值也是不可估量的。CAD教学的方式

CAD教学应该采用案例教学发，案例教学法就是一个已经存在的模型对其进行实例讲解，并且在分析案例的时候始终把握以教学为中心，把CAD的一些命令操作结合案例进行讲解这样学生更加容易接受，而不是空洞的讲，这样效果也明显，在案例讲完之后，给每个组发一个类似的模型，要他们在课堂上对所学的知识进行消化，并对这个模型进行画图和标注，然后再进行检查评分，这样就能达到更加好的效果。主要特点：（1）教学过程要从这个专业角度去讲，而不能拿着土木的图纸对机械相关的学生进行讲解。（2）在教学的过程中要培养学生对于软件的热爱之情。（3）时不时发布讨论会，让学生讲自己遇到的困难和难题然后给出解决方案。

案例教学法的前提是选择适当的情况下，根据不同的专业选择不同的案例进行讲解，从“现代工程制图课程”，国家CAD技术水平（计算机图形学部门）选择测试或CAD材料，也可以由绘制由教师自己根据其工作经验来选择。在模型的选择时主要围绕以下几点：第一，对于不同阶段的学生要求不一样。

二、示例图的难度应是渐进的，且有一定的递进关系。第三、每个案例图应该有区别和共同点，可以用不同的顺序做，让学生了解CAD的奥秘。如何实践

实践一直是我们考虑的重点，也是我们多所学知识的一次利用，CAD软件的学习也是如此，不管你理解如何都是要?⒗砺圩?化为实践。案例教学法的第一个也是最重要的部分是教师的讲课。老师在每一个指令后立即让学生做练习。这样做的好处是学生可以及时掌握命令的操作。如果老师在CAD教学讲解完之后，学生能够理解，这样就会给学生很容易引起“学一堆命令，说得严密说理，争论得相当莫名其妙”的现象，教学效果会大打折扣。

案例法的另一个重要方面是计算机上的实践。计算机实践不仅可以提高学生的实践能力，而且有机会检验教学效果，发现学生存在的问题。学生在整个学习过程中需要做大量的案例练习，实践中也存在许多问题，老师应该当场回答。针对学生作业存在的问题，要归纳总结，找出根本原因并当场讲评。总结

本文主要对CAD在工业中的应用情况以及其使用范围进行了该市，讲述了CAD发展的意义，在电脑教学的过程中，应用了很多电脑应用软件如AUTOCAD、WORD文档、Protel DXP它们的功能强大应用范围广，很大地提高了工作效率。

学生通过使用CAD的锻炼和谁，让他们对CAD和Word以及Protel DXP的应用水平有了许多进步，也了解了很多标准件的画法。

参考文献：

[1]刘松雪.浅谈CAD在路桥教学绘图中的应用[J].计算机光盘软件与应用，2014（19）：234+236.[2]朱琰，龚晓斌.浅谈英文电影在高职英语教学中的应用[J].中国科技信息，2010（21）：302-303.[3]黎明，李德珑.浅谈“行为导向教学法”在计算机教学中的应用[J].保险职业学院学报，2009（03）：91-93.[4]刘颖.浅谈CAD三维实体建模在机械制图教学中的应用[J].装备制造技术，2008（10）：135-136+147.作者简介：张金桥（1971-），男，教师，高级技师，研究方向：数控加工。

第四篇：CAD在教学楼供电设计中的应用

引言

本次毕业设计是为了让我们更清楚地理解钻床的工作原理以及对CAD软件的使用，为我们即将走上工作岗位的毕业生打基础，最后，我们在此次毕业设计中学会了学习的知识怎么用实践来证实与巩固。

