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机械CAD基础课程报告(CAD技术与力学)专业工程力学班级2014级2班姓名万力臣学号14060402152016年9月12日目录TOC\o1-3\h\z\uHYPERLINK\l_Toc345138880第1章引言1HYPERLINK\l_Toc345138881第2章CAD技术与力学2HYPERLINK\l_Toc
3451388822.1CAD与建筑、工程施工2HYPERLINK\l_Toc
3451388832.2CAD与人体结构2HYPERLINK\l_Toc
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76137.htm\thttp://baike.baidu.com/_blankComputerAidedDesign,是指利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作通过了解可知,由繁至简,通过CAD相关软件不但能够大大简化工作的复杂程度,而且能够更精确更迅速地操作与修改三维或二维草图,此外计算机还能对不同方案进行大量的计算、分析和比较,以决定最优方案本课题主要写CAD技术与工程力学或者更大范围上的力学的紧密关系,通过之前学习到的理论力学和材料力学,特别是在小学期时上力学建模课程时,我发现在一些较为复杂的空间立体结构模型的力学分析上,无论怎样简化模型,都无法仅仅靠想象力和手画的图来解决问题但本学期刚刚开CAD技术基础课程,我发现这个问题似乎可以较好的解决我们可以通过计算机软件的优势,例如精确的作图、灵巧的操作和方便的修改等接下来我将列举说明CAD技术与力学的结合方向与实例第2章CAD技术与力学
2.1CAD与建筑、工程施工在工程施工中,施工人员经常遇到力学计算问题,往往需要应用力学计算公式,有些公式甚至比较复杂,需要对力学重新分析,这给力学计算工作带来了麻烦,如能采用CAD形象化简单化的计算,并满足规范要求,将大大提高力学计算效率[
[1]]比如,可以运用CAD的图解法求未知力、求未知弯矩、惯性矩和回转半径等力学物理参量,可以较为简便的画出建筑的外部和内部构造,并可以在经过力学计算后多方位地修改和解决建筑结构上的问题对于钢绳等建筑材料的设计也可以利用CAD进行模拟设计,再进行力学计算钢丝绳的成形过程和力学强度不仅依赖于钢丝材料的力学性能,而且还依赖于其几何结构参数这些参数是生产厂家__原材料和生产工艺设计的主要依据,同时也是建立_线空间几何模型以及成形过程和使用过程力学性能分析的基础[
[2]]若使用计算机辅助设计工具,这样不仅节约了成本和设计制造时间而且能够使计算更加精确在水运工程地基的模型建设中,我们可通过CAD软件进行加固区土体力学指标计算、模拟边坡构建过程、进行渗流分析和边坡稳定计算等[
[3]]像这种大型的基础工程,CAD技术软件就很好的解决了在工程中的力学建模与计算问题
2.2CAD与人体结构在查阅到的所有相关文献中我最为感兴趣的就是“CAD与人体结构”这一方面了通过对人体外部进行力学建模,模拟身体与衣服的力学接触,进而帮助设计师设计出更符合人体舒适度和更美观的的服装;而通过对人体内部的CAD建模,模拟人体骨架的力学构造,从而帮助人们在医学和生物学上设计出更加符合人体原骨骼的力学性能的人造骨骼
2.
2.1服装的力学性能服装力学性能工程设计CAD系统的设计过程如下,通过调取服装工程数据库的特点在CAD下进行数据建模,最后进行服装产品的力学性能实验在服装力学性能设计时,需要在CAD软件中进行服装压力设计,首先建立人体数字化模型,然后进行款式结构设计、服装面料设计,最后确定力学模型和计算参数[
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2.
2.2人体结构模拟类比相对于服装的力学性能设计,更令人惊叹的是CAD技术与个体化人工股骨假体的力学建模和性能模拟由于人体的绝对个性化特点,标准人工假体与病人骨骼之间的误差使二者难以很好匹配,不能确保人工关节的__稳定同时,一些病人骨骼呈先天性畸形或由于骨骼病变造成骨与关节大__损坏,其骨骼关节与正常情况明显不同,亦不可能选用标准人工假体计算机辅助设计和制造CAD/CAM通过对病人骨骼的三维重建,为每一位病人进行特殊设计和制造,提高了假体与病变骨骼的匹配度,提高了人工关节的__稳定性,有效防止了关节松动[
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2.3CAD与机械制造除了以上一些CAD技术与一些与力学相关的工程实例外,其实与CAD技术相结合进行力学性能模拟最广泛的,我认为就是机械制造了大中小型机械无论在工程中,还是在生活中都是无处不在的,而计算机辅助设计就是机械设计师门的法宝了!例如,在现代发动机的设计过程中,希望在方案设计阶段就能够根据设计要求进行多种方案的比较,选择对发动机的各项力学性能进行预测和评估,在样机试制之前就能够对结构进行静、动态力学分析,对发动机的静、动态力学性能进行整机匹配预估,选择较佳的方案投入试制,以期在最短的时间内,以最少的费用与劳动量设计出满足设计要求的结构,克服具体设计中的盲目性和反复设计过程中的人力、物力浪费,从而大大缩短产品的研制周期而应用CAD软件的目的正在于此[
[6]]此外,在研究汽车钢板弹簧力学性能时,可利用CAD/CAE技术,考虑大变形、片间接触摩擦等非线性因素,建立某客车钢板板簧的非线性有限元模型,对板簧满载负荷时的应力、变形进行仿真分析,得出刚度和强度性能,为多片等截面钢板弹簧的精益设计提供参考作用当然,这是结合AutoCAD和ANSYS两款软件相结合进行力学性能模拟的,这样会使计算设计更加方便精确[
[7]]____^1[]陈海山.AUTOCAD在建筑力学计算中的应用研究[J].山西建筑20144022:286-
288.^2[]王桂兰赵瑞敏孙建芳张海鸥.基于微分几何学的钢丝绳结构设计CAD[D].华中科技大学学报自然科学版
20036.^3[]金晓博荣海敏刘家才.水运工程地基CAD软件研发与应用[J].水运工程201310484:250-
253.^4[]李毅张欣杨国荣.服装力学性能工程设计CAD系统[D].第三届中国国际毛纺织会议论文集,2002:197-
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2.^6[]张保成苏铁熊杨世文张翼李小雷赵冬青张金纶郑长虹.发动机总体力学分析CAD系统[J].内燃机学报2002201:25-
27.^7[]朱剑宝.基于CAD/CAE的汽车钢板弹簧力学性能分析[J].海峡科学201012:
139.。