計算機輔助技術范文10篇

摘要：伴隨我國當前經濟與科技的穩定發展，各個行業在發展的過程中都得到一定的改進。其中機械設計制造行業在發展的過程中，要想提高其工作的效率，改善傳統的設計制造存在的不足，則需要合理的將機械設計制造與計算機輔助技術融合，進而能夠實現智能化與自動化發展，促使工作的效率與質量得到有效的提升，發揮兩者結合的優勢與作用。基于此，本文分析機械輔助技術與機械設計制造結合的優點與缺點，筆者根據自身經驗提出相應的建議。

關鍵詞：機械設計制造；計算機輔助技術；分析；結合

在社會經濟穩定發展的支撐下，機械設計行業競爭日益激烈，相關企業要想高效穩定發展的發展，并且能夠在行業競爭的過程中取得自身的地位。則需要合理的將計算機輔助技術融入到企業發展生產中，合理的將其與機械設計制造結合，促使機械設計的精準度得到有效的提升，同時能夠大幅度降低誤差的現象。然而，機械設計制造與計算機輔助技術結合的過程中，雖然能夠發揮一定的優勢，但仍然會存在相應的缺陷，需要相關管理人員的重視，進而能夠制定針對性措施，促進機械設計制造行業穩定發展。

1機械設計制造的概述

機械設計制造主要是由機械制造與機械設計組成，其中機械制造主要指的就是相關機械與儀器的生產制造過程中。而機械設計則需要根據機械設備的工作原理，以及工作模式，分析各個材料與部件的尺寸大小，并根據實際情況對其進行優化設計，保障生產工作能夠正常開展。伴隨我國社會經濟的穩定發展，促使機械設計制造行業得到一定的改善與優化，再加上現代科學技術的應用，機械設計制造行業正在朝智能化與自動化方向發展。相關計算機輔助技術能夠高效的應用到機械設計制造企業當中，并且能夠發揮一定的優勢與作用。因此，相關企業應該重視機械設計制造與計算機輔助技術的結合工作，促使傳統的生產模式得到優化與完善，促進行業的穩定發展。

2計算機輔助技術在機械設計制造中發揮的作用

1利用計算機輔助技術的重要性

在機械工程中進行機械設計是非常重要的環節，它是進行生產工作的前提，它也關系到機械性能問題，因為機械的性能關系到設計質量的問題。從狹義的角度分析，機械設計主要是進行技術設計的工作，在廣義的角度來分析，機械設計就是按照現有的條件以及設計者的需求進行設計。所以，本文將會對機械相關零件形狀、能量大小的傳遞方式、機械相關的工作原理、結構材料的質量等內容進行分析。然后將這些形成較為具體的描述當做進行機械制造的依據。該工作屬于一種創造性的設計，同時也是在成功的經驗上進行的，所以兩種因素更好的結合，才能提高機器制造的質量。在進行機械制造時都是需要計算機進行輔助，比如:計算數據和編輯圖片等內容都需要使用計算機中的軟件進行。除了這些內容在計算機上完成，還可以現在計算機上把一些圖紙數據模擬出來，這樣可以利用計算機來分析產品的受力和性能，之后在根據表現的情況進行相應的改善，從而提高產品的質量。在機械設計加工中計算機技術越來越受歡迎了，因此，本文將會對該技術進行詳細的分析。

2在機械設計中計算機輔助技術的使用

2．1CAD逆向工程的使用

逆向工程在機械設計領域屬于一種的新型的科學技術設計，它對機械設備的使用成效具有很大的幫助。但是在實際的研發過程中，卻遇到了很多的現實問題，比如:研發的成本比較高，還有市場中各種因素的限制等，這些因素嚴重的影響逆向工程研發的時間以及作用的發揮。針對這些問題，在進行機械設計中，研發人員要充分的利用現代科技成果，將新的科技成果和機械技術更好的融合。在機械設計中使用計算機軟件技術有利于提高生產的技術，在建設逆向工程時，通過利用仿真模型的方法對實物進行分析。這樣以來設計人員可以根據產品的基本特點，對逆向工程相關的零部件進行模型設計。實現逆向工程的基礎是要在實物的條件下，對產品相關的零部件逆向構成模型進行了解，從而實現產品生產的創新。在以往的逆向工程研究中主要是對實物進行分析，研究者主要是在原有的產品上，創新實物模型的設計，從而來提高產品的性能，也有通過測量坐標的方式，利用CAD軟件進行制圖將實物轉變成虛擬的模型。而利用計算機輔助技術對產品進行加工，可以實現多種技術的逆向轉換進行設計。它主要是通過數據進行網格繪制，然后根據各種數據點進行模擬，如此會得出一個連續的曲面，然后在對曲面進行不同的修復，進而得到事物的模型。之后再利用SCAN－TOOLS技術對已經生成的曲面實施延伸和裁剪的工作，然后將曲面轉變成實體，通過計算機軟件實現設計的參數化，最后實現重建的模型。