钻床技术的广泛应用给传统的制造业的生产方式，产品结构带来了深刻的变化。也给传统的机械，机电专业的人才带来新的机遇和挑战。随着我国综合国力的进一步加强和加入世贸组织。我国经济全面与国际接轨，并逐步成为全球制造中心，我国企业广泛应用现代化技术参与国际竞争。钻床技术是制造实现自动化，集成化的基础，是提高产品质量，提高劳动生产率不可少的物资手段。此毕业设计让我们毕业生更好的熟悉钻床，确定钻床的工作原理，为走上工作岗位打下基础。1.钻床

1.1钻床结构

Z37摇臂机床主要由底座、内立柱、外立柱、摇臂、主轴箱、工作台等部分组成。内立柱固定在底座上，在它外面套着空心的外立柱，外立柱可绕着不动的内立柱回旋一周。摇臂一段的套筒部分与外立柱滑动配合，借助于丝杠，摇臂可沿着外立柱上下移动，但两者不能作相对转动，因此摇臂与外立柱一起相对内立柱回旋。主轴箱是一个复合的部件，它包括主轴及主轴旋转和进给运动（轴向前进移动）的全部传动变速和操作机构。

主轴箱安装于摇臂的水平轨道上，可通过手动操作使它沿着摇臂上的水平导轨作径向移动。当需要钻削加工时，可利用加紧机构将主轴箱禁锢在摇臂轨道上，摇臂禁锢在外立柱上，外立柱禁锢在内立柱上，以保证加工时主轴不会移动，刀具也不会震动。1.2钻床的运动形式

主轴箱安装于摇臂的水平轨道上，可通过手动操作使它沿着摇臂上的水平导轨作径向移动。当需要钻削加工时，可利用加紧机构将主轴箱禁锢在摇臂轨道上，摇臂禁锢在外立柱上，外立柱禁锢在内立柱上，以保证加工时主轴不会移动，刀具也不会震动。（1）摇臂钻床的主运动是主轴带动钻头的旋转运动；（2）进给运动是钻头的上下运动；

（3）辅助运动是指主轴箱沿摇臂水平移动、摇臂沿外立柱上下移动以及摇臂连同外立柱一起相对于内立柱的回转运动。1.3钻床电气拖动特点

Z37钻床的运动部件较多，为了简化传动装置，采用四台电机拖动，它们分别是：主轴电机（M1）,摇臂升降电机（M2），液压泵电机（M3）和冷却泵电机（M4）这些电动机都采用直接启动方式连接。

为了适应多种形式的加工要求，摇臂钻床主轴的旋转及进给运动有较大的调速范围，一般情况下游机械变速机构实现。主要变速机构与进给变速机构均装在主轴箱内。

Z37摇臂钻床的主运动和进给运动为主轴的运动，为此这两项运动有一台主轴电动机拖动，分别经主轴传动机构，进给传动机构实现主轴的旋转和进给。

在加工螺纹时，要求主轴能正反转。摇臂钻床主轴正反转一般采用机械方法实现。因此主轴电动机仅需要单向旋转。1.4钻床原理图说明 1.4.1主线路图分析：

器控制。M1是主轴电动机由接触器KM1控制，只要求能单方向旋转。电动机型空机Q1能Z37摇臂钻床共有四台电动机，冷却泵电动机为开关直接启动，其余三台电动机采用接触起到过载、短路、启动电流过大保护，而热继电器FR1也起过载保护的作用，这样就形成了一个双重保护的作用。

M2是摇臂升降电动机，装设于主轴顶部，用KM2和KM3来控制正反转。使用电动机型空开Q2进行保护。

M3是液压泵电动机，要求能够实现正反转，用KM4和KM5来控制正反转。电路中用电动机型开Q3和继电器FR2进行双重保护。

M4是冷却电动机，功率小，直接用开关控制启动与停止。1.4.2 控制线路图分析： 主轴电动机M1的控制

按下启动按钮SB2，则接触器KM1吸合并自锁，是主轴电动机 M1启动并连续运行，同时HL3亮。按停止按钮SB1，则接触器KM1释放，是主轴电动机停止旋转，同时HL3熄灭。摇臂升降控制：

