浅析机械现代设计方法学

《浅析机械现代设计方法学》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、浅析机械现代设计方法摘要：现代设计方法种类繁多，是一门正在不断发展的新兴学科。现今科学技术的飞速发展,产品功能要求的F1益增多，复杂性增加，寿命期缩短，更新换代速度加快，对设计方法的提出了更高的要求。现代设计方法将在未来的工程设计中占据重要的地位。关键词：现代设计方法；含义；意义；类型；发展前景。一、现代设计方法的含义现代设计方法种类繁多，是一门正在不断发展的新兴学科。当今社会，信息技术的渗透到牛活的各个方面，也影响着设计技术的变革与发展，并为设计技术的发展提供了条件。在许多先进发达国家，近十年先进制造技术的应用与发展都与信息技术紧密相关，而且在实施先进制造技术的过程中，

2、不仅应用了许多现代设计技术，如优化设计、冇限元法，计算机辅助设计等，而且总结与提出了许多新的设计理论和技术，如模糊设计、可靠性设计、虚拟设计等等。鉴于上述分析与基本认识，现代设计技术可以定义为：以满足应市产品的质量、性能、时间、成本/价格综合效益最优为目的，以计算机辅助设计技术为主体，以知识为依托,以多种科学方法及技术为手段，研究、改进、创造产品活动过程所用到的技术群体的总称。二、研究现代设计方法的意义工程设计的历史与人类科技发展史同步。随着人类文明、科学技术的发展，工程设计这门古老的学科已逐渐演变为一门综合性的现代工程技术学科。工程设计的最终目的是创造满足用户需求的产品

3、，其范围儿乎涉及到人类活动的各个领域。从人们的衣、食、住、行所需要的生活资料、用品和工具，到各种工业机器、仪器、设备和装置，无不是人的创造与智慧的结品。这些科技成果可以看作是人各种器官的一种加强与延伸，用以辅助人们口益增长的物质与文化的需要，也是推动社会物质文明与精神文明的建设的重要因索。但是，所设计的产品能否满足预想的要求，满足的程度如何，即产品所达到的质罐、性能、价格/成木、寿命等综合指标如何，主要是由设计阶段决定的。据冇关资料介绍，设计阶段决定了产品制造成本的75%〜80%,而且也极大地影响着产品的运行、维修费用。因此，高度重视研究、发展现代设计技术，具有十分垂要的

4、意义。三、现代设计方法的类型科学技术的飞速发展，产品功能要求的口益增多，复杂性增加，寿命期缩短，更新换代速度加快。然而，产品的设计，尤其是机械产詁方案的设计手段，则显得力不从心，跟不上时代发展的需要。目前，计算机辅助产品的设计绘图、设计计算、加工制造、生产规划已得到了比较广泛和深入的研究，并初见成效，而产品开发初期方案的计算机辅助设计却远远不能满足设计的需要。根据冃前国内外设计学者进行机械产品方案设计所用方法的主要特征,可以将方案的现代设计方法概括为下述四大类型。1、结构模块化设计方法从规划产品的角度提出：定义设计任务吋以功能化的产品结构为基础，引用已有的产品解(如通川零

5、件部件等)描述设计任务，即分解任务时就考虑每个分任务是否存在对应的产品解，这样，能够在产品规划阶段就消除设计任务屮可能存在的才盾，早期预测牛产能力、费用，以及开发设计过程中计划的可调整性，由此捉高设计效率和设计的可靠性，同吋也降低新产品的成木。Feldman将描述设计任务的功能化产品结构分为四层：⑴产品一⑵功能组成一⑶主要功能组件一(4)功能元件。并采用面向应用的结构化特征1=1录，对功能元件进行更为具体的定性和定量描述。同时研制出适合于产品开发早期和设计初期使用的工具软件STRATo认为专用机械屮多数功能可以采用已有的产品解，而具有新型解的专用功能只是少数,因此，在专用

6、机械设计中采用功能化的产品结构，对于评价专用机械的设计、制造风险十分有利。提倡在产品功能分析的基础上，将产品分解成貝-有某种功能的一个或儿个模块化的基本结构，通过选择和组合这些模块化基本结构组建成不同的产品。这些基本结构可以是零件、部件，其至是一个系统。理想的模块化基木结构应该具有标准化的接口(联接和配合部)，并且是系列化、通用化、集成化、层次化、灵便化、经济化，具有互换性、相容性和相关性。我国结合软件构件技术和CAD技术，将变形设计少组合设计相结合，根据分级模块化原理,将加工中心机床由大到小分为产品级、部件级、组件级和元件级，并利用专家知识和CAD技术将它们纽合成不同品

7、利

8、、不同规格的功能模块，再由这些功能模块纽合成不同的加工小心总体方案。2、基于产品特征知识的设计方法基于产品特征知识设计方法的主要特点是JIJ计算机能够识别的语言描述产品的特征及其设计领域专家的知识和经验，建立相应的知识库及推理机，再利用已存储的领域知识和建立的推理机制实现计算机辅助产品的方案设计。机械系统的方案设计主要是依据产品所具有的特征，以及设计领域专家的知识和经验进行推量和决策，完成机构的型、数综合。欲实现这一•阶段的计算机辅助设计，必须研究知识的口动获取、表达、集成、协调、管理和使用。3、系统化设计方法系统化设计方