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計算機輔助設計與制造

時間:2023-01-06 03:25:30

開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇計算機輔助設計與制造,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。

計算機輔助設計與制造

第1篇

【關鍵詞】CAD/CAM 課程改革 項目設計與開發

一、“UG計算機輔助設計制造”課程項目設計的思路

(一)以能力為本位,突出“能力目標”

“UG計算機輔助設計與制造”課程是高職機械、機電、模具、數控等制造類專業課程體系中的核心課程,本課程的能力目標旨在培養學生構建三維實體造型的產品開發能力、自動編程和數控加工的應用能力,課程目標充分體現了現代高等職業教育人才的培養規格和要求。

(二)以項目課程為載體,突出“任務訓練”

在新的項目教學模式中,應突出任務訓練,讓學生盡快進入實踐操作,體驗工作效果,以預先設置的一系列項目或任務為載體,讓學生在做中學,邊學邊做。這樣既可以提高學生的學習興趣,又能培養學生在工作中不斷學習的良好習慣,使學生在工作崗位上可持續發展。

(三)以學生訓練為主線,突出“學生主體”

一門課程的學習效果,絕不能只看教師上課教了些什么東西,而要看學生到底學到了多少東西,學生才是學習的主體。在課程項目設計中應充分認識到這一點,最好是將學生未來職業崗位上和本課程相關的內容作為訓練項目,讓學生能積極主動地參與到這些項目中來,自己動手、動腦跟隨教師去完成項目,通過訓練使學生學到知識、掌握技能、提升能力。

二、“UG計算機輔助設計與制造”課程項目開發的實施

根據上述課程項目的設計思路,“UG計算機輔助設計與制造”課程項目開發流程如下圖所示。

(一)企業崗位對學生的職業能力要求

根據對企業職業崗位的調研,“計算機輔助設計與制造”課程對學生的職業能力要求主要有以下幾方面:1.了解計算機輔助設計基礎理論和發展方向;2.掌握UG軟件的安裝、使用方法;3.具有對一般復雜程度的機械零部件(包括曲面零件)進行實體建模的能力;4.具有繪制工程圖的能力;5.具有裝配建模的能力;6.具有一定模具設計、平面銑削和鈑金設計能力;7.能對一般模具零件進行自動編程。

(二)制定適合崗位需求的課程標準

依據“數控專業工作任務與職業能力分析表”中的典型工作所需職業能力設置課程內容,實現教學內容與生產過程銜接。其總體設計思路是打破以知識傳授為主要特征的傳統學科課程模式,轉變為以工作任務為中心組織課程內容,讓學生在完成具體項目的實施過程中學會完成相應工作任務,并構建相關理論知識,發展職業能力。本課程的設計是以三維零件的建模及加工為線索來進行,通過對常見機械零件(包括曲面零件)的實體建模、裝配、仿真加工等訓練,培養學生對相關職業崗位的適應能力。

(三)項目化課程的設計與開發

基于項目訓練的“UG計算機輔助設計與制造”課程設計與開發是以“能力本位,任務訓練,學生主體”為思路,將一個典型的工作任務轉化為一系列的學習任務而形成的教學項目式訓練。以工作過程為主線,以學生訓練為主體,以培養學生職業能力為目的,真正使職業能力的培養融于平時的教學訓練中。在課程設計與開發中應著重做好以下幾方面:

確定本課程的整體目標,深刻理解項目化設計的內涵。精心做好項目設計,開發編制《UG計算機輔助設計與制造》,整體化設計校本教材。

具體操作中,在廣泛調研的基礎上,根據“UG計算機輔助設計與制造”的實施性課程標準,梳理了知識目標和技能要求,我們決定選擇臺虎鉗的設計與加工為本課程的貫穿綜合項目,主要通過零件二維草圖的繪制和三維模型的造型和加工,培養學生的CAD/CAM能力。同時考慮到知識的全面性,還增加了水杯、手機、印章等零件模型設計與制造作為能力訓練的輔助項目,以使學生更全面地掌握該課程的知識及應用。具體見下表:

三、課程項目開發和實施的幾點思考

(一)訓練項目的選擇要有代表性

在本例中,選擇臺虎鉗的設計為貫穿課程的大項目。其中前十個任務為設計模塊的基礎知識,“任務十一”部分由學生自行改造設計臺虎鉗,可以從外形上改造,也可以從結構原理上改造,訓練學生對所學知識的綜合應用能力。后面四個任務是對前面大項目的補充,補充課程職業能力要求中曲面建模和數控加工自動編程的相關知識。

(二)訓練項目的選擇要有時代性

第2篇

關鍵詞:現代學徒制 人才培養模式 計算機輔助設計與制造 家電

課 題:本文系廣東省高職教育機械制造類專業教學指導委員會教改項目《面向佛山家電產業人才需求的計算機輔助設計與制造專業現代學徒制人才培養模式研究與實踐》(項目編號:JZ201335B)、廣東省教育研究院教育研究課題《面向佛山產業需求的計算機輔助設計與制造專業現代學徒制人才培養模式研究》(項目編號:GDJY-2014-B-b022)、廣東省高等職業教育教學改革項目《面向佛山家電產業人才需求的計算機輔助設計與制造專業現代學徒制人才培養模式研究與實踐》(項目編號:201401264)、佛山職業技術學院教改項目《高技能人才培養培訓基地―快速制造國家工程研究中心新技術應用佛山推廣基地》(項目編號:2012GJN-001)研究成果。

一、實施背景

目前“現代學徒制”是我國剛剛推行的一種人才培養模式,這是積極探索校企合作辦學,深入開展工學結合人才培養模式改革的又一新舉措,必將促進職業院校與企業進一步深度融合。通過現代學徒制,著力破解企業招工難、新增勞動力自身價值體現難、中小企業用工穩定難、就業者收入增加難等四個難題。

家電產業是佛山市傳統優勢產業,是第二大支柱產業。佛山是全省最大的家電產業基地和全國最重要的家電產業基地之一,也是全球重要的白色家電產業基地。家電產業的蓬勃發展對專業技術人員和高技能人才的需求越來越大。根據佛山市人才資源發展規劃,家電產業所需大專層次專業技術人員缺口每年達1.3萬人。根據《佛山市中長期人才發展規劃綱要(2010―2020年)》文件預測,到2015年,從事白色家電產品研發和生產的技術人員需求達5.37萬多人;到2020年,人才需求則為8.14萬人。

計算機輔助設計與制造專業主要面向佛山家電產業培養高素質技術技能型人才。上述規模大、產業鏈完整的家電產業,對一線從業人員需求大,職業技能和知識層次特別適合于現代學徒制培養模式。探索創新現代學徒制人才培養模式,使技能型人才的供給和需求提前匹配,縮短人才供求匹配上的時滯,實現教育供給和企業需求的有機結合,是職業教育服務區域產業人才培養的需要。因此,開展現代學徒制人才培養模式實踐,與家電企業深度合作,量身定做企業人才,實現“招生即招工、上課即上崗、畢業即就業”,必將為家電企業高素質技術技能型人才的培養提供示范作用和可借鑒的實踐經驗。

二、工作過程

計算機輔助設計與制造專業是筆者學院2012年廣東省高職教育重點建設專業,也是2014年學院廣東省示范性高等職業院校建設方案中重點建設的專業之一。本專業密切聯系佛山市家電產業轉型升級和發展的需要,以校企合作為突破口,通過理論研究,并面向高職學生、企業員工兩種生源,進行現代學徒制人才培養模式的試點實踐,與家電企業深入貫徹“合作辦學、合作育人、合作就業、合作發展”。

1.實施方案

針對家電企業的人才需求,計算機輔助設計與制造專業在探索現代學徒制人才培養模式過程中,與家電企業構建和實施了“1234”人才培養模式。“1234”具體是指“圍繞一個標準,雙元雙導師培養,三方考核、三證融通,四個合一”,即:重點圍繞家電企業崗位用人標準設計專業人才培養方案;校企雙元培養、采用雙導師(師傅)制(即每個學生校內、企業安排各一個導師(師傅);學校、企業、行業三方共同考核評價、三證融通(學歷證書、職業資格證書、企業技術認證證書);車間教室合一、學生學徒合一、作品產品合一、育人生產合一。該方案解決了專業培養目標與工作崗位的適應性不強,學生從學校到工作崗位的過渡不順暢等問題,實現了招生即招工、上課即上崗、畢業即就業。

2.運行模式

(1)面向兩種生源。面向高職學生、企業員工兩種生源,進行現代學徒制人才培養模式的實踐。實施之初,選好區域內與學校有良好合作并且有強烈人才需求的家電企業。如果是學生,由企業與學校共同對學生進行面試,通過者按現代學徒制進行培養。確定培養對象后,簽好三份協議(學校與企業、學生與企業、學生與學校簽訂協議),確認好學生的學徒身份。如果是企業員工,經統考,組成成人教育訂單班,按現代學徒制進行培養,系統完成各科學習,并考核合格后,取得大專學歷證書。

(2)師資隊伍的組成。師資隊伍由企業技術骨干人員、校內教師組成,共同承擔現代學徒制班的培養工作,共同制訂人才培養方案,共同開發課程,共同組織教學,共同開展技術合作,共同承擔培訓工作。具體實施來說,校企雙元培養、采用雙導師(師傅)制,即每個學生校內、企業均安排各一個導師(師傅),兩位教師各有分工。這樣按照家電企業崗位用人要求,采用企業工程師“一對一”的方式進行培養。