2．2CAD汽車覆蓋件設計

摘要：隨著我國經濟的快速發展和社會的良好建設，在機械設計制造水平的不斷提升中，計算機輔助技術發揮著重要的作用。計算機輔助技術能夠給予傳統機械設計制造有效的補充。計算機輔助技術和機械設計制造相結合有重大的現實意義。

關鍵詞：機械設計制造；計算機輔助技術；技術結合

計算機技術是一種綜合性技術。軟硬件、制圖工具都突出了計算機功能的多元化。計算機技術的發展對我國提升社會生產力有重要的影響。所有機械設計的優化發展都來自于機械制造的智能化和自動化。傳統的人工設計已經不適應當今的機械制造業，精確率和高效率是當今機械制造業務必達到的效果。計算機技術的應用提升了機械設計制造的工作效率和設計精確度[1]。計算機技術運用在機械制造業中符合當今社會的高效發展要求，也是本研究的意義所在。

一、機械設計制造與計算機輔助技術相結合的發展意義

機械制造和機械設計是構成機械設計制造的兩個主要部分。機械設計要根據機械設備的使用要求來完成。設計的參考依據是機械的傳輸運作形式、工作原理和構件材料等。機械制造指從事各種動力機械、起重運輸機械、化工機械、紡織機械、機床、工具、儀器、儀表及其他機械設備等生產的總稱。機械制造及計算機輔助技術結合突出了智能一體化、數字化、虛擬化，最主要的是綠色化，符合新形勢下中國特色的發展要求。讓機械設計制造和計算機輔助技術更好地融合在一起，最終達到生產率在機械制造業中有效提高，同時，推動機械制造業向長久的方向得到良好的發展，來增加行業的收入效益，是當下行業發展的必然趨勢[2]。

二、計算機輔助技術在機械設計制造中的應用優勢

摘要:鑄造工藝的可持續發展，在生產加工模具過程中逐步體現科學的控制特點，提升了產品質量，壓縮投入成本，相應提升競爭力。隨著計算機輔助設計在生產制造中的應用，在車間工人與工藝無法提供有效支持的前提下，還可以確保生產水平和產品質量，解決了生產中的相關難題，不僅增加了市場效益，對技術創新發揮了推動作用。本文針對多樣化鑄造模具生產，提出了計算機輔助設計的實際應用，并簡單分析了技術創新的發展情況。

關鍵詞:計算機輔助設計;多樣化鑄造模具;生產技術;創新

我國鑄造模具的設計和制造，從設計三維實體到三維數控加工成型，已經形成一整套相對成熟的操作工藝。但鑄造模具的內外部質量，包括生產操作流程依然存在一部分不足，與國外發達國家相比尚有一定差距。因此，圍繞怎樣提升模具質量與壓縮生產時間開展大規模的技術創新。盡管這樣，由于鑄件模具獨特的操作特點，生產供應依然是難以徹底解決的主要難題。引用計算機輔助設計積極創新技術，可以節省生產設計時間，降低廢品率，提高操作效率，對其研究具有一定實際意義。

