[精品]先进制造技术作业.doc

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1、浅谈现代设计技术摘耍：综述现代设计技术与传统设计技术的关系以及现代设计技术的特点及发展趋势。以及现代设计技术与机械设计技术相结合所产生的一些新手段、新方法、新技术。关键词：现代设计技术传统设计现状发展趋势特点机械设计一.现代设计技术与传统设计技术的关系传统设计技术H前己经远远不能满足产品的功能和市场需求。血现代设计技术是以电子计算机为手段，以网络为基础，设计过程高效化和口动化的设计技术。它是传统设计技术的延伸与发展，是现代科学技术综合应用于设计领域的产物。它使传统设计技术发生了质的飞跃。下面主要从以下五个方面进行讨论。(1)产品结构分析的定量化传统设计技术

2、对复杂结构的零部件或整机只能进行定性或类比的估算，而现代设计技术则引入了有限兀及边界兀方法，可实现对任何产品结构的定量化分析。(2)产品工况分析的动态化传统设计技术对产品的工作状况仅限于静态的计算和动态的估算。而现代设计技术屮的动态设计方法可以同时利用理论和测试数据建造与实际工况相符的数学模型，通过计算机进行分析计算，预测出产品的动态性能和改进效果。(3)产品质量分析的可靠性化传统设计技术屮采用的安全系数法仅仅依靠经验，不能定量给出产品质量的可靠性预测。而现代设计技术屮的可靠性设计法把则零部件或整机的各种具有离散性的性能参数均视为随机变量，基于概率论建造模

3、型并进行分析计算，从而定量的做出产殆质量的可靠性预测。(4)产品设计结果的最优化传统设计技术通过经验公式、近似系数或类比等方法进行设计、校核比较依赖设计者的经验和主观判断。而现代设计技术屮的优化设计法是根据产品的设计H标和性能要求构造数学模型，应用数学规划理论和数值计算方法，通过计算机求得最优化结果。(5)产品设计过程的高效化和自动化传统设计技术在设计过程屮重复性高，而设计方案却不一定最优。而现代设计技术在整个设计过程屮均是“教会计算机，让计算机去完成。”从而实现了设计过程的高效化和自动化，并且为实现制造的自动化做好准备。现代设计技术的特点从现代设计与传统

4、设计技术的比较可见，现代设计技术有如下特点。(1)系统性现代设计技术强调用系统的观点处理设计问题，从整体上把握设计对象。考虑对象与外界的关系。(2)动态性不仅要考虑产品的静态特征，还要考虑产品在实际工作状态下的动态特征。考虑产品与周囤环境的物质、信息及能量的交换。(3)创造性现代设计技术建立在先进的设计理论及设计工具基础上，能充分发挥设计者的创造性思维能力和集体智慧，运用各种创造方法和手段，开发出具有创新性的产品。(4)精确化现代设计技术可以采用概率设计(可靠性设计)描述载荷应力，环境条件等随机因素的分布规律，通过有限元法，动态分析等分析工具和建模手段准确

5、模拟系统的真实情况，从而得到比较符合实际工况的真实提高了设计的精确化程度。(5)计算机化计算机辅助设计技术特别是工程数据库和网络技术的广泛应用加速了设计进程提高了设计效率和质量。方便了设计、管理、制造、营销等部门及协作企业之间的信息交流。也加速了实现CTMS和全球化制造的进程。(6)自动化、虚拟化、并行化、最优化1自动化设计自动化的实现主要依托CAD技术的发展与成熟，同吋设计口动化也取决于设计与制造过程的集成化。一体化技术的发展与成熟，及多媒体技术的广泛应用。如面向制造的设计，面向装配的设计，概念设计等。2虚拟化设计手段虚拟化(或拟实化)是以虚拟现实的系统

6、软件在计算上实现仿真，实现虚拟现实的三维建模，使设计者能在虚拟的设计环境下看到设计内容。从而实现设计可视化，快速显示设计内容，柔性而方使的修改设计。同吋由于虚拟制造技术以及快速成形技术的出现使设计者在零件被制造之前就看到了它加工后的形状并感觉到它。这些虚拟技术与手段的运用大大提高了设计效果与质量。_3并行化并行设计有时乂称为并行丁程(Concurrentengineering)这是一，种综合T程设计、制造、管理、经营的哲理、指导思想、方法和工作模式。这项技术是提高我国企业水平、参与全球化竞争的一个重要发展方向。4全过程的优化设计现代设计技术屮的一般性优化设

7、计方法及其应用己FI趋成熟。普通的连续变量优化设计、混合离散变量优化设计己发展到随机变量优化设计。单H标优化设计已发展到多H标优化设计。仅将优化设计的范围局限于优化方法及其应用程序的编制上已不能适应工程技术发展的需要。基于优化设计和制造的分级分解优化也是H前重要的研究内容。上述优化方向的实现必然涉及到人工智能、信息技术控制技术等多种方法、多种技术、多个软件系统的综合运用。(7)多种设计试验技术的综合运用为了有效的验证设计H标是否达到和检验设计过程、制造过程的技术措施全面把握产詁的质量信息，做到万无一失。在设计全过程屮对产站进行必要的针对性的试验是不可忽视和

8、超越的。现代设计试验技术的概念与范围已发生了变化与延仲。人们不仅需