(3)教學內容的重構。“圍繞一個標準”,即重點圍繞家電企業崗位用人標準設計專業人才培養方案,以人才培養對接用人需求、專業對接產業、課程對接崗位、教材對接技能為切入點,深化教學內容改革。將計算機輔助設計與制造專業分解成家電企業所需的數字化設計、數字化制造、數字化檢測等若干個崗位,再分析每個崗位所需要的職業技能,科學、合理提煉崗位核心技能,并在“現代學徒制”實行的過程中對其技能和標準進行動態更新。

(4)教學場所。教學場所主要集中在校內生產實訓基地、企業生產車間,校內生產實訓基地實訓環境跟企業類似,有利于學徒適應企業崗位要求,平時養成良好的職業素養。同時,“車間教室合一、學生學徒合一、作品產品合一、育人生產合一”,在企業設計的產品就是客戶要求、企業生產的產品,實現“作品產品合一、育人生產合一”。

(5)教學過程。根據專業人才培養目標和家電企業的用人要求,按照計算機輔助設計與制造專業現代學徒制“1234”人才培養模式實施現代學徒制。在人才培養的不同階段,學校、企業側重不同的技能及職業素質培養任務,達到通過真實生產環境培養學徒企業工作崗位能力的目的。具體的教學過程分為以下三個階段。

第1階段(第1學年):基本能力培養。利用學校快速制造中心,引進家電企業產品,進行崗位基本技能訓練,著力培養職業行動能力中的數字化軟件使用能力和快速制造設備的基本操作能力,使其初步具備第二年實崗訓練的能力;由專業教師帶隊到企業進行家電設計與制造工作過程的生產見習,了解小家電設計與制造的過程,熟悉工廠各個崗位的工作內容、要求、設備的概況,從而培養學徒適應企業工作崗位的基本職業素質。

第2階段(第2學年):專業核心能力培養。主要進行核心技能模塊專業課程學習與訓練,為專業核心技能培養的主要階段。按職業崗位把學徒分成學習小組,每組由1名企業導師為主,1名專業教師輔助,按家電企業主要的生產崗位循環開展教學,生產與學習合一,在真實的生產過程中培養專業核心能力。

第3階段(第2.5學年):綜合職業能力培養。針對學徒的工作崗位,對學徒進行崗位能力綜合培養,確定崗位綜合訓練項目,學徒完成全部內容,考核小組進行全面考核。

(6)考核方式。建立了適應現代學徒制培養模式的課程考核評價體系、人才培養質量第三方評價標準及管理制度。學校、企業、行業三方共同考核評價、三證融通(包括企業技術認證證書),實施面向多方參與的課程考核評價機制。

三、實施成效

2012年7月,經過面試選拔,本專業正式與佛山市三水合成電器實業有限公司合作實施“現代學徒制”,培養8名學生,安排企業工程師“一對一”指導學生進行產品設計和手板制作。2014年7月,本專業與佛山市三水合成電器實業有限公司共建三水合成快速制造學院,構筑專業校企深度合作平臺,探索現代學徒制培養改革,合作實施“現代學徒制”培養8名學生。同時與廣東新N電業科技股份有限公司合作培養企業員工。

合作培養的學生、企業員工得到了企業的高度贊賞,為佛山家電企業解決了用人招聘難、用工培訓難、用工不穩定等難題,有效服務了區域產業轉型升級人才培養需要。實踐證明,現代學徒制“1234”人才培養模式,針對佛山家電產業人才需求,將企業的需求越來越多地參考到技能培訓的課程設計中,實現了校企深度融合和校企一體化育人,人才培養層次與質量更符合產業、行業、企業崗位需求,真正實現了校企雙贏的局面。

四、小結

筆者闡述了基于家電產業的計算機輔助設計與制造專業構建現代學徒制“1234”人才培養模式的方法和實踐。實踐證明,本專業現代學徒制面向高職學生及企業員工兩種生源,在佛山家電企業進行了試點實踐,取得了良好的成效。以后計劃向本校模具設計與制造、數控技術、機械制造與自動化、機電設備維修與管理4個專業相繼推廣,服務佛山家電產業,使4個專業學生更快更好地適應企業崗位需求,而且可以實現在崗企業員工的技能及知識素養的有效提高,促進企業核心競爭力,為佛山家電企業培養急需的高素質技術技能型人才。同時為廣東省內外職業院校在現有體制下,推進現代學徒制人才培養模式改革提供了實踐經驗。

參考文獻:

[1]張陽,王虹.現代學徒制在高職院校人才培養中的實踐與探索[J].中國職業技術教育,2014(33).

第3篇

關鍵詞:計算機輔助設計; 機械設計; 優勢; 應用

計算機輔助設計技術主要應用計算機的強大數值計算能力與圖形處理能力,協助工程技術人員,對產品或者工程進行設計、分析,達到理想目標,并獲得一定成果。自從1950年誕生了計算機輔助設計技術(CAD),已經在航空航天、建筑、機械、化工、電子以及能源交通等領域廣泛應用,提高了產品的設計效率與設計質量。

1.計算機輔助設計技術在機械設計中的優勢

1.1與人腦思維相適應

機械設計師在進行設計時,一般是先構思、后表達,由于在腦海中構造的產品形狀是立體的,因此通過三維實體模型反映產品的真實幾何形狀,更利于思維的表達。這樣,機械設計師會有更多的時間和精力用于產品設計,而不再費神于產品的圖形表達,更利于激發機械設計師的創新思維能力,實現設計的連續性。通過計算機輔助設計技術,可獲得更直觀、更利于理解的三維立體圖,促進設計的深入性,擴展設計思維,便于溝通交流。

1.2提高設計效率

   通過應用計算機輔助設計技術中的三維機械設計,更利于體現復雜的幾何造型。通過布爾運算等軟件功能,利用簡單幾何實體計算復雜的幾何實體,自動形成截交線與相貫線,減少工作設計工作強度,縮短設計周期,提高設計效率。在使用計算機輔助設計的三維CAD系統時,開發全新機械設計,只需要對其中的部分零件重新設計與制造即可,而更多的零部件設計可以應用以往信息,這樣極大提高機械設計的效率,降低設計難度。另外,計算機輔助設計系統的變型設計能力極強,可以實現快速重構功能,獲得全新機械產品。

1.3便于零件設計與修改

   利用計算機輔助設計軟件,可以實現在裝配環境下的新零件設計,也可根據相鄰零件的形狀、位置等設計新零件,提高方便性、快捷性,同時確保新零件和相鄰零件之間的有機融合,減少單獨設計而產生的錯誤或者不兼容。例如,在裝配環境下,根據箱體形狀以及具體要求,快速、準確地設計出符合要求的箱蓋。在零件環境中,配備了查找器。當完成機械零件的造型設計,就會在資源查找器中列出已經完成零件的命令,只要點擊相應命令,就可了解零件的具體步驟,再利用資源查找器中的零件回放功能,將零件造型全過程以動畫的形式,連續表示出來,提高過程的透明性。另外,在修改零件過程中,也可利用資源查找器的某一命令來完成,在裝配環境下也可以修改零件,只需要點擊需要修改的零件即可,非常方便。

1.4提高機械產品的設計質量

   隨著機械技術的不斷發展,機械產品逐漸與信息技術有機結合,再加上應用計算機輔助設計技術及CIMS技術,提高了產品的設計水平。通過計算機輔助設計技術,例如設計優化、分析有限元受力情況等,確保產品的設計質量。另外,一些大型企業的數控加工工作日益完善,再加上計算機輔助設計技術的配合,在機械零件加工方面的效果良好,提高產品應用質量。通過三維機械設計,既可準確描述對象的大小、位置、形狀等特征,同時也賦予了設計對象的體積、紋理、顏色、慣性、重心等信息,描述了設計對象的幾何形狀與工作狀態,更加真實、準確、充分、全面地表達設計意圖。

2.計算機輔助設計技術在機械設計中的應用

計算機輔助設計主要包括設計、建模、協同、集成、仿真五個部分。其中包括諸多內容,例如優化設計、概念設計、分析有限元、計算機輔助畫圖、計算機仿真、計算機輔助設計管理等。目前,計算機輔助繪圖已成為CAD中應用較為成熟、完善的領域。最初CAD僅局限在計算機輔助繪圖領域,隨著理念的創新與技術的進步,CAD逐步發展為計算機輔助設計。計算機輔助設計涵蓋了概念設計、優化設計、工程數據庫、計算機仿真與分析、智能CAD、接口技術、CAD/CAM集成等。一個健全的CAD系統,還應該包括工程數據庫、圖形程序庫、應用程序庫等。以下將對計算機輔助設計技術在機械設計中的具體應用進行分析:

2.1機械零件

在設計機械零件過程中,一般涉及到大量的計算。例如,在AutoCAD、Visual Basic平臺中開發參數化繪圖軟件、直線共軛內嚙和齒輪泵輪設計,通過人機對話方式,修改設計的參數,提高齒輪泵的應用性能。這種方法多在設計一般性機械零件中應用。

2.2機械設備

設計機械模具已成為機械設計中常應用的問題。通過了解注塑模具的計算機輔助設計特點,提高應用CAD的優越性,了解現狀與未來發展趨勢。另外,還應充分認識到注塑模具的冷卻系統、模具結構、頂出系統以及成型零件工件尺寸的設計,提高模具設計的快捷性、準確性。

2.3機械系統參數

   機械系統參數是機械設計的一部分。例如,分析并計算全液壓推土機的行駛靜壓驅動系統參數,可通過VB6.0平臺應用計算機輔助設計技術。通過該軟件,除了計算傳統的牽引性能之外,還同時可以計算液壓系統的速度、剛度、參數校核、系統效率等等。

2.4機器人

機器人設計是機械設計的綜合體現。例如,在應用Pro/E動態仿真原理的基礎上,利用CAD計算機輔助設計,憑借SCARA機器人的速度快、精準度高、反應靈敏等特點,研究下棋機器人的手臂操作以及手掌運動過程、運動范圍、運動特性,最終確定下棋機器人的具體尺寸與型號結構。通過利用Pro/E動態仿真系統,可確保運動控制的實時性,提高安全性、可靠性。