一、在多樣化鑄造模具中計算機輔助設計的實際應用

(一)鑄造工藝應用。1．實體造型。第一，軟件造型特點?？捎脛撔萝浖@得三維實體造型，不僅成功保留了傳統軟件的各種性能，同時也最大程度展現三維技術優勢，在設計中成功引入直接建模交互技術。通過WARP工具就可以拉伸、彎曲操作設計對象，用戶利用特征面板功能參與操作，產生直接體驗。通過人與人的連通，順利做好動態評估，順利訪問項目與產品數據。第二，建模。是指建模操作中采取方法，還可以通過幾何方式對產品性能進行表達，根據產品約束、工藝和性能在計算機上設置實體模型，類似于工程的方法理念。主要通過以下方面構成建模工藝:一是根據建模準則有效明確;二是詳細分析產品和結構的內部聯系;三是明確建模方式;四是找出零部件的基本幾何拓撲關系模型;五是結合上述原則與特點實現建模;六是檢驗已經完成的三維模型。［1］2．加入鑄造工藝。第一，設計冒口。主要發揮補縮鑄件的作用，在設計流程中應達到下列要求:首先凝固時間必須超過鑄件凝固所需時間;其次是充分進行補縮金屬液操作;最后是與伸縮位置形成一定通道。設計方法多樣化，當前主要采取三次方程法與模數法。其中后者科學性更強，利用軟件直接計算軟件的表面積與體積。結合模擬數據結果準確定位位置，先對不存在冒口的鑄件實施模擬凝固，再根據縮孔縮松實際位置對其部位有效確定，進一步決定是否應添加冷鐵。按照冒口不同外型設計尺寸，允許存在一定的差異。第二，澆筑系統設計。鑄型腔內部通道流入金屬液稱為澆注系統，一定程度威脅產品的質量。為了提升系統的準確水平，可以通過二次開發軟件模塊實現。第三，文件格式轉換。全部文件格式都是STL，同時需要對各個系統和冒口及鑄件有效分隔，彼此之間保持獨立性。［2］(二)虛擬生產系統應用。1．動態管理車間。在調度管理操作中，應對加工工件的順序與時間不斷優化，進一步達到動態協調的目標。而仿真操作則是經常采取的方法。根據數學模型的理論知識，針對突發狀況特點，采取對應的模式，保證計劃順利實現。防止由于操作時間缺乏產生一些不必要的損失。但是，在仿真和調度管理操作中，需要龐大的數據進行支撐，通過建立信息數據庫，可以保證合理實行仿真。其中針對操作參數建立數據庫，有利于保存與管理工藝設計流程中形成的信息，在鑄造系統設計中數據庫是中心，基于這一公共數據庫形成全部設計與繪圖操作。主要是為全部設計內容提供對應參數，比如密度、收縮率等。上文所述的冒口與澆注設計模塊都使用固定不變的模型與結構，只是尺寸存在不同。因此需要對鑄件類型、模數等優先考慮，在正是繪圖之前利用計算機對參數進行計算。之后，結合結果與數據庫標準自主查詢，當標準件與要求不相符時，對數據模塊有效定義，通過傳輸交互數據，自行把結果轉化為圖形。2．設計。ASP．NET系統努力獲得這一系統的支持。具體是向便攜式軟件中加入生產模型所需的信息，在設計中可以同步調用數據。這項技術還可以與規劃目標方式有效聯系，加載生產中產生的圖片與視頻。

二、技術創新發展

計算機輔助設計的技術應用是順應時展的必然選擇，對計算機技術應用發展具有重要意義。計算機輔助設計可以靈活應用到傳統產業發展創新以及其他現代化設計發展環節中，對提高企業的競爭力具有重要意義。相關人員必須要加強對計算機輔助設計的重視，推動其實現新發展。

1計算機輔助設計技術應用狀況和發展

在信息技術高速發展及推廣的情況下，計算機輔助設計應用的范圍也隨之擴大。特別是隨著計算機技術的不斷革新，計算機輔助設計逐漸發展成熟，在企業以及其他領域的應用也越來越廣泛。在工程圖紙和手繪等環節應用計算機輔助設計技術，可以有效提高工作效率，同時還可提高設計的質量，對推動各項工作順利開展具有重要意義。就當前來說，計算機技術輔助設計技術在二維設計和三維設計中都有了較為廣泛的應用。計算機輔助設計應用于二維設計領域時，主要可以用在商業攝影以及視覺傳達設計等環節中。在此過程中，Photoshop和Paint等軟件都可以對圖片作品進行一定的修飾，可以提高產品的最終效果，對提高照片的藝術性具有重要意義。在此基礎上，再使用Photoshop等開展新一輪的設計，二維平面的藝術創作可以以更為合理的方式開展。除了應用于二維領域之外，計算機輔助技術也可以應用到三維設計領域，特別是在建筑設計和工業設計等領域具有極為廣泛的應用。在三維設計開展過程中，舞臺設計師等專業人員可以在SketchUP等軟件的幫助下開展舞臺場景尺寸模擬工作，在此基礎上制作的舞臺效果圖的質量等都會明顯提高。再輔之以必要的動畫技術等，如此設計出的動畫場景的質量會明顯提高，設計的有效性也進一步提高。工業設計過程中，應用計算機輔助技術中的犀牛等軟件可以有效對各種造型進行模擬，手繪較難設計出來的作品和造型等可以在該類軟件的幫助下輕松完成，對提高設計效率，提高設計作品的實際質量等具有重要意義。