摇臂上升按上升按钮SB3，时间继电器KT1通电吸合,它瞬间闭合的动合触头闭合，接触器KM4得电，液压泵电动机M3启动并正向旋转，供给压力油。最后通过液压系统是摇臂松开。同时，活动杆通过弹簧片位置开关SQ2，使其动断触点断开，动合触点闭合。前者切断了接触器KM4的线路电圈，KM4的主触头断开，液压泵电动机停止工作。后者是交流接触器KM2的线圈通电，主触头接通M2电源，摇臂升降电动机启动正向旋转，带动摇臂上升，如果此时摇臂尚未松开，则位置开关SQ2动合触电不闭合，接触器KM2就能吸合，摇臂就不能上升。

当摇臂上升到所需位置时松开按钮SB3，则接触器KM2和时间继电器KT1同时断电释放，M2停止工作吗，随之摇臂停止上升。由于时间继电器KT1是断电释放吗，经3秒时间后，其延时闭合的动断触点闭合吗，使接触器KM5吸合吗，液压泵电动机反向旋转，随之泵内压力油经分配阀进入摇臂的“夹紧油腔”，摇臂夹紧。在摇臂夹紧的同时，活塞杆通过弹簧片是位置开关SQ3的动断触点断开，KM5断电释放，最终停止M3工作，完成了摇臂松开、上升、夹紧的整套动作。

限位开关SQ1和SQ2用做摇臂升降超程保护。上升到限位时，压断SQ1，接触器KM2断电释放，M3停止工作，摇臂下降停止。摇臂的自动夹紧油位置开关SQ3控制。如果液压夹紧系统出现故障，不能自动将摇臂夹紧，或由于SQ3位置调整不当，在摇臂夹紧后不能SQ3动断触点断开，都会使液压泵电机因长时间过载而损坏。因此，电路中设有热继电器FR2和电动机型控开关Q3，其整定值应根据液压电动机M3的额定电流进行调整。立柱和主轴箱的夹紧与放松控制

立柱和主轴箱的放松及可以同时进行，也可以单独进行，由转换开关和复合按钮SB5进行控制。SA有三个位置。扳到中间位置，立柱和主轴箱的松开同时进行；扳到左边位置时，立柱夹紧；扳到右边位置时，主轴箱夹紧。复合开关SB5是松开控制按钮，SB6是夹紧控制按钮 2.CAD 2.1CAD简介

AutoCAD是由美国Autodesk欧特克公司于二十世纪八十年代初为微机上应用CAD技术而开发的绘图程序软件包，经过不断的完美，现已经成为国际上广为流行的绘图工具。Macromedia Captivate软件是屏幕录制软件，它是专业的教学软件工具，对于制作交互教学课件真是一个经济且不错的选择。它可迅速地以多种格式来创建交互演示和拟。本课件的实例讲解部分即用此软件进行绘制图形并使用视频录制软件进行录制，以实例的形式讲解，将绘图、编辑、文字、标注等命令融入到实例中，既说明了命令的功能，又在学习过程之中掌握命令的使用方法和使用技巧。2.2CAD作用

AutoCAD是通用的计算机辅助设计和绘图软件，广泛应用于多种行业。AutoCAD视频上机实验指导系列课件是由浅入深包括绘制与编辑二维图形、图层设置、面域与图案填充、三维图形的绘制以及文字标注、尺寸标注、编辑等一些工具命令的讲解，以实例的方式既说明了命令的功能，又在学习过程之中掌握命令的使用方法和使用技巧。此外，还使用了Macromedia Captivate 1.1.1290中文版软件进行了视频课件的制作，通过制作视频课件，学生不仅能够掌握视频录制软件的使用，在录制过程中促进学生自主掌握AUTOCAD的能力。通过该视频课件的制作，培养学生综合运用知识的能力和学生自学、处理问题和解决实际问题的能力，以及激发学生自主学习的兴趣。

