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1、机械设计及其自动化专业前沿课程报告摘要：本课程主要讲述机械设计技术的发展现状与趋势，其中涉及到机械发展概述，现代机械设计技术，计算机辅助设计技术，CAE技术的应用和发展趋势，创造方法发展概述以及TRIZ创新理论简介。关键词：机械设计，专业前沿，发展趋势，机械设计技术，CAD应用引言作为一名大学生，我们接触了不少机械设计方法和理论较，但是大部分的深度还是不够的。我自认为学到的知识在整个机械行业里面还是比较的浅显的。关于机械设计理论与方法，我们所上的课和一些书籍上断然是不可能讲的非常细致、清楚，于是我查找了相关资料文献，大致
2、的了解了机械设计理论与方法的发展历程、研究现状和未来趋势，对机械行业也有了更深的认识，在这篇文章里有比较系统的阐述。并查阅相关资料对CAD应用进行了阐述。机械设计发展概述机械设计的形成大致有4个阶段。第一阶段，摇篮期（设计公式进行的经典设计阶段），从工业革命开始到第二次世界大战年以前的漫长时期。第二阶段，成长期（以经验为主的实验设计），第二次世界大战中和战后(1940一1960年)。是机械工业在数量方面扩大生产的时代，主要在美国。这一阶段的机械设计，主要是通过实机或模型试验获得基本数据，然后以此进行设计。第三阶段，发展期
3、（以静态解析为主的理论设计），这个阶段(1960-1980年)是机械设计由实验设计转入理论设计的发展阶段。第四阶段，成熟期（以动态解析为主的理论设计），进入20世纪80年代，由于机械生产日益向高速、高效、精密、轻量化和自动化的方向发展,产品结构日趋复杂，对机械的工作性能也要求越来越高。改革开放以来,我国的机械设计有了大的发展。今天，机械设计学已成为研究机械产品设计理论、设计方法和设计技术的一门学科。随着以微电子技术为代表的新技术革命浪潮，推动机械科学向新的境界发展，有如给它注入新的血液、新的动力。应用CAD技术的现代机械
4、设计通过查阅文献资料，我了解到了很多机械设计理论与方法在我们都很熟悉的机械装备或产品上的具体应用，其中我最感兴趣的是CAD技术在现代机械设计方法中的应用。以下我将介绍一下这个技术。CAD(ComputerAidedDesign)是计算机辅助设计的英文缩写，是利用计算机强大的图形处理能力和数值计算能力，辅助工程技术人员进行工程或产品的设计与分析，达到理想的目的，并取得创新成果的一种技术。自1950年计算机辅助设计（CAD）技术诞生以来，已广泛地应用于机械、电子、建筑、化工、航空航天以及能源交通等领域，产品的设计效率飞速地提
5、高。CAD技术在机械设计中的应用：（1）零件与装配图的实体生成。零件的实体建模，CAD的三维建模方法有三种,即线框模型、表面模型和实体模型。对简单的零件,可通过对其进行结构分析,将其分解成若干基本体,对基本体进行三维实体造型,之后再对其进行交、并、差等布尔运算,便可得出零件的三维实体模型。对于有些复杂的零件,可在二维几何元素构造中先定义零件的截面轮廓,然后在三维实体造型中通过拉伸或旋转得到新的“基本体”,进而通过交、并、差等得到所需要零件的三维实体造型。然后利用机器运动分析过程中的资料,在运动的某一位置,按各零件所在的坐
6、标进行“装配”,这一过程可用CAD软件的三维编辑功能实现。（2）模具CAD/CAM的集成制造。模具CAD/CAM技术、模具激光快速成型技术(RPM)等,几乎覆盖了整个现代制造技术。一个完整的CAD/CAM软件系统是由多个功能模块组成的。如三维绘图、图形编辑、曲面造型、仿真模拟、数控加工、有限元分析、动态显示等。这些模块应以工程数据库为基础,进行统一管理,而实体造型是工程数据的主要来源之一。（3）机械CAE软件的应用。机械CAE系统的主要功能是:工程数值分析、结构优化设计、强度设计评价与寿命预估、动力学/运动学仿真等。CA
7、D技术在解决造型问题后,才能由CAE解决设计的合理性、强度、刚度、寿命、材料、结构合理性、运动特性、干涉、碰撞问题和动态特性等。CAD前沿技术与发展趋势：（1）图形交互技术。CAD软件是产品创新的工具,务求易学好用,得心应手。一个友好的、智能化的工作环境可以开拓设计师的思路，解放大脑，让他把精力集中到创造性的工作中。因此,智能化图标菜单、“拖放式”造型、动态导航器等一系列人性化的功能，为设计师提供了方便。此外，笔输入法草图识别、语言识别和特征手势建模等新技术也正在研究之中。（2）智能CAD技术。CAD/CAM系统应用逐步
8、深入,逐渐提出智能化需求.设计是一个含有高度智能的人类创造性活动。智能CAD/CAM是发展的必然方向。智能设计在运用知识化、信息化的基础上，建立基于知识的设计仓库,及时准确地向设计师提供产品开发所需的知识和帮助,智能地支持设计人员，同时捕获和理解设计人员意图、自动检测失误，回答问题、提出建议方案等。（3）虚拟现实技术