參考文獻:

[1]同長虹.利用計算機輔助解析法設計是未來機械設計的發展方向[J].甘肅科技.2005(12)

[2]孫惠芳.CAD技術在當代機械制造業中的運用與研究[J].企業技術開發(下半月).2011(5)

[3]史召峰、朱家誠.機械設計中基于VB的計算機輔助設計應用[J].電腦技術與技術.2010(13)

第4篇

1什么是計算機輔助設計

計算機輔助設計就是在計算機作為輔助工具幫助設計工業方面的各項設備,各項物品的設計。他與傳統的設計方式不同,通過CAD能夠設計出來更高質量的、更高效果的產品。計算機輔助設計涉及到了生活中各個方面,設計到的學科也是非常廣泛,有人體工程學,多媒體學、等等多學科。當前的計算機輔助設計成為一個產品研發和創新的一個突破點,可以通過計算機輔助設計來規避產品可能出現的任何的問題,能夠物品質量的提升。

2當前計算機輔助設計的前進現狀

當前我國的計算機輔助設計主要集中于對人機工程交互、智能化、以及新型的科學技術等的應用的方面的研究。

2.1計算機輔助設計技術對造型的輔助設計。

這項研究已經有了近20多年的歷史,已經發展到了一種可以通過數據建立實體模型的程度。計算機輔助設計把可以看到的實物的模型做成了虛擬的模型在計算機上可以完整的看出來,更加形象生動,明顯。計算機輔助設計的過程中需要各種完善的數據作為支撐,需要做出來的產品具有一定的功能,需要各種數據,網絡的傳送等等。這些對我國現在的計算機輔助設計技術提出了更高的要求。在廣泛應用的CAD中,計算機輔助技術就為CAD做出了對主體產品的大致設計圖的技術方面,對于完善的CAD出的產品起到了一個非常重要的輔助作用。計算機輔助設計技術一方面是為做到一個設計完善的產品細節,當然曲面的設計也是非常重要的,計算機輔助設計技術就為產品的曲面的設計提供了重要的技術支持;另一方面就是伴隨著當今的真實物體的造型的設計,計算機輔助設計技術中的草圖的設計滿足了傳統的手工的繪制草圖以及改善了CAD當中的不足的地方。這種草圖的設計一方面通過計算機有效的改善了作圖的效率,另一方面有效的改善了重建草圖的技術上的不足。

2.2當今計算機輔助設計技術對人與機械的互動方面的研究。

計算機輔助設計技術是為人們進行服務的,需要滿足人們的各種各樣的需求,需要把計算機的界面做到讓人們工作的舒適。隨著多媒體的快速的發展,虛擬多用戶畫面產生了巨大的改變。在計算機輔助設計技術當中虛擬的模仿真實的技術越來越真實,成為對人與機械的管理的設計、評價以及檢查等工作的有效的助手。當今的虛擬的模仿真實的技術越來越成為一項重要的對人機系統的測試、檢查的手段。

2.3在CAD當中運用人工智能科技的方向的研究。

當今,智能化的CAD的發展越來越成為一個在工業設計的過程中能夠提供重要輔助作用,可以對工業的設計的整個過程做出全面的支持,能夠解決工業設計過程中遇到的重大的問題。當今的CAD智能化的發展成為計算機輔助設計技術的一個重要的發展方向。CAD智能化當中需要擁有一個創造性的思維模式。在工業設計的過程中需要有一個創造性的思維,不能夠以為的以本已存在的東西進行制造,要做到創新。設計本來就是一項重視思維思考的過程的東西,不能夠一味的故步自封,不做創新。在設計文法方面,對產品的各個細節的改善以及造型、色彩的搭配、形式的文法、轉換方式的文法等等都是當今設計文法的重要方面。在計算機輔助設計的設計創新過程中設計人員有一個創造性的思維,能夠根據自己的經驗進行產品的創新,當今的創新的研究主要集中在對產品的生產的過程、生產的原理等方面的描繪方面。

2.4當今的計算機輔助設計技術在高

新技術方面做出了很多的研究。高新技術的同行、合作的工業設計是目前多數人的研究的熱門的話題。虛擬技術、神經、遺傳這些新興的技術與CAD的充分的融合,并且優化傳統設計這都是當今熱點研究方向。在當今的世界中關注的又一個重要的方面就是綠色的問題,這就促使工業設計向著綠色化的方向發展,從而使計算機輔助設計技術也向著綠色化的方向發展。所為工業設計的綠色化就是產品的生命周期的綠色化、產品的生產綠色化、產品的設計綠色化等。

3當今的計算機輔助工業設計的一些趨勢

3.1當今的工業設計的趨勢

是能夠在創造性、創新性的方向發展,實現大創新的局面;計算機輔助工業設計需要能夠應用各種高新科學技術,能夠結合經濟市場的需求做到工業4.0;工業設計需要做到人機關系的完善,以人為本的理念進行發展。

3.2當今的計算機輔助工業設計技術

雖然得到了大發展,但是,還存在著一定的技術問題有待解決。第一,當今的CAD的設計過程當中需要做到立足于現代工業設計的大方向;第二,需要深刻的理解各項設計的原理和方法,要擁有一個創新性的思維;第三,需要能夠做到充分的向著智能化的方向發展,做到全面的系統融合;第四,需要向著綠色化的方向發展,要改變傳統的高污染,高排放的模式。

3.3計算機輔助工業設計開始向著

第5篇

【關鍵詞】計算機輔助技術;機械設計制造;實際應用

1前言

計算機技術在近幾十年的發展中取得了很大的成就,新技術不斷開發和完善,被廣泛的應用在社會中的各個行業中。成熟的科學技術是實現計算機輔助技術與機械設計生產制造結合的核心部分,這對機械設計和制造生產的行業而言是一種創新,與傳統的設計制造業相比,節省了大量的人力資源和物質資源,計算機輔助技術與機械設計制造的結合,是科技領域和機械設計制造領域發展的一種新模式,也是二者未來發展的必然趨勢,這對推動社會生產力的發展具有重要的作用。

2計算機輔助技術在機械設計制造中的重要作用

2.1能有效的提升機械設計的效率

將計算機輔助技術應用到機械領域中,改變了傳統機械制造行業的設計和制造的模式,運用先進的技術能將復雜的運算簡單化,同時還能將會相對復雜的圖形劃分成簡單的圖形,并能利用立體三維立體圖形清楚的呈現出來,從機械設計師的角度而言,簡化了復雜的工作流程,有效的提升了工作效率。另外,計算機輔助設計軟件還能對機械設計中的部分零件進行重組,便于對新零件的開發和制造。與傳統的機械設計制造相比,在應用計算機輔助設計技術之后,有助于提升機械設計的效率,這為機械設計和制造企業節省了大量的資金支出,促進了企業的穩定經營和長遠發展[1]。

2.2便于機械設計的修改

機械設計和制造是一個相對復雜的過程,在設計階段容易出現很多問題,一旦在設計方面出現錯誤時,對其進行修改會比較繁瑣,對時間和資源均造成了不同程度的浪費。而將計算機輔助技術應用當中,就能很好的解決這種類型的問題,在先進技術的支持下,新的設計能在多個環境中進行使用,并且能夠對不同零件的位置進行準確的判斷,進而完成對新零件的設計,在設計的過程中出現的一些錯誤,能進行實時的更改和完善,從這一角度而言,應用計算機輔助技術能夠便于對機械設計的修改和優化。

2.3有助于提高機械制造產品的質量

隨著人們生活水平的不斷提高,人們對商品的質量具有較高的要求,高品質的產品才能滿足人們的實際需求。因此,對于現今的機械設計制造企業而言,不僅要注重自身設計和制造的工作效率,同樣也要重視產品設計制造的品質。計算機輔助技術能有效的解決機械設計的質量問題,這與傳統機械設計制造相比,設計制造的質量得到了很大的提升,新型的設計和制造方式提高了機械設計制造的整體水平。因此,計算機輔助技術的應用對機械制造和設計行業是不可缺少的一項技術[2]。

3計算機輔助設計在機械設計的實際應用

3.1圖形和符號的應用

機械零件在設計的過程中會應用海量的圖形和符號,這就使設計師的工作具有復雜性,同時也將機械設計的工作難度提升了另一個高度。而將計算機技術應用到機械設計和制造當中,智能的處理器能將海量的圖形和符號進行分類儲存,并按照設計師的使用的頻率進行智能的索引,這樣就便捷了設計師的使用,從根本上解決了設計工作由于圖形和符號繁瑣帶來的難題。另外,通過計算機輔助技術,機械設計師就可以在實際設計之前將常用的圖形和符號進行編排,這能有效的提高機械設計的效率,使設計整個流程有條不紊,同時也能對設計中零件不統一的問題予以很好的解決。

3.2設計圖的繪制

圖形的繪制屬于機械設計過程中主要內容,傳統的機械零件的設計圖均是由設計師來完成的,這不僅對設計師提出了更高的要求,同時對各種資源造成了浪費。在新時代機械設計和制造領域中,將計算機輔助技術應用其中,就能利用計算機中的制圖軟件,對機械零件的設計圖進行繪制,精準的設計圖在設計和修改時都就有很大的便捷性,這使得繪圖的速度和精準度得到很大的提升,節省了機械設計和制造過程中耗費的時間成本和人力成本[3]。

3.3三維立體造型

在機械設計制造行業中,設計師要按照實際的設計制造狀況采用不同的設計方式,無論是怎樣的設計方式和方法,計算機輔助技術均能為機械設計的工作提供便捷的服務。例如,用實體造型的方法來進行機械設計與制造時,計算機輔助技術能起到重要的作用,能將機械設計制造中的模型,通過利用三維圖紙直觀的呈現出來,使設計師能清晰的看到設計后零件的真實面貌,進而獲得更全面的信息和數據。在設計中即便存在一些問題,設計師仍能按照三維立體圖形予以解決,這樣能將設計師的設計理念通過三維立體圖形清楚的展現出來,使人更容易理解。

4結語

科學技術在社會中各個領域中得到了廣泛的應用,先進的科學技術推動社會的進步。在機械設計和制造的領域中應用計算機輔助設計技術,能節省大量的資金成本和時間成本,這對機械設計和制造企業而言具有重大的意義。通過本文的論述得知,計算機輔助技術能有效的提升機械設計的效率、便于機械設計的修改、有助于提高機械制造產品的質量,從這幾個方面而言,應用該項技術對機械設計和制業的發展具有重要的作用。計算機輔助技術在實際的應用中,圖形和符號的應用、設計圖的繪制、三維立體造型等方面,能為設計師提供便捷的服務。在科學技術日益更新下,先進的技術將不斷的被開發,屆時能更好的推動社會中各個行業的發展。

參考文獻:

[1]曾晨.淺議計算機輔助技術對機械設計制造的影響和促進[J].科技展望,2015,09(33):10.

