先进制造技术第2版教学课件作者王隆太第2章节课件

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1、第2章现代设计技术重点提示：--论述现代设计技术内涵特征及体系结构--介绍最常用现代设计方法：.计算机辅助设计.优化设计.可靠性设计.价值工程.反求工程.绿色设计2.1.1现代设计技术内涵2.1.2现代设计技术特点2.1.3现代设计技术体系结构2.1概述1、现代设计技术内涵对传统设计技术的继承和发展，多专业和多学科交叉的综合性技术。静态、经验、被动、手工、单一解决设计过程中具体设计问题的各种方法和手段设计技术传统设计技术现代设计技术产品规划方案设计技术设计施工设计综合评价决策分析…可靠性设计优化设计模块化设计逻辑维方法维时间维现代设计技术的三维

2、系统框架现代设计技术可看成一个三维技术集成系统：1）时间维反映设计过程在时间上的顺序性。--产品规划产品设计活动起点，包括需求分析、市场预测、可行性分析、确定总体参数、制定约束条件和设计要求等设计任务。--方案设计是整个产品设计的关键，方案设计阶段投入的费用往往只占总成本的1%，却决定了产品总成本70%的性能特征。--技术设计将产品功能原理化为具体机械结构，决定产品最终形态和性能。--施工设计指零部件和产品工程图绘制以及工艺文件和说明书编写。2）逻辑维设计过程中解决问题的逻辑步骤。--分析明确设计任务，是解决设计问题的前提；--综合是探求解决方

3、案的创新过程，可采用抽象、发散、逆向等思维方法寻求尽可能多的方案解；--评价对多种方案进行比较和评定，对方案不断进行调整和改进，直到较满意的结果；--决策在综合和评价基础上选择综合指标最佳设计方案。3）方法维设计过程所采用的各种先进设计理论、方法和工具。1）系统性强调用系统的观点处理设计问题，从整体上把握设计对象。2）动态性考虑产品动态特征及与周围环境的物质、能量及信息的交互。3）创造性发挥设计者创造思维和集体智慧，运用先进设计方法和手段，开发出具有创新性的产品。4）计算机化应用计算机快捷的数值计算功能、严密的逻辑推理能力和巨大的信息存储及处理

4、能力，弥补了人不足。5）并行化、最优化、虚拟化和自动化--并行化在产品设计阶段综合考虑产品全生命周期中的所有因素。--最优化对产品进行方案优选、结构优选和参数优选，实现系统整体性能最优化。--虚拟化利用虚拟现实技术，在虚拟环境下评估产品性能。--自动化应用CAD/CAM等工具，完成建模、分析、测试、评价任务。6）主动性对产品全生命周期各种性能作出准确预测，及早发现产品潜在缺陷，将设计失误减少到最低程度。2、现代设计技术特征3、现代设计技术体系结构1）基础技术是指传统设计理论与方法，包括运动学、静力学、动力学、材料力学、热力学、电磁学、工程数学等

5、。2）主体技术即计算机辅助设计技术，没有CAD、有限元分析、优化设计、模拟仿真、虚拟设计和工程数据库等计算机辅助技术，就没有现代设计。3）支撑技术为设计过程的信息处理、加工、推理与验证提供支撑。--现代设计方法学：包括系统设计、功能设计、模块化设计、价值工程、反求工程、绿色设计、模糊设计等；--可信性设计：包括可靠性设计、安全性设计、动态设计、疲劳设计、耐腐蚀设计、耐环境设计等；--设计试验技术：包括性能试验、可靠性试验、仿真试验和虚拟试验等。4）应用技术是解决具体产品设计领域的技术和方法，如汽车、飞机、船舶、机床、工程机械、精密机械、模具等专

6、业产品设计的知识和技术。5）其它相关技术包括政治、经济、法律、人文科学、艺术科学等。现代设计技术的体系结构2.2计算机辅助设计技术2.2.1计算机辅助设计内涵与发展2.2.2计算机辅助设计的关键技术2.2.3计算机辅助设计的研究热点1、计算机辅助设计内涵与发展1）CAD技术内涵CAD：以计算机为工具，处理产品设计过程的图像和数据信息，辅助完成产品设计的过程。CAD技术内容：--几何建模：在计算机内建立设计对象的三维数字模型；--图形图像处理：产品三维图像渲染、二维/三维图形生成；--设计分析：进行结构、运动学、动力学、热力学仿真分析，进行产品性

7、能优化和可靠性设计。CAD技术核心：产品几何模型建立（几何造型）。2）CAD技术特征--强调设计过程的计算机支持充分利用计算机信息存储、逻辑推理、长时间重复工作、快速精确计算、方便快捷修改编辑等能力和特长，极大提高了设计效率和设计质量。--强调人的主导和控制作用计算机仅作为一种辅助设计工具，现在和将来都不会完全取代人的主导和控制作用。--没必要从事设计的所有环节目前CAD主要辅助完成产品技术设计或详细设计工作，产品功能设计和概念设计通常还是由人来完成。3）CAD技术优越性--提高设计效率，缩短开发周期由于计算机高速计算能力、快速检索数据能力及自

8、动绘制工程图样能力，使设计效率大大提高。--提升了设计质量自动检索设计数据；充分发挥人和计算机各自特长；优化设计工具使设计结构和工艺参数更为合理。--