该课件主要分为三个部分。第一部分为绘制与编辑平面图形的基本命令和工具的使用部分，第二部分为穿插命令结合讲解的二维图形的绘制部分，第三部分为三维图形的绘制部分。每一部分都用相应的由浅入深的实例来讲解，以便达到更好的学习效果。2.3 CAD功能

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。系统功能：

(1)设计组件重用

(2)简易的设计修改和版本控制功能(3)设计的标准组件的自动产生

(4)设计是否满足要求和实际规则的检验(5)装配件

(6)工程文档的输出，(7)设计到生产设备的直接输出

(8)到快速原型或快速制造工业原型的机器的直接输出

基本功能：平面绘图。能以多种方式创建直线、圆、椭圆、多边形、样条曲线等基本图形对象。

绘图辅助工具。AutoCAD提供了正交、对象捕捉、极轴追踪、捕捉追踪等绘图辅助工具。正交功能使用户可以很方便地绘制水平、竖直直线，对象捕捉可帮助拾取几何对象上的特殊点，而追踪功能使画斜线及沿不同方向定位点变得更加容易。

编辑图形。AutoCAD具有强大的编辑功能，可以移动、复制、旋转、阵列、拉伸、延长、修剪、缩放对象等。

标注尺寸。可以创建多种类型尺寸，标注外观可以自行设定。

书写文字。能轻易在图形的任何位置、沿任何方向书写文字，可设定文字字体、倾斜角度及宽度缩放比例等属性。

图层管理功能。图形对象都位于某一图层上，可设定图层颜色、线型、线宽等特性。三维绘图。可创建3D实体及表面模型，能对实体本身进行编辑。

网络功能。可将图形在网络上发布，或是通过网络访问AutoCAD资源。数据交换。AutoCAD提供了多种图形图像数据交换格式及相应命令。

二次开发。AutoCAD允许用户定制菜单和工具栏，并能利用内嵌语言Auto lisp、Visual Lisp、VBA、ADS、ARX等进行二次开发 2.4 CAD系统组成

通常以具有图形功能的交互计算机系统为基础，主要设备有：计算机主机，图形显示终端，图形输入板，绘图仪，扫描仪，打印机，磁带机，以及各类软件。工程工作站一般指具有超级小型机功能和三维图形处理能力的一种单用户交互式计算机系统。它有较强的计算能力，用规范的图形软件，有高分辨率的显示终端，可以联在资源共享的局域网上工作，已形成最流行的cad系统。个人计算机（pc）系统价格低廉，操作方便，使用灵活。80年代以后，pc机性能不断翻新，硬件和软件发展迅猛，加之图形卡、高分辨率图形显示器的应用，以及pc机网络技术的发展，由pc机构成的cad 系统已大量涌现，而且呈上升趋势。图形输入输出设备除了计算机主机和一般的外围设备外，计算机辅助设计主要使用图形输入输出设备。交互图形系统对cad 尤为重要。图形输入设备的一般作用是把平面上点的坐标送入计算机。常见的输入设备有键盘、光笔、触摸屏、操纵杆、跟踪球、鼠标器、图形输入板和数字化仪。图形输出设备分为软拷贝和硬拷贝两大类。软拷贝设备指各种图形显示设备，是人机交互必不可少的；硬拷贝设备常用作图形显示的附属设备，它把屏幕上的图像复印出来，以便保存。常用的图形显示有三种：有向束显示、存储管显示和光栅扫描显示。有向束显示应用最早，为了使图像清晰，电子束必须不断重画图形，故又称刷新显示，它易于擦除和修改图形，适于作交互图形的手段。存储管显示保存图像而不必刷新，故能显示大量数据，且价格较低。光栅扫描系统能提供彩色图像，图像信息可存放在所谓帧 缓冲存储器里，图像的分辨率较高。