[2]吳崢強.基于計算機輔助技術的機械設計類課程新教學模式的探討[J].科技信息,2012,08(35):326.

第6篇

關鍵詞:計算機輔助設計;CAD;計算機中升本;教學探究

計算機輔助設計CAD是我國大部分高校中非常重要的技木基礎課程之一,尤其是建筑、機械和藝木設計等專業,芫全離不開這門課程。如今大部分企業的制圖都采用計算機輔助設計技木,因為計算機輔助設計技木不但代替了手工制圖,節省開發和繪制時間,我校為民辦應用型轉型高校中的一員,對于學生的動手實踐能力和專業技木的實際應用萬面的要求非常高,要求學生不僅要學好理論知識,更要/王重實踐應用的能力,因此,計算機中升本專業開設了計算機輔助設計CAD這門課程。

1計算機輔助設計在計算機中升本專業的教學中存在的問題

計算機輔助設計這門課程的開設目的是讓計算機中升本專業的學生擴展自己的知識層面,加強自己的邏輯思維和動手能力,為以后的就業和學業深造提供更多的選擇和機會。但是,計算機輔助設計這門課程主要是針對建筑、機械、藝木等專業,這些專業又各自有著自己的專業特盧和發展萬向,所以,這些專業的教學萬/去并不能適用于計算機中升本專業。計算機中升本專業的學生動手能力相對較強,對于計算機基礎操作掌握良好,但是理論基礎相對薄弱,在平時的授課中,明顯感覺邏輯思維較弱,針對于計算機中升本專業學生的這些特盧并結合計算機輔助設計課程的特盧,對這門課程的教學進行改革和探宄。

11學生的邏輯思維較弱

計算機輔助設計具有比較強的邏輯性,操作界面、操作內容比較復雜,容易造成部分學生掌握較差。其中,邏輯思維對于繪圖來說是非常重要的,因為繪圖之前要做的第一件事清就是讀瞳圖,然后思考從哪開始著手,但是計算機中升本專業的學生邏輯思維能力較弱,這對他們來說是必須解決的問題。

12學生的自制能力較差

使用計算機輔助設計軟件繪圖不但但只是要求學生能夠繪制出圖形,而且對繪制圖形的速度和繪制圖形的準確度要求也是極高的。但是計算機中升本專業的學生自制能力較差,對學習也不夠專心積極,這對于制圖來說是一大難題,所以,針對這些問題必須對教學進行改革和研宄來解決這些問題,從根本上來提高學生的自制能力。

13學生的課后練習不夠

制圖想要孰練卜夬速就必須進行大量的練習,并且還要在練習中總結經驗和教訓,為以后的更大規模的繪圖打下堅實的基礎。但是計算機中升本專業的學生的學習熱清和學習的積極性相對于本科生較差,而且自制能力也較差,所以,必須采用相應的措施來解決課后練習不夠導致的一些問題。

2解決計算機中升本專業CAD教學中存在的問題

21提高學生的邏輯思維

針對計算機中升本專業學生邏輯思維較差的這個問題,在教學中引入了更多的案例來解決。對于CAD繪圖中的每個工具都引入了相應的案例,每個工具對應的案例至少3個以上。這些案例不但結合了相應的繪制工具,還跟簡單的幾何知識進行了巧妙的結合,讓學生通過幾何知識和教師的啟發進一步分析案例,提高自己的邏輯思維。

22提高學生的自制力

計算機中升本專業學生的自制力較差這個問題困擾了很多教師,針對這個問題,計算機教研室的教師進行了研宄和交流,并且教師都從中得到了啟發,找到了相應課程的解決辦/去。在計算機輔助設計CAD這門課程的教學中主要采用了以下萬/去:(1)在計算機輔助設計CAD的教學過程中,對于每次課程所講授的繪圖工具都引入了相應的案例,一部分案例首先由教師講授繪制萬/去,然后學生自行繪制,另一部分案例則是在之前的基礎上稍微加大了難度,這部分由學生獨衛:芫成,而且最后都需要上交。(2)為了防止學生復制其他學生的又件,課上老師會對學生的作業進行檢查和記錄,最后會根據學生繪制的準確度和速度給出分數,并算入最終成績當中。(3)在教學過程中取冶了以往的由一次期末考試決定最終成績的萬式,采用了階段測試的萬/去,這樣不但能夠督促學生學習,而且如果上一個階段的測試結果不理想,在以后的學習中可以進行彌補,解決了一次期末考試決定學生成績所帶來的弊端,提高學生學習的積極性和熱清。

23學生的課后練習不夠

為了萬便學生各門課程的學習,解決學生課后練習量不夠這個問題,學校允許學生自備電腦,計算機輔助設計CAD的教學都是學生自備電腦上課。在整個教學過程中,從安裝軟件到繪制圖形學生都能夠參與進來,學生的計算機基礎操作也得到了進一步的提高,學生安裝軟件之后不但可以課后練習而且還能夠進行預習和進一步設計研宄。在教學過程中,除了課堂案例之外,課后還給學生布置了大量的練習,主要是為了解決練習不夠的這個問題,同時還設置了提問環節來増加學生的積極性,學生對于課后練習中存在的問題進行提問,針對學生的問題難度給出相應分數,記入最終考核成績。

3教學改革和探究成果

通過使用以上萬/去進行計算機輔助設計的課程教學,充分調動了學生的學習積極性。以往的課堂只有少數學生聽課學習,現在的課堂大部分學生都參與了進來,不瞳的地萬不但請教教師,還請教同學,加深了學生之間的友垣和師生之間的感清。采用以上萬/去也存在一些問題,比如教學進度的掌控較難、知識盧的覆蓋不夠全面等,針對以上存在的問題,希望在以后的教學中進一步進行探索和研宄。

第7篇

[關鍵詞]計算機輔助技術;顱面骨缺損;整形

[中圖分類號]R622 [文獻標識碼]A [文章編號]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

隨著經濟的發展開放性顱腦損傷或火器性穿透傷所致顱面骨缺損越來越多,部分患者因顱內壓高去骨瓣減壓或顱面骨病變切除致顱面骨缺損,以及顱面骨畸形導致頭面部外觀形態改變從而影響美觀,也會對患者的心理產生不利影響,使其生活質量下降。近年來,利用計算機輔助設計(computer aided design,CAD)和計算機輔助制作(computer aided manufactured,CAM)技術,采用個性化三維塑形鈦網修補顱面骨缺損,不僅延續了骨組織的完整性,而且縮短了麻醉和手術時間,塑形滿意度提高,達到了很好的美容效果。現將我科自2003年9月至2011年11月應用計算機輔助技術設計個性化三維塑形鈦網進行修補顱面骨缺損取得很好效果的臨床研究報道如下。

1 資料和方法

1.1 一般資料:本組病例共9例,其中男性6例,女性3例;年齡18~45歲,平均34歲。所有患者應用計算機輔助設計和制作技術進行個性化塑形鈦網修補。

1.2 術前準備

1.2.1 顱面骨的CT掃描、三維重建:所有顱面骨缺損患者術前采用美國GE公司64排128層螺旋CT,均以層厚0.625mm,層距0.625mm進行掃描,必須顯露骨窗周邊2cm以上,應包括缺損部位以及對稱的健側。將所得二維數據由GE ADW4.4工作站選擇骨窗圖像經多平面重組及容積再現后進行多角度觀察,形成顱面骨的三維重建模型,得到顱面骨解剖原型,將所得三維幾何模型數據按STL格式輸出供下一步的計算機輔助設計和制作。

1.2.2 計算機輔助設計和制作:將所得的三維重建數據傳送至計算機輔助設計系統,設計出顱面骨缺損的原始模型,在計算機上模擬手術過程,設計個體化手術模板、個性化植入體,驗證術后患者顱面骨恢復的形態。再將數據傳至數字化鈦板制作公司,利用計算機輔助制作技術制作出超出骨緣0.5~1cm的個性化三維塑形鈦網。將鈦網送手術室高壓消毒備用。

1.3 手術方法:所有患者均采用氣管插管全身麻醉,顱骨和顴骨缺損者大多沿原手術切口入路,另行切口時需考慮原手術瘢痕對皮瓣血運的影響。剝離皮肌瓣時,應避免皮瓣過薄而出現血供不足壞死,也應注意勿造成硬腦膜破損,以免引起腦脊液漏,如有破損硬腦膜應嚴密縫合或修補硬腦膜。顯露缺損區骨緣約1.5cm,電凝徹底止血后,將個性化塑形鈦網按形狀置于缺損處,達到與骨創緣嚴密貼合,鈦釘固定。皮瓣下放置引流管一根持續負壓引流。術后予以抗炎,止血等常規治療,術后48h拔出引流管,術后1周拆線。