2計算機輔助設計技術應用存在的問題

2.1軟件商品化建設存在問題。盡管當前國內已經推出了一定數量、版本的計算機輔助設計的軟件和配套系統，同時其在市場上也占據了一定的地位，但是從相對長遠的角度看，該類軟件和系統的商品化程度等仍存在較多問題，設計的專業性和學術性等相對較強。該類問題體現在軟件的設計和開發環節可以表現為產品的設計目標等不夠明確，設計出來之后，產品的實用性等存在一定的問題。就當前來說，計算機輔助設計使用的軟件和系統等的開發工作主要由高校的科研中心以及其他相關的科研機構完成，其工作的中心和重點更多集中在產品的創新和學術應用等領域，其對產品的商業應用等的重視程度則有一定的欠缺，對市場需求的了解程度也不夠詳細，更多強調與國家標準接軌，導致最終設計的計算機輔助技術和軟件的應用范圍受限。另一方面，在進行計算機輔助軟件設計過程中，高校和科研機構并沒有加強對計算機輔助設計軟件規?；邪l和建設的重視，在設計過程中更多將其作為一種配套的軟件來開展開發和設計等工作，生產的規?；蜕虡I化建設都出現了問題，導致最后的產業集群化建設等工作受到限制。計算機輔助設計軟件商業化建設的問題影響了其大范圍的推廣，后續規模設計研發等工作的開展也面臨諸多問題。如果相關部門不加以重視，其最終的質量都會受到影響。2.2長期規劃不足。計算機輔助設計的軟件和系統研發工作開展過程中，其所屬的公司之間的聯系不強，許多企業沒有加強對該類軟件和系統設計的重視，因而也沒有對該類軟件設計的工作展開會議研討，企業大多單槍匹馬地開展軟件開發和建設工作。在競爭性不強、行業間的聯系不密切的情況下，企業在開展計算機輔助軟件和系統設計過程中的研發力度、生產方式和經營方式等都長期處于發展停滯狀態，其發展的積極性不強。但是計算機輔助設計是一項相對復雜的工作，并不是單純地用計算機繪圖來取代手工繪圖，設計過程中存在許多其他影響因素。企業要想在計算機輔助設計技術以及軟件系統等領域實現新發展、新突破，就必須及時制訂長期發展規劃，對企業當前的計算機輔助技術和軟件開發工作進行全面綜合的分析，結合企業的整體發展規劃，制訂適合計算機輔助技術發展的長期計劃，使得各項計劃之間實現協調適應。在規劃明晰的基礎上，各項工作開展的有效性及計劃性等都會明顯提高，這將對其后續相關工作的順利開展具有重要意義。但是相關企業目前并沒有加強對計算機輔助設計技術和軟件的重視，其實際應用過程中仍存在許多問題，因而對后續相關工作的順利開展造成了一定的影響。2.3計算機輔助設計的技術應用人才短缺。計算機輔助設計的技術應用相對比較廣泛，對專業性技術人員的需求則相對比較大。但是計算機輔助設計技術等發展周期相對比較短，屬于近年來才逐漸興起的一門學科，這就導致其專業性人才較短缺，現有的計算機輔助設計人才的質量也高低不齊，影響了其技術開發和技術應用等各項工作的順利開展。計算機技術人員在提高自身能力的過程中并沒有加強對計算機輔助設計應用技術和軟件開發的重視，需要專業人員開展配套合作，高校學生等對該行業發展也存在一定的認識誤區，導致計算機輔助設計開展面臨諸多問題。要想推動計算機輔助設計技術應用和開發工作順利開展，就必須加強對專業性人才的重視，解決人才短缺等一系列問題。