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。

交互式图形显示软件用于图形显示的开窗、剪辑、观看，图形的变换、修改，以及相应的人机交互。cad 应用软件提供几何造型、特征计算、绘图等功能，以完成面向各专业领域的各种专门设计。构造应用软件的四个要素是：算法、数据结构、用户界面和数据管理。数据管理软件用于存储、检索和处理大量数据，包括文字和图形信息。为此，需要建立工程数据库系统。它同一般的数据库系统相比有如下特点：数据类型更加多样，设计过程中实体关系复杂，库中数值和数据结构经常发生变动，设计者的操作主要是一种实时性的交互处理。基本技术主要包括交互技术、图形变换技术、曲面造型和实体造技术等。在计算机辅助设计中，交互技术是必不可少的。交互式cad系统，指用户在使用计算机系统进行设计时，人和机器可以及时地交换信息。采用交互式系统人们可以边构思、边打样、边修改，随时可从图形终端屏幕上看到每一步操的显示结果，非常直观。

图形变换的主要功能是把用户坐标系和图形输出设备的坐标系联系起来；对图形作平移、旋转、缩放、透视变换；通过矩阵运算来实现图形变换。计算机设计自动化 计算机自身的cad，旨在实现计算机自身设计和研制过程的自动化或半自动化。研究内容包括功能设计自动化和组装设计自动化，涉及计算机硬件描述语言、系统级模拟、自动逻辑综合、逻辑模拟、微程序设计自动化、自动逻辑划分、自动布局布线，以及相应的交互图形系统和工程数据库系统。集成电路 cad有时也列入计算机设计自动化的范围。3.运用CAD软件画钻床的线路图 3.1用CAD软件制图的原则：

电力行业中的设计有一套完整的设计标准和规则。尤其编制规则和电气图形符号，都是电气工程的语言，作为一种专门为电气实际编制设计的电气软件，更需要在这方面注意，应用电气制图软件的过程中需要遵循以下的原则和规则： 3.1.1建立相应的数据库：

为了保持在所有文件之间，及整套装置或设备与其文件之间的一致性，应建立与电气工程CAD制图软件配套的设计数据（包括电气简图用的图形文字）和文件的数据库。数据库应该便于扩展、修改、调用和管理。

电气简用途形符号库中的符号应符合GB。3.1.2 初始输入系统

当需要在计算机当需要在计算机系统之间传递设计数据时，为简化数据传输过程，CAD 初始输入系统应采用公认的标准数据格式和符号集。3.1.3 选择和应用设计输入终端导则

设计输入终端是图样录入和文件编制的重要方式。在选择和应用这些输入终端的时候应遵守如下导则：

——选用的终端应在符号、字符和所需格式方面支持适用的工业标准； ——在数据库和相关图表方面，设计输入系统应支持标准化格式，以便设计数据能在不同的系统间传输，或传送到其它系统作进一步处理；

——数据的编排应准许补充和修改，且不涉及大范围的改动。3.1.4 制图的一般原则

文件最后表示必须遵守一致的准则，包括：图纸格式，图号、张次号，图线的形式、宽度和间隔应符号GB/T4458.1，电气技术图样和简图中的字体汉字应为长宋字，箭头和指引线，尺寸线终点和起点，视图，比例；简图布局准则，包括：信号流方向，符号布局，简图中的图形符号，符号的选择，符号的大小，符号的取向，端子的表示法，引出线的表示法；连接线准则；图框和机壳准则；简化的方法；项目和端子代号；信息的标记和注释； 以上这些规则和准则是电气软件设计的根本，如果在编制设计电气软件的时候违反了这些电气标准的符号和规则，就没有和电气软件的灵魂和根本。3.2使用CAD软件应注意的事项

计算机绘图与手工制图最大的区别就是速度快，修改起来方便，打印出来还没有修改的痕迹，工整美观。但是一旦用计算机绘出来的图，修改起来也比较麻烦的话，那么就失去了计算机的绘图的重要意义。我总结了自己在AutoCAD中绘图的一些经验，建议大家不要轻易改变下面这些绘图规则，供朋友们绘图时作为参考。