2 結果

2.1應用計算機輔助設計技術制作的個性化鈦網與顱面骨適配度好,尤其明顯改善了涉及到前額、眶上緣和顴骨等處的顱面骨缺損和畸形的整形美容效果。手術時間1~2h,全部患者術后恢復良好,未出現感染、皮下血腫及頭皮刺痛等并發癥。術后CT復查鈦網與顱面骨適配度好。所有患者術后均隨訪6個月~2年,無一例出現材料外露、鈦釘松動,局部凹陷等情況。修補后原缺損部位和畸形外觀滿意,弧度適宜,雙側對稱,患者滿意,達到了很好的美容效果。

2.2 典型病例:某女,34歲,系“閉合性車禍顱腦損傷去骨瓣減壓術后”3個月入院,患者顱面骨大面積缺損既不能保護腦組織而且也影響美觀(如圖1),術前利用計算機輔助技術設計并制作出數字化三維植入體(如圖2),減少了手術時間和風險,術后患者恢復了顱面骨的解剖形態,達到了良好的整形美容效果(如圖3、4),隨訪半年未出現材料外露、鈦釘松動,局部凹陷等情況。

3 討論

顱面骨缺損多是頭顱外傷,腦血管意外,顱面部畸形造成。顱面骨修補成形術的目的不僅是為了防止腦組織再次損傷,恢復顱腔生理密閉性,同時也是為了恢復患者面貌,達到美觀的要求。計算機輔助技術為顱面骨缺損的診斷和交流提供了直觀的、可觸摸的信息記錄,易于測量,有利于深入研究,從而使不同科室醫生之間、醫生和患者之間的交流更方便,為診斷和制定手術方案提供了直觀的觀察對象。計算機輔助技術應用于整形外科為整形外科醫生提供了更為可靠的影像學數據,有利于整形美容手術精度的提高。

3.1 計算機輔助技術的原理及發展:計算機輔助技術包括計算機輔助設計技術和計算機輔助制作技術。其原理是利用CT對患處進行掃描獲得二維圖像數據并將數據傳送到CAD/CAM系統平臺,通過整體成形、體素分類、圖像投影,將二維圖像轉化成三維圖像,完成CT數據的三維數字化重建。然后進行植入體的設計并制作出個體化三維塑形的植入體[1]。自從1979年Herman首先研究了三維CT重建技術以后, 1983年Hemmy等將三維CT技術應用于顱頜面疾病的診治,1984年Vannier和Marsh首先創造性的將CT數據重構為三維影像并進行測量和三維手術設計模擬[2]。近年來CT三維重建技術越來越多的應用于顱面形狀的研究、顱面畸形的診斷等;并根據患者的顱面骨缺損和畸形的三維CT數據,來設計修補材料的三維模型。這種三維模具具有可視性、可定量分析及可反映立體結構等優點,它不僅為臨床醫生提供了大量信息,而且有助于個體化假體的設計與三維建模,進而制造出與顱面骨正常形態精確度極高的實物。

3.2 計算機輔助技術在顱面骨缺損整形修復術前診斷的應用價值:隨著影像學、計算機輔助設計、快速成型等新技術的發展,通過計算機三維重建軟件、快速成型技術的結合,構建出顱面骨缺損的三維模型,在術前能多視角觀察,使顱面骨復雜解剖結構、弧度的變化、特別是眉弓、額骨、顴突等骨性突起更完整、直觀、立體地展現出來。能準確評估測量出顱面骨缺損的范圍、解剖學形態,為顱面骨缺損的診斷、材料設計、手術方式提供了理論依據[3]。利用計算機輔助技術模擬手術可以實現實際手術前修補材料的預成型,可以從多個角度進行觀察和對比,能夠達到與缺損區相對應健側生理解剖形態一致的精準塑形,確定出最為適合的固定位置,提高手術的準確性,減少損傷及出血,縮短手術時間,減少了螺釘的使用但有效提高固定力學性能,對保障手術治療效果和降低手術風險具有積極意義。通過體外手術模擬進行練習,還可以發現假體設計和制作的缺陷,保證手術的成功。

3.3 計算機輔助技術在顱面骨缺損整形修復手術設計的作用:因為鈦合金具有較好的組織相容性和生物蛻變性,無毒,致炎致敏性低,易于成型、操作簡單;而且無磁性、不磁化,不影響腦電圖、MRI、CT、X線等輔助檢查;自從1965年Sinpson首先將鈦網運用于顱骨缺損修補后,經過多年的臨床實踐證實,鈦網在顱面骨缺損和畸形修補中是可靠的植入材料[4]。由于顱面骨的無毛發區是顏面部和五官的重要組成部分,手術過程中極易造成修補區與健側不對稱,進而影響美觀[5],鈦網必須經塑形后才能應用[6]。利用計算機輔助技術在三維模型上進行模擬手術也是十分必要的。設計者可以通過計算機屏幕可直接觀察到自己頭腦中構思的產品,模擬手術進程,有助于個體化植入體的設計,進而制造出實物。術前經過計算機精確的數字化設計,完成對任意復雜形狀實體制造,保證了植入體的大小、形態、弧度、空間位置與顱面骨缺損的大小、相對應健側顱面骨的形態、弧度和空間位置高度一致,而且保證了植入體與顱面骨貼合良好。

3.4 計算機輔助技術在顱面骨缺損的整形修復中的優勢:利用計算機輔助設計和計算機輔助制作技術,根據患者個體顱面骨缺損的大小、形態、面積和健側生理形態和弧度設計并制作出個性化三維塑形的植入體。這種經過數字化三維塑形后的植入體最大程度的貼合了顱面骨復雜的生理解剖形態,特別是額骨、眼眶骨、顴骨的缺損。而且術中無需裁剪避免了植入體應力結構的破壞,減少了手術時間和手術操作的難度,固定可靠、無浮動和凹陷,減少了手術損傷,提高了手術的安全性,提高了手術成功率,減少了手術并發癥;外觀對稱完滿,塑形滿意,完全達到顱面生理形態的美容要求,滿足了患者對容貌的要求,提高患者的生活質量。計算機輔助技術可以準確的顯示出頭顱面骨各部位的三維結構,為整形外科在顱面骨整復方面提供了精確的影像學依據。

總之,將計算機輔助技術應用于顱面骨缺損和畸形的修補是將生物工程和醫學相結合,所制作出來的三維塑形的植入體達到了個性化要求。使手術規劃更加直觀,顯著提高手術精度,既節約了手術時間也減少了手術并發癥。計算機輔助設計和制作技術制作出的個性化三維植入體最大程度的達到了生理解剖結構的要求,最大限度的恢復患者容貌,獲得了很好美容效果,達到了科學與美學的完美結合。

[參考文獻]

[1]陳勇.計算機輔助技術重建顱頜面骨的應用及進展[J].國外醫學口腔醫學分冊,2003,30(6):481-483.

[2]Yang B,Shen W,Hong QQ,et al,Three-dimensional visualized diagnositics and reconstructive operation of traumatic cianio-orbital deformities[J].Chinese Journal of Aesthetic Medicine,2007,16(4):479-482.

[3]鐘華,岑怡彪,朱智敏,等.計算機輔助復雜性骨盆髖臼和骶骨骨折的臨床應用[J].中國數字醫學,2012;7(3):78-80.

[4]鐘杰,凱撒爾,龍飛,等.數字化無模多點成型鈦網修補額顳區顱骨缺損[J].中國組織工程研究與臨床康復,2011,15(35):6493-6495.

第8篇

隨著社會生產力的發展和經濟水平的增長,人們的經濟收入日漸攀升。人們在經濟和生活質量的雙重刺激向逐漸開始追求生活的品質。汽車,是人們出行的交通工具,目前隨著人們生活水平的提升而開始得到廣泛的普及。基本已經實現了多部分家庭的常規配備。汽車造型設計最初是進行手動進行的,隨著計算機技術的廣泛應用和功能逐漸強大而得以在汽車造型設計中的使用。本篇文章首先介紹了汽車造型設計中應用的幾種計算機輔助技術,并闡述其在汽車設計流程中的作用,最后分析計算機輔助汽車造型設計的技術發展前景。汽車產業近年來在強大的市場體制和用戶需求的刺激下得以快速的發展,我國的汽車制造業在技術上也逐漸發展成熟,越來越多的國產汽車產品得到了人們的青睞。而汽車造型設計主要是依據時代的流行趨勢和人民大眾對汽車造型的審美習慣以及藝術標準結合汽車某些方面節能降耗要求而進行汽車造型設計的過程。汽車造型設計目前主要依靠的是計算機軟件輔助下得以實現的。在汽車制造成產的早期大多數設計多為手繪圖紙,而隨著計算機技術的發展和應用因其精準的數據參數設定和細致的線性繪圖功能的逐漸得到汽車造型設計的應用。事實上,現階段很多設計行業都在使用計算機輔助軟件進行產品的設計,例如建筑工程結構設計、服裝設計、工業設計、產品的外觀設計等等方面都在應用計算機輔助技術。

