浅析计算机技术在机械工程中的重要性

【摘要】本文介绍了在机械工程计算中

CAD、CAE、CAM 及仿真技术的应用，利用计算

机技术，提出一些具有针对性的优化方案，为机械工程设计的改进提供了方向，并且有效
地缩减了机械工程等关键部位的的开发周期与制造成本，大大提升了设计的质量。

 

　　【关键词】仿真技术；计算机技术；机械工程

 

　　【

 abstract 】 this paper introduces in mechanical engineering calculation of CAD, CAE, CAM 

and  the  application  of  simulation  technology,  using  the  computer  technology,  and  puts  forward 
some  corresponding  optimization  scheme  has,  for  mechanical  engineering  design  improvement 
provides direction, and effectively reduces the mechanical engineering, and other key parts of the 
development cycle and manufacturing cost, greatly improved the quality of the design. 
　　【

 keywords 】 simulation technology; Computer technology; Mechanical engineering 

　　一、、机械工程计算中

CAD 技术的应用

CAD，即计算机辅助设计系统是指在计算机硬件和软件的支撑下，通过对机械工程产

品进行描述、造型、系统分析、优化、仿真和图形化处理的研究与应用，使计算机辅助工程技
术人员完成产品全部设计过程的一种现代设计技术。

CAD 中设计者与计算机密切合作，在

决定设计策略、信息处理、修改设计以及分析计算方面充分发挥着各自不同的专长。利用计算
机存储信息、检索、分析计算、图形与文字处理以及其他重复的验算工作。

当前

CAD 系统的硬件环境主要是工程工作站及个人计算机。工作站是具有高速的科学

计算、丰富的图形处理及灵活的窗口与网络管理功能的交互式计算机系统，它一般具有

32

位或

64 位字长的中央处理器(CPU)，广泛采用精简指令(RISC)，超标量、超流水线及超长指

令技术，具有

Unix 操作系统和 X 窗口管理系统，在一个分布式的网络环境下运行。在机械

工程计算中利用

CAD 技术进行二维绘图、图形及符号库、参数化设计、三维造型等，通过

CAD 进行二维绘图以及三维造型，在许多具有实体建模功能的 CAD 软件中，都有一些基
本体系，例如在

CAD 的三维实体造型模块中，系统提供了六种基本体系，然后再经过结构

分析，分解成若干个基本体并最终进行三维实体造型。

2、机械工程计算中 CAE 技术的应用
CAE，即计算机辅助工程作为一种综合应用计算力学、计算数学、信息科学等相关的综

合工程技术机械工程计算中

CAE 技术的应用是指使用有限元软件对机械结构进行分析，强

度应力、刚度应变和变形、动态特性固有频率、振动模态、热态特性温度场、热变形。在

CAE 分

析的一般流程及其技术应用特带你的基础上，研究几何模型的建立、有限元模型的建立包括
网络划分、整机系统的分解与合成、边界及载荷处理等、求解、结果数据分析等系统

CAE 的应

用技术。

计算机辅助工程的特点是以机械工程和科学问题为背景，建立甲酸模型并进行计算机

仿真分析。一方面，在机械工程计算中

CAE 技术的应用，使以往许多由于受条件限制无法

分析的复杂问题，通过计算机模拟得到满意的解答；另一方面，计算机辅助分析使大量的
复杂的机械工程计算分析简单化，使复杂的过程层次化，节省了大量的时间，避免了低水
平重复的工作，是工程分析更快、更准确。在产品的设计、分析、新产品的开发等方面发挥了
重要的作用，同时

CAE 这一新兴的数值模拟分析技术在机械工程计算中的应用越来越广泛 ，

技术的发展又推动了许多相关的基础学科和应用科学的进步。在机械产品开发中由概念设计、
初步设计、详细设计到试验，再修正设计，再试验，知道满足产品要求，

CAE 仿真分析技

术的引入，最大限度的较少或者缩短了材料的浪费以及耗时环节。一个多参数的工艺或者制
造过程的仿真模拟、力能计算和参数优化中，也可以得到对象局部、相互关系和全域的结果。