3計算機輔助設計技術改進措施

摘要：美術作為一門審美和智慧并存的學科，在教育領域的地位舉足輕重。為了探討美術學科在精神層面的審美意識培養方面具備怎樣的作用，能夠發揮怎樣的價值，其研究工作在美術教學的領域內利用計算機輔助技術。通過技術應用的方式，為新時期的美術教學提供了豐富的信息資源。結果證實，學生的信息獲取更加便捷，學生的領悟能力也發生了很大的變化。

關鍵詞：計算機輔助技術；美術教學領域；應用模式

計算機輔助美術教學是利用計算機作為教學載體，針對性地開展美術教學活動，讓學生獲得基礎美術知識的同時，還能了解審美方面的相關內容，以此為基礎培養觀察能力與創新能力?！度罩屏x務教育美術課程標準》中也明確提出，現階段的美術教學工作要充分利用校內外的不同課程資源，或是借助自然環境來為教學工作提供幫助。因此，如何綜合應用計算機輔助技術，也成了后續教學工作的主要目標。

1基于美術教學的計算機技術應用現狀與意愿調查

在國家大力提倡信息技術與課程之間形成整合的背景之下，學校也應該跟進時展的趨勢，通過計算機輔助技術來開展教學活動，強調信息技術的應用，提升教學效果。而隨著教育目標從知識傳授到能力培養的方向轉變，不斷改革的教學模式也發生了一定的轉變。在這里筆者以圍繞某班級的56名進修學院教師的調查結果作為參考標準，了解當前美術領域的教學現狀，獲取的數據信息，如表1—表4所示。從調查結果看，大多數教師對多媒體教學手段的應用持“中立態度”，即他們在開展教學的過程中并不會刻意地利用計算機輔助技術來提升教學工作的效率，而主要是針對如何讓教學活動適應不同學生的需求來展開，并調整課堂教學的全過程，構成一個新型的教學組織形式。盡管計算機輔助教學已經實現了相對完善的發展應用，但教師在教學觀念上仍然有一些需要改進的地方。例如從調查結果上看，仍然有部分的教師在觀念上存在偏差。一些教師過度依賴多媒體教學，追求教學過程在視聽層面的效果，而忽視了教學的實際效果；一部分教師卻始終堅持傳統教學，未能利用現代教育技術的優勢。在信息時代下，學生對于知識需求的模式也發生了改變，如果教師不學會合理利用新的教學手段來組織教學，那么在教學質量和教學效果上也會存在明顯差距，不利于學生在各個方面的能力培養。

2計算機技術輔助美術教學具有顯著優勢

摘要:CAD/CAE/CAM技術的迅速發展正推動著制造業從產品設計制造到技術管理一系列深刻、全面、具有深遠意義的變革。CAD不僅僅是"甩圖板"已漸漸為人們所認識。本文從實用的角度討論了計算機輔助技術（CAX）深化應用中的諸如企業規劃，軟件選型、人員培訓、應用推廣等問題，對CAD／CAM軟件選型的方法和步驟作了重點介紹，力求具有實用性、先進性、科學性。

關鍵詞:CADCAMCAX應用

[summary]:quickdevelopmentthatCAD/CAE/CAMtechniqueispushingthemanufacturingindustryfromtheproducttodesigntomaketechnocracyaseriesdeep,completely,havethereplacingofprofoundmeaning.CAtheDisnotonlyandonlyis"jiltthedrawingboard"alreadyandgraduallyknowforpeople.Thistextdiscussedthecalculatortolendsupporttothedeepoftechnique(CAX)toapplytheinsidesuchasthebusinessenterprisetoprogramfromthepracticalangle,andthesoftwarechoosethetype,personnelthetraining,applicationexpansionetc.theproblem,methodtowardsCAD/CAMsoftwarechosetypemadethepointintroductionwithstep,andtryhardfortohavethefunction,advanced,science.