1關于幾種汽車造型設計相關的計算機輔助設計軟件

目前在設計領域當中較為流行和常用的軟件包含了CAD設計軟件、CAID計算機輔助設計以及CAS計算機輔助汽車造型設計軟件。CAD是較為寬泛的設計制圖軟件,其應用的領域較廣,包含了建筑工程項目設計、工業零部件設計、機械制造設計等等方面,能夠滿足多領域的設計需求。也是使用時間較長的計算機輔助軟件。CAID計算機輔助設計軟件就具有了一定的專業適用領域,其主要是應用在工業設計領域,算是較為新穎的計算機設計輔助,比較著重與對工業產品的造型設計,其設計流程、設計方法、設計精度和設計效率較之CAD有了很大程度上的提升和改良,算是CAD的升級版本。而CAS計算機輔助軟件是專門用于汽車造型設計領域的計算機輔助設計,其具有極高的汽車設計數字化特點和能夠滿足多數汽車行業的特殊要求。汽車造型設計不但需要具備極高的穩定性考慮,還要結合一定的藝術美感和空間美學的融入。因此需要能夠滿足大眾的眼光和審美觀,還要能夠起到獨特性魅力的作用。此外還需要考慮汽車的材料屬性和工程結構設計以及相關法律法規的規定等條件,還要包括車輛駕駛體驗、視覺影像效果、嘉時速度等多方面的考慮。尤其是在行駛速度、行車平溫度和是否增加油耗等方面更加需要重點考量。而目前在汽車造型領域當中較為流行的專業概念的計算機輔助工具要數-A面。其是在汽車設計采用CAS設計周后確定設計方案并根據方案數據全比例油泥模型進行逆向建模而成的數字模型構建輔助設計軟件。而且能夠針對一些工程的細節問題例如分縫線、制造細節問題進行優化和改善曲面質量,使汽車造型的曲面達到或超出制造要求(王春波,鄭濤,計算機輔助教學在汽車造型技術專業的探索研究,科技經濟導刊,2018年第19期27頁)。

2現代汽車造型設計過程中對于計算機輔助設計軟件的應用

任何一款新型汽車的開發和設計都極為復雜,需要考慮的因素眾多,影響因素也十分復雜。通常設計一款新型汽車首先需要進行市場的車型定位,即定位消費人群,人群消費傾向、年齡特點、喜好傾向等方面的調查,然后是進行初期的市場調查定位分析,分析目前流行或人們大眾偏好的風格或車型、功能等條件。其次是進行初期的車型草圖繪制,初步建立模型效果圖繪制,并進行多款車型的草圖繪制以便提供篩選,在初步選定汽車造型后進行小比例的模型制作,再根據分析和要求進行反復的調整,在經過初期和反復的調整之后再進行全比例的汽車模型構建,然后根據實際的要求和修改意見進行再次的反復調整和修改,并建立多方位的特征截面圖,最后設計出總的布置詳圖等。在計算機輔助技術未研發和普及的時代,汽車設計工作需要大量的設計人員和通過幾輪的事物模型進行整體形態和細節部分的分析、推敲和慎重的判斷,這些汽車設計的事物模型制造周期極為漫長,期間還要進行細節部分的隨時調整,所涉及的人力和物力極為龐大。尤其是在新的市場需求建立之后傳統的汽車設計開發流程根本無法滿足市場要求,所有設計過程都需要重新建立,計算機輔助技術的應用極大的縮減了設計成本和時間成本,其也是時展所帶來的益處(宋為真,關于計算機輔助汽車造型技術的分析,通訊世界,2017年第11期88-89頁)。應用了計算機輔助設計之后的汽車造型設計流程簡化了很多,首先是車型定位,然后是市場汽車元素和目標客戶群體定位和偏好調查,其次是進行草圖的繪制和效果圖制作,其三是在經過效果圖篩選后進行數字化建模方案和小比例油泥模型制作,然后經過數字化渲染、展示、細節研究、評審和全比例模型模型的制作。在進入后期的A面模型階段之后再進行工程、制造的數據配合和市場滿足和質保等要求的高質量曲面設計效果調查。這一整套流程當中最大的時間成本是模型的建造。與傳統的設計驗證過程相比其實物模型的建設都是在設計確定之后,傳統的設計過程中還包含了法律法規的相關規定和實際驗證、結構剛度試驗,除去一些外飾件和內飾件以及發動機、地板等諸多零部件以外都要進行實物模型的制作(趙曉宇,計算機輔助造型設計在汽車設計中的作用,時代汽車,2017年第10期20-21頁)。而有了CAS計算機輔助的加入后節省了大部分的實物建模時間,通過數字建模就能夠實現多項實物模型的模擬試驗,極大的節省了成本投入。而且也提高了設計研發汽車造型的精度和靈活性,也降低了設計時間和所涉及的人力資源消耗。

3計算機輔助設計下的汽車產銷之間的關系分析

CAS主要的應用優勢是數字建模以及對設計的進準表達以及實物模型的精準構建。其在設計過程中能夠根據大部分的市場定位和客戶群體性傾向進行設計的準確風格定位,同時也能夠在功能上加以強化和改善。并將設計時的設計理念和設計意圖的高品質曲面數據進行完整的表達。在數據制作結束之后也能夠通過渲染軟件將模型制作成為具有實際效果的實時影像,再結合動畫采取投影的形式將其直觀的展現在人們的面前,最大程度上將汽車造型的所有優缺點展現給人們,以便于決策層和消費者們進行篩選和意見的提取(朱毅,造型設計的復雜性問題與設計計算,湖南大學學位論文,2015年)。在工程制造方面。CAS的功能和模型數據也能夠實現與其他設計研發工序的無縫對接。其所設計的模型數據都是采用的特定格式進行數據共享和的。并在PDM上產生位移的零件號和版本號,汽車制造工程部門會依據這些設計的準確數據進行信息提取,并結合其它的功能要求進行性能上的試驗,例如安全、質保水平、電子電器功能、發動機性能配備等多方項的考量與分析之后再根據分析結果進行可行性分析、安全法規程度驗證、流體力學研究和人際工程學分析等方面的考量(鄒方鎮,汽車造型設計過程研究與計算機輔助系統構建,湖南大學學位論文,2014年)。同樣,計算機輔助軟件在市場推廣方面也獨具優勢,其能夠直接將新車展現在消費者面前,并全方位、立體的展示,不會受到天氣、場地因素的限制,其宣傳推廣成本也得到了大幅度的節省。

4計算機輔助軟件的未來發展趨勢

從汽車造型設計角度來講,未來設計輔助將會逐漸向智能化、更具真實感的虛擬現實化的方向發展,對汽車設計的概念也會逐漸更加深入的認知,對汽車造型設計的模擬也必將會達到更高的高度。屆時,計算機輔助設計技術會實現更加自然的人機互動交流,設計方案也將更加具備創新性質。甚至實現高度的智能集成設計。汽車行業也必將在這一助力下實現產品設計的整體生命周期性的設計模式,將概念設計的結果集成為更具時代特征和功能特點的新概念方案(程遠,基于計算機輔助工業設計的汽車造型的人性化設計,貴州大學學報(自然科學版),2014年第1期123-125頁)。

5結束語

隨著專業性要求和設計標準的不斷提升,很多計算機軟件開始逐漸向專業化應用方向發展,汽車造型軟件也不例外,其設計功能逐漸強大,而且所呈現的視覺效果也更加立體和直觀。設計也更為精密和復雜。未來計算機輔助軟件在汽車造型設計中必然會更加快捷和高質量的運用,且在功能上也會更加全面和強大。

第9篇

CAD/CAM也稱計算機輔助設計和計算機輔助制造集成,CAD/CAM技術在機械工程領域的應用起源20世紀60年代,最早用于航空領域,解決由機速度不斷提高而引起的飛機設計和制造問題。它是門新型的、多學科綜合應用的新技術,代表著當今世界最先進的制造技術之一。對制造業來說,CAD/CA是提高產品設計品質和制造品質、縮短產品開發周期,降低產品開發成本的強有力手段,已成為企業贏得市場的制勝法寶。本文介紹了幾種常用的CAD/CAM軟件,并對CAD/CAM軟件使用中的優缺點做了簡單分析。

二、數控機床與CAD/CAM

1.概述

數控技術是機械加工技術、微電子技術、監控檢測技術、計算機技術、自動控制技術等多種學科的集成,是一門新興而又發展十分迅速的高新技術。CAD(ComputerAided Design),即計算機輔助設計,在數控加工過程中是一種生產輔助工具,它將計算機高速而精確的運算功能,大容量存儲和處理數據的能力,豐富而靈活的圖形、文字處理功能與設計者的創造性思維能力、綜合分析及邏輯判斷能力結合起來,形成一個設計者思想與計算機處理能力緊密配合的系統,大大加快了設計進程。CAM(Computer Aided Manufacturing),即計算機輔助制造。計算機輔助設計及制造與數控加工結合,是現在數控機床技術應用的主流,能夠達到非常理想的加工效果。使用各種CAD/CAM軟件將加工思想經過軟件的一系列操作生成G代碼,使用執行操作軟件執行代碼進而加工成品。

2.軟件分類

設計軟件,進行零件的繪制,如流行的繪圖軟件AutoCAD以及UC,PRO/E。制造軟件,通常指CAM軟件,最終生成加工代碼。大部分的制造軟件也具有建模繪圖功能。制造軟件生成標準的G代碼,然后將設計出的思想在機床上加工成型,也就是將NC代碼送入機床,機床按照指令加工出來,主要包括設置加工環境,設置加工工序,生成軌跡文件,及后置處理等。執行軟件,就是根據代碼指令指揮機床完成零件加工的軟件。

3.CAD/CAM集成系統

隨著CAD/CAM技術和計算機技術的發展,人們不再滿足于這兩者的獨立發展,從而出現了CAM和CAD的組合,即將兩者集成(一體化),這樣以適應設計與制造自動化的要求,特別是近年出現的計算機集成制造系統(CIMS)的要求。這種一體化結合可使在CAD中設計生成的零件信息自動轉換成CAM所需要的輸入信息,防止了信息數據的丟失。產品設計、工藝規程設計和產品加工制造集成于一個系統中,提高了生產效率。