3.2.1不要轻易在特性管理器里修改单个线段的线型比例

通常在刚开始绘图的时候，要用到中心线的线型，而初始绘图时很可能线型比例设置的不合适，导致我们看到画出来的线是一条实线而不是中心线。LTSCALE改变的线型比例是整个图形里所有线段的线型比例，而在选中对象后在特性管理器里修改的线型比例是仅对所选线型起作用的线型比例。如果单个图元的线型比例改变了，那么这个图元的线型的真实比例就是LTSCALE比例与单个对象比例因子的乘积了。比如，某个对象在特性管理器里的线型比例是10，而LTSCALE的参数为5，那么这个对象的线型比例应该是50。

3.2.2不要轻易对单个图元强行修改其特性

要把图层中的几个设置通常都默认为随层（包括线型、颜色、线宽），以便于以后对图形修改方便，若有必要可以建立新的图层，不要强行赋予对象线型、颜色、线宽。

3.2.3不要轻易在对象工具栏里强行付给单个对象线宽

如果确实需要宽线可以用PLINE命令创建带宽度的线型。打印出图时各种类型的线宽，用打印样式表cob文件根据颜色来区分就很方便了。

3.2.4创建图块的时候不要轻易要把对象放在“0”层以外的图层上

把对象放在“0”层的好处是，在插入图块的时候，这个图块的属性会根据我们插入的图层的属性改变而改变，以便于我们可以对图层的冻结操作以及以后根据颜色打印时方便。

3.2.5尽量少用SPLINE命令创建线段

虽然这种线型创建出来的线型比较圆滑，但是到修改的时候往往比较麻烦，比如有时在对这种线段使用剪切（TRIM）和延伸（EXTEND）命令时不能使用。

3.2.6不要轻易炸开（EXPLODE）尺寸标注对象，也不要轻易单独更改里边的尺寸数字

要把整个尺寸标注做为一个对象处理，这样的话，可以对尺寸标注很容易的自动修改，还可以对尺寸标注使用剪切（TRIM）和延伸（EXTEND）命令，尺寸标注会自动修改尺寸标注数字的大小。

3.2.7不要轻易使用多行文字

在需要文字注释的时候，如果文字比较少而不是那种写说明的文字，最好用单行文字，如果有大量的文字描述就要用多行文字，这些都有利于以后修改。因为如果在很多处用了多行文字的话，对于修改文字的格式和大小不利，因为不能用格式刷（MATCHPROP）匹配，而单行文字恰恰可以很好的使用。3.2.8尽量不要画重线

在天正建筑二里就会经常有重线生成，因此在天正建筑二里增加了一个消重线的命令。但是如果必须要重线的话，那么这两根线一定也不会在同一个图层上。

3.2.9不要轻易分解图块

如果确实需要修改图块的话，那么就对图块重定义。结论

通过这次毕业设计，使我进一步地了解了所学过的理论知识，并具体运用了这些知识，培养了我调查研究、查阅技术文献、收集资料的能力，不仅深化了我曾经学习过的专业知识，还扩大了我的视野，增长了技术经验，提高了进行理论分析的能力，设计、计算、工艺编制及绘图的能力。

同时，我对工艺人员所从事的工作有了亲身的体验，学会了查阅图标、资料、相关手册等工具书。通过实例对工艺规程的编制和切削用量的选择计算等做了一次练习。除此之外，在设计思想上也感受颇深，做为一名工艺编制及设计人员，在设计和编制过程中，必须做到求实、严谨、负责和积极创新的精神。实事求是这不仅仅是一句至理名言，而且对于一个设计和编制工艺人员来说也是至关重要的。我在设计开始的时候就由于没有全面仔细的分析问题，导致工艺路线出现严重错误，经过改正错误后，我一直以认真，求实为原则，完成此次设计。