Keywords:CADCAMCAXapplication

一．前言

隨著計算機技術的迅速普及，計算機的應用已滲透到人們生產、生活的各個領域，CAD--計算機輔助設計、CAPP--計算機輔助工藝過程管理、CAM--計算機輔助制造、CAQ--計算機輔助質量管理統稱為CAX即計算機輔助技術，已為廣大工程技術人員所熟悉，CAX的應用水平不僅是衡量企業產品開發、設計、制造能力和技術先進性的重要標志，更進一步影響著企業在激烈的市場競爭中的生存空間和發展潛力。

摘要:CAD/CAE/CAM技術的迅速發展正推動著制造業從產品設計制造到技術管理一系列深刻、全面、具有深遠意義的變革。CAD不僅僅是"甩圖板"已漸漸為人們所認識。本文從實用的角度討論了計算機輔助技術（CAX）深化應用中的諸如企業規劃，軟件選型、人員培訓、應用推廣等問題，對CAD／CAM軟件選型的方法和步驟作了重點介紹，力求具有實用性、先進性、科學性。

關鍵詞:CADCAMCAX應用

[summary]:quickdevelopmentthatCAD/CAE/CAMtechniqueispushingthemanufacturingindustryfromtheproducttodesigntomaketechnocracyaseriesdeep,completely,havethereplacingofprofoundmeaning.CAtheDisnotonlyandonlyis"jiltthedrawingboard"alreadyandgraduallyknowforpeople.Thistextdiscussedthecalculatortolendsupporttothedeepoftechnique(CAX)toapplytheinsidesuchasthebusinessenterprisetoprogramfromthepracticalangle,andthesoftwarechoosethetype,personnelthetraining,applicationexpansionetc.theproblem,methodtowardsCAD/CAMsoftwarechosetypemadethepointintroductionwithstep,andtryhardfortohavethefunction,advanced,science.

Keywords:CADCAMCAXapplication

一．前言

隨著計算機技術的迅速普及，計算機的應用已滲透到人們生產、生活的各個領域，CAD--計算機輔助設計、CAPP--計算機輔助工藝過程管理、CAM--計算機輔助制造、CAQ--計算機輔助質量管理統稱為CAX即計算機輔助技術，已為廣大工程技術人員所熟悉，CAX的應用水平不僅是衡量企業產品開發、設計、制造能力和技術先進性的重要標志，更進一步影響著企業在激烈的市場競爭中的生存空間和發展潛力。

一、概述

隨著計算機技術的迅速普及，計算機的應用已滲透到人們生產、生活的各個領域，CAD--計算機輔助設計、CAPP--計算機輔助工藝過程管理、CAM--計算機輔助制造、CAQ--計算機輔助質量管理統稱為CAX即計算機輔助技術，已為廣大工程技術人員所熟悉，CAX的應用水平不僅是衡量企業產品開發、設計、制造能力和技術先進性的重要標志，更進一步影響著企業在激烈的市場競爭中的生存空間和發展潛力。

對于許多企業和工程技術人員而言，CAX早已不是"舊時玉謝堂前燕",CG---計算機輔助繪圖的應用已深入人心，CG所實現的"甩圖板"固然是推動計算機輔助技術在工程技術開發領域應用所邁出的一步，但同時應當看到相對于真正意義上的產品CAD--CAD/CAE/CAM全面集成，AM--敏捷制造和CE---并行工程而言，無論在技術含量上，還是在預期經濟效益上這都只是第一步。因而，三維建模，智能化CAD以及PDMS---產品數據管理系統，乃至全系統集成等CAD的推進深入工作又站在一個全新的起跑線上，重新面臨著整體規劃、軟件選型、人員培訓、應用推廣等問題．

二、企業級"CAX"應用整體規劃

凡事預則立，不預則廢。CAX應用亦然。首要重點就是企業級的整體規劃，具體而言，包括時間、空間兩個方面。

在時間范疇上，企業CAX的應用、深化作為一項系統工程，決不能一哄而上、一蹴而就的，所以從實施之初就應當立足生產實際，結合企業發展大計，制定長期戰略，長計劃短安排，從CAD。CAM、PDM等系統的初步建立，逐步完善，到全面集成系統管理，步步為營，并依據各階段計劃落實情況和企業發展變化對計劃進行適當的修正。

