武科大现代设计方法1-2章

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1、现代设计方法教材:《现代设计方法》,钟志华,武汉理工大学出版社参考书:《现代设计理论与方法》，张鄂，科学出版社《现代机械设计方法》,藏勇,冶金工业出版社上机指导书:自编成绩：期末成绩70%+平时30%第一章绪论设计及其内涵设计发展的基本阶段现代设计与传统设计现代设计理论和方法现代产品的设计类型及进程1.1设计与设计过程设计的概念：广义的概念是指对发展过程的安排，包括发展的方向、程序、细节及达到的目标。狭义的概念是指将客观需求转化为满足该需求的技术系统(或技术过程)的活动。(机、电产品设计)设计含义的一些典型提法及其本质：是一种创造性活动，核心是

2、创造性，没有创新，就不叫设计；是一种优化过程，在给定条件下针对目标谋求最优解的过程；设计是把各种先进技术转化为生产力的一种手段，它反映当时生产力的水平，是先进生产力的代表；设计是一种技术性、经济性、社会性、艺术性的综合产物；设计是为满足需求而进行的一种创造性思维活动的实践过程；设计是通过分析、创造与综合，创造性地建立满足特定功能要求的技术系统的活动过程。设计过程从本质上说就是创造性的思维与活动过程，是将创新构思转化为有竞争力的产品的过程。设计活动都具有如下特征:1)需求性特征(设计源于需求，没有需求就没有设计；科学研究和工程设计的最大区别)2)

3、创造性特征3)程序特征(设计活动的过程性，从明确设计任务到编制技术文件所进行的整个设计工作流程：产品规划、原理方案设计、技术设计、施工设计)4)时代特征(设计活动受时代的物质条件、技术水平的限制，如设计方法、设计手段、材料、制造工艺…)1.2设计方法的发展从人类生产的进步过程来看，设计发展分为直觉设计、经验设计、半理论半经验设计、现代设计四个阶段。1.直觉设计阶段从自然现象中直接得到启示，或全凭人的直观感觉设计制作工具，设计者多为经验丰富的手工艺人，设计方案存在于手工艺人头脑之中，无法记录表达，手工艺人间没有信息交流，设计与制造无法分开。17世

4、纪前基本属于这一阶段，设计过程是凭当事人的智力和灵感，是一种具有很大偶然性的自发设计。2.经验设计阶段产品逐渐复杂、需求增大，促使手工艺人联合协作，逐渐出现了图纸，开始利用图纸进行设计。一部分经验丰富的人将自己的经验或构思用图纸表达出来，根据图纸组织生产。17世纪初，数学与力学结合后，开始运用经验公式来解决设计中的一些问题，并开始按图纸进行制造，如早在1670年就已经出现了有关大海船的图纸。3.半理论半经验设计阶段(中间试验设计阶段)—传统设计阶段20世纪初，对产品采用局部试验、模拟试验等作为设计辅助手段。通过中间试验取得较可靠的数据，选择较合

5、适的结构，从而缩短了试制周期，提高了设计可靠性。加强设计基础理论和专业产品设计机理的研究，如材料应力应变、摩擦磨损理论，零件失效与寿命，为设计提供了大量信息，如设计数据图表(图册)和设计手册等；加强关键零件的设计研究，特别是加强了关键零部件的模拟试验，提高了设计速度和成功率；加强了“三化”，即零件标推化、部件通用化、产品系列化的研究，后来又提出设计组合化。4.现代设计阶段设计工作所需理论基础和手段有了很大进步，特别是计算机技术的发展及应用，使设计工作产生了革命性的突变，为设计工作提供了实现设计自动化的条件。如CAD技术、CAD/CAM技术、CA

6、PP…现代设计阶段产品设计不仅考虑产品本身，还要考虑对系统和环境的影响；不仅要考虑技术领域，还要考虑经济、社会效益；不仅考虑当前，还需考虑长远发展。如汽车设计。现代设计阶段要求在设计工作中把自然科学、社会科学、人类工程学，以及各种艺术、实际经验和聪明才智融合在一起，用于设计中。传统的设计方法和现代设计方法的比较：传统设计方法：静态分析、近似计算、经验设计、手工劳动为特征的设计方法；现代设计方法：动态的，精确的，优化设计、CAD为特征的设计方法。与传统设计方法相比，现代设计方法完成了几个方面的转变：1)产品结构分析的定量化；2)产品工况分析的动态

7、化；3)产品质量分析的可靠化；4)产品设计结果的最优化；5)产品设计过程的高效化和自动化1.3现代设计理论和方法的主要内容和特点现代设计理论与方法是以研究产品设计为对象的科学，以计算机为手段，运用工程设计的新理论和新方法，使计算结果最优化，设计高效化和自动化。现代设计理论和方法的内容众多而丰富，由既相对独立又有机联系的“十一论”方法学构成：1)信息论方法学(信号处理是现代设计的依据)2)功能论方法学(功能实现是现代设计的宗旨)3)系统论方法学(系统分析是现代设计的前提)4)突变论方法学(突变创造是现代设计的基石)5)智能论方法学(智能运用是现代

8、设计的核心)6)优化论方法学(广义优化是现代设计的目标)7)对应论方法学(相似模拟是现代设计的捷径)8)控制论方法学(动态分析是现代设计的深化)9)离