总之，通过这次设计，使我受益匪浅，为我今后的学习工作打下一个坚实面良好的基础。致谢

本文是在尊敬的导师精心指导下完成的，导师高尚的品德，渊博的学识，严谨的学风和高度的责任心深深地影响着学生。导师的教诲是学生宝贵的精神财富。并将使学生受益终生。在此，谨向尊敬的导师表示真诚的感谢和崇高的敬意！在设计的过程中，我实习所在单位的同事均给与了很大的帮助。对此，作者表示深深的感谢！在此，谨向所有在本文的完成中给与作者关怀和帮助而在此无法一一提及的领导，老师，师傅，同学和朋友致以诚挚的谢意！

最后，衷心感谢各位指导老师及工人师傅对我的帮助和指导。祝愿你们在以后的工作中，事事顺心如意！参考文献

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第五篇：浅谈三维CAD技术在教学和设计中的应用

浅谈三维CAD技术在教学和设计中的应用

湖南省劳动人事学校张志明

摘要：CAD技术是先进制造技术的重要组成部分，是计算机技术在工程设计、机械制造等领域中最有影响的一项高新应用技术。CAD系统的发展和应用使传统的产品设计方法与生产模式发生了深刻的变化，已经产生、必然继续产生巨大的社会经济效益。

关键词：三维CAD技术；设计和生产的一体化；教学与设计

现代化教学和技术创新是21世纪职业学校和企业竞争的焦点之所在，而产品创新既是技术创新的主要组成部分，也是技术创新的物化成果和集中体现，同时现代设计技术是实现产品创新的关键。

一、CAD技术的发展趋势

了解CAD技术的发展趋势对推广应用技术是十分重要的，有利于CAD方案设计、选型适应技术发展的需要。总的来说，CAD技术的发展趋势有以下几方面：

(1)基于32/64位微机的Windows操作系统平台的CAD系统倍受欢迎，象Pro/E、I-DEAS等运行于工作站的软件也纷纷推出微机版。

(2)二维绘图与三维实体建模一体化，基于特征的参数化设计软件应当是CAD系统的主要功能要求。同时要求CAD与CAPP、CAM、CAE信息集成，提供符合IGES、STEP标准的产品信息模型。

(3)基于Windows/Objects/Wcb的技术解决方案是当前CAD软件的一个重要特点，也就是要求CAD软件能在网络环境下支持协同设计、异地设计和信息共享。

(4)支持并行设计的产品数字管理(PDM)一体化集成。

(5)CAD系统的智能化、可视化和标准化。

二、现代化教学已充分认识到多媒体教学的优势，并使之广泛应用，而三维CAD技术对教学也有很大的帮助

1、在教学很多课程需要实物模型帮助学生理解教学内容，而传统的教学方式是利用实物或者教师自制简单模型。存在的问题是实物携带困难，根据教学需要更改模型的可操作性也不大，自制模型简单，缺少变化，并且要花费教师的很多时间，没有经验的年轻教师完成这项工作也有困难。如果没有模型，仅仅依靠讲解，这样要想把一个立体结构讲清楚又是很困难的事情，对于缺少对实物感官认识的学生理解没有模型的讲解不是一个简单的事情，这个过程很容易出现偏差。

2、教学中存在的另一个问题是传统的教学模型更新换代的速度慢，而几十年不变的教学模型已不能满足教学和科技时代不断进步的需要，传统教学模型基本上不能够修改，更换时的问题是新模型或实物成本高，旧模型基本没有再利用的价值。

3、三维CAD技术在教学中的应用完全可以避免传统教具的缺点，它在具有实物教具直观，容易理解的优点的同时，克服了传统教具的不足，避免了携带困难，模型修改方便，添加新模型的成本低（计算机建模），学生根据自己的理解也可自己和建立新模型，达到降低教学成本，提高教学质量的目的。另一方面，使学生在学习阶段就能不断了解新技术，也为之将来走向社会打下良好的基础。