1軌道交通車輛設計中的計算機輔助工程技術的概述

計算機輔助工程技術，即CAE技術的提出將產品當中的各個環節進行了有機的組織，將有關的信息集成并使其產生、存在于產品的整個生命周期當中，是一個包括了相關人員、經營管理、技術、信息流、物流等方面的有機集成與優化運行的復雜系統。軌道交通車輛設計的傳統設計理念是構思、繪制草圖、方案比較、設計計算、確定工程圖、加工制造并以實物樣機作為最終的結果，在這個過程當中耗費了大量的時間與成本，并且要想達到產品定型的生產階段通常需要經過多次的反復。CAE在三維實體建模的基礎上根據實際使用條件來對產品進行仿真與結構分析，根據性能需求來進行設計與綜合評判，有助于從多個設計方案當中選擇出最優的方案，實現產品從設計階段開始便能不斷地完善設計概念。目前城市軌道交通車輛設計當中常用的CAE軟件主要包括ANSYS軟件、ADAMS軟件等。其中，ANSYS是由美國ANSYS公司開發的可以同多數CAD軟件接口來實現數據共享與交換的軟件，其模塊主要包括：提供了強大實體建模與網格劃分工具的前處理模塊；包含了結構分析和流體動力學、聲場、電磁場等分析并且能夠模擬多種物理介質間相互作用的分析計算模塊；將計算結果以彩色等值線、矢量、立體切片等圖形方式顯示出來或用圖表、曲線形式來顯示與輸出計算結果的后處理模塊。ADAMS軟件是由美國MDI公司所開發的機械系統動力學仿真分析軟件，它使用交互式圖形環境、零件庫、約束庫和力庫來創建出完全參數化的機械系統幾何模型，可以用來預測機械系統的性能、碰撞檢測、運動范圍等，并且可以對有限元的輸入荷載進行計算。除此之外，還有I-DEASMasterSeries分析軟件、MRAC有限元分析軟件、ABAQUS非線性有限元分析軟件等。

2軌道交通車輛設計中計算機輔助工程技術的應用

1）車輛結構強度的設計。軌道交通車輛的結構強度是確保車輛可靠性、安全性的一個重要指標，應當在采用先進試驗方法鑒定車輛承載零部件強度的同時，借助先進的計算方法來實現車輛強度的理論分析。車輛結構強度的分析包括保障車體與轉向架及各個零部件結構安全的結構靜強度分析、確保運動車輛的動強度與動剛度的結構動強度分析、給預測構件疲勞壽命和結構輕量化設計提供重要條件的疲勞強度分析。例如可采用I-DEASMasterSeries分析軟件創建鉤舌模型來對鉤舌的靜強度做出有限元的分析計算。

2）車輛碰撞安全性的設計。車輛的碰撞過程當中伴隨著大變形，在對車輛碰撞的安全性進行分析時應當綜合考慮車輛材料以及其同自身、其他物體之間發生的接觸，這就使得車輛的耐撞性成為了一個高度非線性的問題。對于車輛大變形碰撞的研究方法包括實物試驗、理論研究、數值仿真。其中理論研究可以抓住問題的本質，給實物試驗、數值仿真與建模帶來方向性的建議與指導。由于列車的碰撞安全性試驗的耗資巨大且破壞性強，目前世界范圍內僅美國對實車碰撞試驗進行了開展，在這種背景下，利用CAE技術的計算機仿真給車輛碰撞的安全性分析提供了主要的研究方法。車輛碰撞的安全性分析主要包括對車輛碰撞過程當中的車體和轉向架等相關部件的變形、動態響應的有限元方法研究；對人體在不同的碰撞條件下的響應的研究，并有效地評估乘員在碰撞過程當中所受到的傷害；模擬車輛的碰撞全過程，并評價設計的安全性。

3）制動的設計。城市軌道交通車輛的制動系統主要包括氣制動系統、電制動系統這兩種，以電制動為主要制定控制原則并在制動力不足的情況下來補充氣制動。電制動系統分為電阻制動、再生制動，氣制動依據基礎制動元件的不同分成盤式制動、踏面制動。通常速度＜100km/h的車輛可采用踏面制動，而速度≥100km/h的車輛可選用盤式制動。在制動分析當中包含了基礎制動參數的優化、制動過程的動態仿真、制動粘著的分析、制動距離與時間的計算、制動閥的動態仿真等等。