三、CAD/CAM軟件在數控加工中的運用

CAD/CAM在數控加工中的基本功用。CAD能設計制作既滿足設計使用要求又適合CAM加工的零件模型。優秀的CAD系統是一個高效的設計工具,具有參數化設計功能,三維實體模型與二維工程圖形能相互轉換和關聯。CAD與CAM密不可分,CAM甚至比CAD應用更為廣泛。他能提供一種交互式編輯并產生加工軌跡的方法,它包括加工規劃、刀具設定、工藝參數設置等內容。隨著對產品形狀、質量要求的不斷提高,要求工人高效的制造出高質量以及負責的產品,CAM技術不可缺少。在實際應用中,二者自然緊密結合,形成CAD/CAM系統。

1.數控加工中國內常用的CAD/CAM軟件

(1)UGⅡ(UNIGRAPHICSⅡ)

UGⅡ(UNIGRAPHICSⅡ)美國UGS公司的主導產品,是全球應用最普遍的計算機輔助設計、輔助工程、輔助制造(CAD/CAE/CAM)一體化軟件系統之一。

(2)Pro/ENGINEER

Pro/ENGINEER是美國參數技術公司(PTC)推出的新一代CAD/CAE/CAM軟件,他具有基于特征全相關、單一數據庫和全參數化造型技術,為三維實體造型提供一個優良的平臺。

(3)Cimatron

Cimatron由以色列Cimatron公司1982年開發該軟件具有功能齊全、操作簡便、學習簡單、經濟實用的特點,受到小型加工企業特別是模具企業的歡迎,在我過也有著廣泛的應用。

(4)MasterCAM

MasterCAM是一種應用廣泛的中低檔CAD/CAM軟件,由美國CNC Siftware公司開發,V5.0以上運行于Windows或Windows NT。該軟件三維造型功能稍差,但是操作簡單實用容易學習。

⑸CAXA

CAXA是英文Computer Aided X Alliance-Always a step Ahead的縮寫,其內涵是“領先一步的計算機輔助技術和服務”。

2.CAD/CAM軟件的應用特點

采用CAD/CAM技術一是減少加工前的準備工作,可以減少夾具的設計與制作、工件的定位與裝夾時間;二是減少加工誤差,可以在制作加工前進行加工路徑模擬仿真,可以減少加工過程中得誤差和干涉檢查,進而節約制造成本;三是提高加工的靈活性,配合各種多軸加工機床,可以在同一機床上對復雜的零件按照各種不同的程序進行加工;四是生產時間容易控制,數控加工機床按照所設計的制造加工時間;五是加工重復性好,設計程序數據可以重復利用。

四、結束語

當前世界各國都把提高制造業的自動化程度作為發展制造技術的主要方向,在微電子技術飛速發展的今天,計算機輔助設計與制造、數控技術、工業機器人、柔性制造系統、計算機集成制造系統等已成為提高勞動生產率的強大手段,成為工業現代化的標志。計算機輔助設計就是工業自動化向智能化發展中的一項關鍵性技術。

參考文獻

[1]寧汝新,徐弘山.機械制造中得CAM/CAM技術[M].北京理工大學出版社,1991.

[2]戴同,馮辛安.CAD/CAPP/CAM基礎教程[M].機械工業出版社,1997.

第10篇

【關鍵詞】計算機 圖像處理 相關技術

計算機圖像處理技術是指利用計算機對圖像進行相關處理。計算機應用于圖像處理,能夠對復雜圖像進行處理,縮短圖像處理時間,有效提升圖像處理工作效率和準確性,被廣泛應用于目前的各個領域中。

1 常見計算機圖像處理技術

近年來,隨著計算機技術的不斷發展,推動了計算機圖像處理技術的長足發展,計算機圖像處理技術廣泛應用各個領域中,并發揮著不可替代的作用。目前,常見計算機圖像處理技術的應用體現在以下方面。

(1)計算機輔助設計與制造技術。計算機輔助設計與制造(CAD/CAM)是計算機圖形學目前廣泛應用的重要工具,同時該技術也是在計算機技術和制造工程技術滲透和結合的基礎上發展而來的綜合性應用技術,學科交叉、知識密集以及應用范圍廣泛是計算機輔助設計與制造技術的重要特點。目前,計算機輔助設計與制造技術廣泛應用于建筑設計、機械產品設計、飛機外形設計、汽車外形設計以及船舶外形設計等領域。

CAD是一種廣泛應用于國內工程建筑圖紙設計中的三維軟件,以二維為模型為基礎,將二維信息所對應的三維形體重新構造在三維空間中,以實現形體點、線、面及其拓撲關系的恢復,達到重現形體的目的,能夠有效增強建筑圖紙設計的立體感,以便更好地指導建筑工程的施工。計算機輔助設計和與制造技術的快速發展,推動了UG等技術的不斷發展,通過UG 技術能夠有效將難以用數據表的曲面通過軟件進行設計,在設備中設置好運行參數后再通過計算機進行處理,便能設計出人們所需要的圖形圖像。

(2)遙感圖像處理技術。目前,計算機的圖像處理技術廣泛應用于我國航空和衛星遙感方面,同時也是遙感技術的自動化處理及應用程度的重要體現,能夠為專業的快速成圖與信息提取自動化系統的形成提供重要技術保障。計算機圖像處理技術在衛星與航空遙感領域的應用,能夠有效從采集到的圖像中有效提取最重要信息,對于推動遙感技術的發展具有重要意義。同時,計算機圖像處理技術還能夠將遙感技術獲得不同波段圖像高質量地傳輸給氣象部門、軍事部門等,為這些部門提供重要圖像信息,使得這些部門的功能得到了不斷的擴展和完善。

(3)計算機藝術和動畫設計。隨著計算機技術的快速發展,推動了計算機圖形學及其硬件設備的快速發展,催生了計算機藝術和動畫設計技術。計算機圖像處理技術在藝術創造和動畫設計方面的應用涉及到的軟件相對較多,既有Corel-Draw、photoshop以及paintshop等二維平面應用程序,同時又有3D MAX、Maya 等三維動畫建模和渲染軟件,廣泛應用在目前各大領域且占有主要位置。如photoshop 能夠實現在廣告、小型平面設計實例以及特效字中運用一些圖像,同時具有美化圖像的功能,能滿足現代人們不同的審美需求。

(4)國家地形地貌和自然資源圖勘察。目前,隨著我國經濟的快速發展,國土基礎信息在我國國民經濟體系中占有的位置越來越重要。計算機圖像處理技術在國家地形地貌和自然資源勘察中的應用,能夠有效利用存儲的國土基礎信息繪制平面圖、生成三維地形地貌圖,以便為國土的整體預測提供有效的方法與數據,科學規范和管理國土。同時,科學的地貌地形信息,也為軍事方面提供了重要信息保障。目前,許多國家都在利用陸地衛星所獲取的圖像開展森林調查、海洋泥沙和漁業調查、水資源調查等資源調查,以便實現自然資源的最優化利用。我國也利用陸地衛星所獲取的圖像開展了石油勘查、礦產量探測以及大型工程地理位置勘探分析等一系列的資源勘察,并取得了良好的效果。計算機圖像處理技術在自然資源勘查方面的利用能夠為綜合治理和資源利用開發研究提供科學依據,對于合理開發和利用資源具有重要意義。

2 計算機圖像處理技術的發展趨勢

目前,計算機技術和計算機硬件的不斷發展,推動了計算機圖像處理技術的不斷發展,使得計算機處理技術日臻成熟。社會的快速發展對計算機圖像處理技術的要求不斷提高,對于推動計算機圖像處理技術的發展具有重要意義。

計算機圖像處理技術為了更好地適應社會發展的需要,計算機圖像處理技術專業人員勢必會加大對新型技術的探索和創新,擴大計算機圖像處理技術的應用范圍,使人們在圖像處理時更加方便、快捷以及高效。

隨著眾多計算機圖像處理軟件的應用,計算機圖像處理技術的優越性和可靠性日益突出,能夠有效實現對綜合信息進行多階段、多目標以及多途徑的處理及操作,從而滿足不同圖像處理的需求。隨著圖像處理技術的不斷發展,圖像處理在清晰度、真實度以及其他圖像因素的技術手法方面日益成熟,同時在圖像的分辨率、傳輸率以及多維成像等方面的性能也將不斷提升,計算機圖像處理技術在工業工程制圖也會趨于標準化和精簡化方向發展。

結語

隨著計算機圖像處理技術的不斷發展,計算機圖像處理技術作為一門新興技術廣泛應用于目前各個領域中,為人們帶來了獨特、新穎的圖像視覺效果,為人們的學習、工作以及生活帶來了極大的便利。計算機圖像處理技術技術的廣泛應用,使得計算機圖像處理技術未來的發展與我國的經濟、社會建設更加緊密。

參考文獻

[1]廖雋婷.計算機圖形圖像處理相關技術應用分析[J].科學與財富,2012,(7):267.

[2]王磊.圖像分割相關技術及其應用研究[J].蘇州市職業大學學報,2012,23(4):10-12.

[3]李創,黃迎春.計算機圖像處理的相關技術研究[J].數字化用戶,2013,(21):203-203,204.