三、三维CAD设计的技术基础

1、设计手段的计算机化。现代设计技术已离不开计算机的参与和支持，计算机已成为现代设计技术的必备工具，这一点已经被现代企业、学校在计算机应用的实际情况所证实。三维CAD技术正是充分发挥计算机优势的有力工具。

2、设计范畴的扩大化。现代产品设计概念已不仅是产品本身结构、性能、工艺等的设计，还应包括与之相关的一切过程。而三维CAD技术是现代设计的基础，能够为后续的CAE（计算机辅助分析系统）；CAM（计算机辅助制造系统）；NCP（数控编程系统）；PDM（产品数据管理系统）等提供完整统一的产品数据信息，大大地简化后续工作，优化整个设计过程。

3、设计过程的并行化和智能化。局域网和INTERNET的普及，已使绝大多数人认识到，网络将是二十一世纪发展的首选工具。一个大中

型产品的设计不是一个人或少数几个人就能够完成的，而网络将这种设计任务的并行性的可能性大大提高。三维CAD技术使得设计人员之间的交流更容易，减少了交流过程中的不必要错误，网络交流更直观。

（1）设计和生产的一体化。计算机技术在设计中的应用已从以往的计算、绘图和制造发展到当今的三维建模、虚拟制造、智能设计及CAD／CAE／CAM集成阶段。三维参数化设计软件作为当今最先进的CAD软件，在发达国家与工程设计有关的各个领域中得到广泛应用。比如：美国福特公司为迎接21世纪而制定的革命性的技术发展计划《FORD2000》，应用三维CAD技术后将新型汽车开发周期从18个月压缩到12个月，减少了90％的实物模型，减少新产品的设计更改50％以上，减少新汽车试制成本50％，提高投资收益30％。波音公司新一代777客机生产中实现了“无图纸设计”，其先进的CAD／CAM技术，走在了全世界的前面。

（2）强调顾客参与化。新世纪需求的产品内涵是一组能满足消费需求的理解，需求是产品存在和发展的先决条件。那么一个优秀的产品设计应充分考虑消费者的意见，应尽力让消费者参与到设计中来，这样就必须让消费者充分理解设计者的设计意图，而一个消费者大多数不具备理解产品图纸的专业知识，这时设计的直观性就显得非常重要。

（3）追求产品的精神功能和环保性。这一点是在设计者思想重视的同时，依靠设计能力的和设计质量的提高来保证的。

（4）分行业进行基础件、标准通用件的二维和三维建库工作。目前，二维建库的工作已较成熟，三维实体设计是发展方向，二维与三维相互结合应是国内企业应用CAD的一种模式。

四、对CAD应用人才的培养

CAD技术成功应用的关键在于人才。企业应首先注意加强CAD技术应用人才的培养。企业人才培养的重点是应用好软件，解决实际问题。高等院校和科研单位的人才重点是开发。一般来说，中小型企业自己培养CAD技术的开发人才是不适宜的。应走合作开发应用的道路。

现代三维CAD技术正逐步走向成熟，微机平台技术也已开始在实践中发挥作用，并且以其对硬件要求不高，操作简便，容易上手，价格较

低（国产“金银花“MDA系统价格已低于¥5000）等优点，已被学校和中小型企业接受，希望这种技术能够为学校和企业带来效益，提高学校和企业的整体设计能力，在二十一世纪的技术创新中发挥作用。

[参考文献]

[1] 路清献AUTOCAD2004教程电子工业出版社，2006.[2] 张小宁深化推广应用CAD技术存在的问题邮电出版社，2003.作者简介：张志明、执教于湖南省劳动人事学校（湖南技师学院），中专高讲、省级专业带头人、国家级骨干教师、赴德进修教师。研究方向：机械制造、设计、模具及数控。