设计人员培训先进设计技术讲座-郭卫

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1、现代设计法（讲座）第一节机械设计发展与现状一、机械设计发展史二、现代机械设计方法三、机械产品的设计过程四、我国机械设计现状一、机械设计发展史（一）按人类的设计的内容可分为三个阶段：1.直觉设计阶段凭直观感觉来设计制作工具和机械，往往带有一定的盲目性。2.经验设计阶段依靠个人的才能和经验，运用一些基本设计计算理论，借助类比、模拟和试凑等设计方法进行设计。3.理论设计阶段加强了设计基础理论、各种专业机械产品设计机理以及关键零部件的设计研究，使设计者能够充分利用数据、图表和手册等进行设计，减少了设计的盲目性，增加合理性。（二）按人类设计的时间可分为三个阶段：1.机械设计

2、起源和古代机械设计阶段。2.近代机械设计。3.现代设计阶段。1.机械设计起源和古代机械设计阶段从古代到17世纪为机械设计起源和古代机械设计阶段。我国近代的考古发现证明了一些传说和记载，表明我国在4000多年以前，就已经发明了车，船，农具和许多生活用具，我国古代在武器，纺织机械，农具，船舶等方面也有许多发明，到秦汉时期（公元前221至公元220年）我国机械设计和制造已经达到相当高的技术水平，在当时世界上处于领选地位，在世界机械工程史上占有十分重要的位置。2.近代机械设计阶段由17世纪至第二次世界大战结束为近代机械设计阶段。17世纪欧洲的航海，纺织，钟表等工业的兴

3、起，提出了许多技术部题。1644年英国组成了“哲学学院”，德国成立了实验研究会和柏林学会，1666年，法国，意大利也成立了研究机构。自此以后，建立了在古典力学基础上的近代机械设计的理论（也称常规机械设计理论）。并且材料力学，弹性力学，流体力学，机械力学，疲劳力学，疲劳强度理论，实验应力分析方法等都取得了大量成果，建立了机械设计的学科体系。1854年德国学者劳莱克斯发表了著作《机械制造中的设计学》把过去溶在力学中的机械设计学独立出来，建立了以力学和制造为基础的新科学体系，由此产生了“机构学”，“机械零件设计”等。在此基础上，在疲劳强度，接触应力，断裂力学，高温蠕变，

4、流体动力润滑，齿轮接触疲劳强度计算，弯曲疲劳强度计算，滚动轴承强度理论等方面都取得了大量的成果。新工艺，新材科的，新结构的不断涌现，机械设计的水平也取得了很大的发展。3.现代机械设计阶段第二次世界大战结束直到现在为现代设计阶段。第二次世界大战以后，作为机械设计理论基础的机械学继续以更加迅猛的速度发展，摩擦学，可靠性分析，机械优化设计，有限元计算，尤其是计算机在机械设计中迅速推广，使机械设计的速度和质量都有大幅的提高。二、现代机械设计方法由于设计方法学(Designmethodology)和创造方法学(Creationmethodology)的迅速发展，机械产品的

5、设计工作发生了质的变化，出现了一系列新兴学科分支，主要有：☞创新性设计☞模块化设计(Modulardesign)☞有限元法(Finiteelementmethod)☞系统化设计(Systematizationdesign)☞价值工程(Valueengineering)☞反求工程(Inverseengineering)☞优化设计(Optimaldesign)☞可靠性设计(Reliabilitydesign)☞机械动态设计(Dynamicdesign)☞工业设计☞并行设计(Concurrentdesign)☞绿色设计☞产品可信性设计(1)现代设计方法，主要包括：(2)

6、产品可信性设计，产品的可信性是产品质量的重要内涵，是产品的可用性、可靠性和维修保障性的综合。产品可信性设计主要包括：☞可靠性设计☞安全性设计☞动态分析与设计☞防断裂设计☞防疲劳设计☞防腐蚀设计☞耐环境设计☞测试性设计☞健壮设计☞人机工程设计☞维修性设计☞维修保障设计三、机械产品的设计过程概念设计总体方案结构设计工艺设计改进设计调研与规划方案设计详细设计制造试验改进四、我国机械设计现状我国在现代机械设计方面起步较晚，中国机械工程学会于1983年5月才召开了“第一次机械设计方法学讨论会”，但经过多年的努力，我国在现代设计方法的研究方面已经取得了可喜的成绩。但是，我国的

7、机械设计还是相当的落后的，具体表现为：（1）对客观设计过程研究，了解不够。尚未很好地掌握设计中的客观规律。（2）当前设计的优劣主要取缺于设计者的经验。（3）设计生产效率低。（4）设计进度与质量不能很好控制。（5）设计手段与方法有等改进。（6）尚未形成能为大家接受的，能有效指导设计实践，较为系统的设计理论。创新性设计是运用创造性思维，采用新的技术手段、技术原理和非常规的方法，从满足市场或用户需求出发，实现以下目标的设计：设计开发出具有新颖性、创造性和实用性的新产品；从挖掘产品功能出发，赋予老产品以新的功能、新的用途；从成本设计理念出发，采用新材料、新方法、新技术，降

8、低产品成本