第11篇

關鍵詞 計算機輔助輔助設備;機械設備;應用

中圖分類號TP39 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2014)111-0212-02

隨著計算機技術的不斷發展,繪圖軟件在機械設計中的應用為繪圖提供了便利條件,使設計更加合理準確,對在設計中出現的錯誤可以及時進行修改,這樣保證了機械設計質量、降低了生產成本,在機械加工中利用計算機對設計的產品進行模擬,增加了產品的合理性。

1 計算機輔助設計的發展和重要性

機械設計是機械工程的重要組成部分,是進行機械生產的前提。同時也是決定機械性能的重要因素,機械性能的好壞取決于設計質量。從狹義上來講機械設計是指在技術設計過程中,從廣義的上來講機械設計要根據設計者的要求和現有的條件。對機械的工作原理和機械的結構材料的強度,機械零件的形狀和大小能量的傳遞方式進行分析。并形成具體的描述作為機械制造的工作依據。這是一個有創造性的工作,也是建立在成功經驗的基礎上的,只有將兩者結合起來,才能設計高質量的機器。

機械設計的步驟都需要計算機的幫助,圖形的編輯和數據的計算都需要借助計算機軟件的提供支持。除了這些具體的工作可以利用計算機完成后,還可以根據圖紙沒在計算機上模擬一個模型,對產品的性能和受力情況進行分析,根據出現的狀況進行相關的修改不斷完善產品的質量,計算機應用技術越來越廣泛的應用到機械設計加工中。

2三維造型、工程分析和報表中的應用

在采用實體造型設計時,通過計算機對試題造型進行相關的處理會給設計工作帶來很大的便利,通過軟件處理技術,可以將事物的造型更加合理的展現在我們面前。機械設計采用計算機進行數據分析,會使數據分析工作更簡單。提高工作人員的工作效率。在機械設計過程中,對一些特殊的數據和報表要進行相關的說明。這些工作可以通過計算機輔助來完成。

3計算機輔助在設計中的應用有利于觀察零件的裝配

在機械設計中,我們可以采用不同的裝配關系呈現出不同的設計效果,利用計算機輔助功能對不同的裝配關系進行演示,對不符合裝配要求的,計算機中的查找器就會有顯示,這樣就會方便設計人員進行修改,另外可以通過計算機對零件的運作進行演示。方便了工作人員對不合理因素進行修改,通過計算機進行演示可以減少產品的使用費用。計算機輔助的應用可以有效的提高產品的質量,從而使設計質量得到有效的提高。

4 逆向工程中CAD的應用

逆向工程是一種吸收先進設計的手段,技術研發是很重要的,但是研發成本是很昂貴的,在研發的過程中受到現有條件的影響,一些技術需要很長的時間才能發展成熟。這對發達國家而言是無法想象的。因而在設計過程中要充分運用科技成果,在融合新技術的基礎上要不斷創新。在二次世界大戰后一些發達國家不斷提高計算機軟件技術,為機械生產提供技術保障。

逆向工程只有在實物的條件下,了解產品的基礎上逆向構造零部件的模型,達到產品創新的目的。在以前的“逆向工程”的應用中主要集中在實物方面,在原有產品的基礎上,對實物模型進行創新設計體現出產品的性能,可以通過坐標的測量的方法,CAD制圖軟件把實物轉化成虛擬模型。利用計算機輔助功能對產品進行加工處理,可以運用多種技術實現逆向轉換設計。可以利用數據繪制網格,并對點進行模擬,得到連續的曲面再對曲面進行修復進而獲得實物模型。利用SCAN-TOOLS技術在生成曲面進行裁剪、延伸等工作,把曲面轉換成實體,利用相關軟件實現參數化設計,完成模型的重建。

5 汽車覆蓋件模具設計中CAD應用

汽車覆蓋件模具的設計不僅影響到汽車的車型,也影響個性化設置。在汽車模具的設計過程中,在對實物的設計過程中經常會出現設計與工藝人員在施工過程中工作中相違背的情況。設計者不能很好的進行生產和加工環節,還會出現了返工的情況這會額外的增加設計成本,延誤了生產時間,會導致企業失去市場競爭力。為了避免這種情況,要在設計的過程中排除這些情況。汽車模具的設計過程包括:根據市場需求對模具進行設計,對模具的結構、熱度等問題進行分析并制作圖紙。要根據圖紙進行模具結構設計,將實物進行改造,在設計中遇到的問題要及時進行修改。CAD造型設計是實物造型的關鍵,出現的問題將會影響到汽車的生產,所以在要做好CAD設計,如對汽車的車門進行設計的過程中。要首先對汽車的零部件進行設計并建立相關幾何模型,運用特定的測量進行分析,并進行數據采集對相關數據進行處理。最后通過相關的技術手段進行模型重建,通過對模具的加工或數控控制,能迅速完成汽車車門設計和加工。

繪圖是機械設計中一個重要的方面,在傳統的方法中都是由設計師手繪進行的,這就會浪費大量的時間,使設計人員的工作效率降低,通過計算機輔助機械設計可以利用繪圖軟件進行操作,如CAD等,通過繪圖軟件的使用,可以提高工作人員工作效率。

6結論

計算機輔助設計可以有效的提高機械設計的精度,可以處理大量設計數據。制圖軟件對圖形繪制有重要的作用。計算機輔助機械設計的技術源于發達國家,中國自主研發的技術相對比較少,一些源于外國的技術中國還沒有完全消化,所以導致了中國一些先進技術和外國還有一定的差距,在機械制造中還沒有成熟的設計方法,所以我國在發展經濟的同時也要加強計算機應用技術,為機械設計工作提供技術支持,從而提高我國的科技水平。

參考文獻

[1]戴淑芝.柔性機械制造技術及關鍵技術應用[J].科技創新導報,2010(18).

第12篇

關鍵詞:風力機;翼型;大彎度;中弧線

中圖分類號:TP311文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2008)05-10ppp-0c

1 引言

風能資源由于具有可再生和無污染的特點,而越來越受到高度的重視。國內開展風能資源的開發利用已有半個多世紀,對風力機葉片翼型的選擇基本上沿用航空低速翼型,難以適應風力機的工作特性,因此,研制適合于風能特點的低速翼型是風能技術中的一項關鍵性基礎工作,而翼型的外形圖首先供其空氣動力特性的理論分析之用,翼型的空氣動力特性是評估翼型的最主要的指標,結合風力機工作的實際狀況,即其來流風速較低且工作風速范圍較寬,一般為3?25米/秒。因此,選擇具有良好的升力特性的風力機翼型外形圖是計算機輔助設計追求的目標,盡可能提高翼型當幾何攻角為0?時的升力系數值。所以,設計大彎度和合適的中弧線形狀的翼型,一定能保證它具有良好的低速升力特性。

2 風力機翼型外形圖的計算機輔助設計的步驟

翼型的外形圖可采用多種設計方法進行設計,隨著計算機技術的發展,采用計算機輔助設計的方法來設計大彎度低速翼型的外形圖顯得最為快捷,其設計步驟一般為:

2.1 繪出翼型中弧線的形狀

翼型外形的整個封閉周邊由前緣段、中段和尾段構成,翼型中弧線的形狀決定了整個翼型的升力特性。首先繪出翼型的弦線位置,確定前緣點、最大彎度點(其值可取相應航空低度速翼型的最大彎度值的1.3~1.8倍)和后緣點為中弧線的控制點,其弦向位置分別為0%,30~35%,100%。然后,由計算機采用spline命令和 splinedit命令,運用多段光滑的二次曲線來擬合出多條中弧線,按流線光滑的要求選擇最佳的中弧線形狀(圖1)。

圖1

2.2 繪制翼型外形圖

翼型的外形圖一般將前緣段控制在0%~10%弦長范圍內,前緣半徑一般為R5~R10,中段控制在10%~55%弦長范圍內,尾段控制在55%~100%弦長范圍內,過分段點畫出垂直線。翼型外形的控制點位置與中弧線的控制點位置一致,30%~35%弦長范圍為翼型最大厚度的分布區域,在確定最大厚度hmax之后,仿照中弧線擬合的方法,通過計算機構建出多個翼型外形圖,按照翼型外形流線光滑、厚度變化平緩、分布勻稱的要求,選擇最佳的翼型外形圖(圖2)。

圖2

2.3 計算翼型外形圖的坐標數據

大彎度低速翼型的外形圖被弦線分成上下兩個部分,建立翼型外形圖的坐標系如圖2所示,翼型前緣段一般按0.002~0.025%弦長間隔設置橫向坐標點,中、尾段一般按5%弦長間隔設置橫向坐標點,過上述橫向坐標點做X軸的垂線與翼型外形圖相交,其交點的縱坐標y為相應的翼型厚度的百分比值,用計算機準確測量出(使用ID命令),將對應于x坐標的y上與y下值列成表格,就得到翼型的坐標數據表,它是翼型模型或葉片的制造依據。

3 翼型的風洞試驗

根據翼型外形圖完成翼型的空氣動力特性的理論計算分析工作之后,必須通過風洞試驗來驗證其理論計算工作的正確程度和修正翼型的外形。風洞試驗的內容主要是應完成翼型的升力系數Cy、阻力系數Cx、力矩系數m0的測試,記錄相關的測試結果和畫出相關的特性曲線圖。圖3所示為某翼型的風洞試驗的升力系數與阻力系數的測試原始數據,可供小型或微型風力機參考選用。

圖3

表1 某翼型的坐標數據

表2 某翼型升力系數Cy阻力系數Cx的測試數據]

參考文獻:

[1]李文華,風力機槳葉翼型的氣動特性分析[J].通用機械,2006(11).

[2]葉枝全,風力機新系列翼型氣動性能研究[J].太陽能學報,2002(02).

[3]陳旭,水平軸風力機翼型動態失速特性的數值研究[J].太陽能學報,2003(06).

[4]楊科,基于CFD技術的高性能風力機翼型的最優設計方法[J].工程熱物理學報,2007(04).

[5]蘇明軍,風力機二維翼型Gurney襟翼增升的數值模擬[J].可再生能源,2007(02).

收稿日期:2008-12-27