CAD包括各種利用計算機進行開發、分析或修改工程設計的行為。為在機械設計階段預知機械的某種性能，及時發現設計中存在的不合理處，利用計算機進行動態模擬無疑是一種好方法。通過對作業機械的這種模擬，可以確定機器與環境的關係，規劃機器的運動路徑，判斷機械作業的可行性，評定機器的作業性能，使設計人員在極短時間內獲得最佳設計方案。
2 二維作業性能模擬
根據用戶給定的原始數據，調用挖掘機參數化繪圖程序繪製挖掘機三維實體圖如圖1所示。然後調用VB程序繪製平面簡圖、包絡圖及挖掘圖並對工作裝置進行二維動態模擬，以檢查挖掘機的作業範圍、主要作業參數、挖掘力等，對設計方案予以初步的評價。
挖掘機三維實體圖
作業包絡圖 特殊工作位置
顯示出挖掘機的作業包絡圖，即挖掘機工作過程中斗齒尖的運動軌跡所描繪的挖掘機作業範圍，反映了挖掘機作業能力指標之一。根據不同結構尺寸參數的配合可以得到不同的包絡圖形狀及面積，以適應不同的作業要求。
顯示出挖掘機工作裝置處於各特殊工作位置的斗齒尖位置數據，其中位置對應著圖3中最大挖掘高度的位置。通過在圖3中點取不同的命令按扭就可在圖2中顯示出相應的工作位置，並同時在圖3中顯示與該位置相對應的斗齒尖位置參數值。
為斗桿挖掘方式下的斗桿挖掘力圖，由此顯示出當斗桿油缸作為驅動元件，而動臂油缸、鏟斗油缸均處於閉鎖狀態時的斗齒尖處所能發揮的挖掘力的變化情況，圖中每一條曲線對應著斗桿的一個工作循環。原圖是用不同的顏色表示作業循環過程中不同位置的挖掘力，如藍色示挖掘過程中的瞬時挖掘力；紅色示每個循環內能達到的最大挖掘力；青色和黃色分別表示每個循環內鬥齒尖的起點力和終點力。
斗桿挖掘圖 5 挖掘圖界面
鏟斗挖掘圖 挖掘圖界面
界面上給出了每個挖掘過程終了時的各挖掘參數值，包括斗桿每完成一個工作循環后所挖的總點數及每個循環內的鏟斗挖掘起點力、最大力、終點力和瞬時力等。7示出鏟斗挖掘方式下的挖掘模擬。由圖可見，作業循環內所有挖掘位置的外輪廓線形成了包絡圖。
3 三維作業性能檢測
將計算機生成的三維實體結構圖傳送到3Dmax中進行三維動態作業模擬，以檢查機器的作業範圍及機構干涉情況。顯示出挖掘機在挖掘、迴轉、卸載、託運及特殊作業時出現的作業姿態。
挖掘機三維動態作業模擬
4 結 論
根據用戶輸入的設計參數，由計算機生成可視二維、三維實體圖形，使設計者在機器未製造以前便可從各個視點觀察設計效果並進行結構優化及運動模擬、力學模擬，提高了設計的準確性、可靠性及標準化程度。
