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1、第2章先进设计技术12332.1先进设计技术概论2.2计算机辅助设计技术2.3计算机辅助工艺规程设计返回第2章先进设计技术452.4逆向工程技术2.5绿色设计返回2.1先进设计技术概论2.1.1先进设计技术的特征及内涵1.先进设计的特征先进设计是传统设计的深入、丰富和完善,具有以下特征。(1)以计算机技术为核心以计算机技术为核心是先进设计的主要特征。计算机技术的飞速发展对设计产生了巨大影响,表现为以下几方面:1)设计手段的更新计算机技术推动了设计手段从“手工”向“自动”的转变。传统设计以图板、直尺、铅笔等为工具,其效率低、人工强度大。计算机辅助设计(CAD)技术的出现和发展,使甩
2、掉图板的“无纸设计”作为先进设计的主流,显著提高了设计效率。下一页返回2.1先进设计技术概论2)产品表示的改变计算机技术推动了产品表示从“二维”向“三维”的转变。传统设计利用投影原理表示产品结构,这种二维表示的数据单一,数据量少,不便于产品的进一步分析和制造。随着计算机辅助设计(CAD)技术的发展,三维“产品模型(ProductModel)”越来越得到广泛应用,这种表示不仅包括反映产品形状和尺寸的几何信息,还可包括分析、加工、材料、特性等数据,从而可直接用于分析和制造。3)设计方法的发展4)工作方式的变化5)设计与制造一体化6)管理水平的提高7)组织模式的开放上一页下一页返回2.
3、1先进设计技术概论(2)以设计理论为指导受科学技术发展水平的限制,传统设计是以生产经验为基础,以运用力学和数学形成的计算公式、经验公式、图表、手册等作为依据进行的。随着理论研究的深入,许多工程现象不断升华并被总结为揭示事物内在规律和本质的理论,如摩擦学理论、模态分析理论、可靠性理论、疲劳理论、润滑理论等。先进设计方法是基于理论形成的方法,利用这种方法指导设计可减小经验设计的盲目性和随意性,可以提高设计的主动性、科学性和准确性。因此,先进设计是一种以理论指导为主、经验为辅的设计。2.先进设计的内涵上一页下一页返回2.1先进设计技术概论通过对先进设计特征的分析,可以认为:先进设计就是
4、以满足市场产品的质量、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,进行研究、改进、创造产品活动过程所用到的技术群体的总称。其内涵就是以市场需求为驱动,以知识获取为中心,以先进设计思想、方法为指导,以先进技术手段为工具,以产品全生命周期为对象的人、机、环境相容的设计理念。2.1.2先进设计技术的体系结构先进设计技术的分支学科有很多,其基本体系结构及其与相关学科的关系如图2.1所示。1.基础技术基础技术是指传统的设计理论与方法,特别是运动学、静力学与动力学、材料力学、结构力学、热力学、电磁学和工程数学的基本原理与方法
5、等。上一页下一页返回2.1先进设计技术概论它不仅为先进设计技术提供了坚实的理论基础,也是先进设计技术发展的源泉。先进设计技术也可以说是在传统设计技术的基础上,以新的形式和更丰富的内涵来表现传统设计技术中的优秀内核与精华的技术。2.主体技术先进设计技术的诞生与发展和计算机技术的发展息息相关、相辅相成。可以毫不夸张地说,没有计算机科学与计算机辅助技术[如计算机辅助设计(CAD)、智能CAD(IntelligentCAD———ICAD)、优化设计、有限元分析程序、模拟仿真、虚拟设计和工程数据库等],便没有先进设计技术;另一方面,没有其他先进设计技术的多种理论与方法,计算机技术的应用也会
6、大大受到限制,因为运用优化设计、可靠性设计、模糊设计等理论构造的数学模型来编制计算机应用程序,可以更广泛、更深入地模拟人的推理与思维,从而提高计算机的“智力”。上一页下一页返回2.1先进设计技术概论计算机辅助设计技术正是以它对数值计算与对信息和知识的独特处理能力而成为先进设计技术群体的主干技术的。3.支撑技术无论是对设计对象的描述,还是对设计信息的处理、加工、推理与映射及验证,都离不开设计方法学、产品的可信性设计技术及设计试验技术所提供的多种理论、方法及手段的支撑。设计方法学、可信性设计技术及试验设计技术所包含的种种内容,即为先进设计技术群体的支撑技术。4.应用技术上一页下一页返
7、回2.1先进设计技术概论应用技术是针对实用目的来解决各类具体产品设计领域中问题的技术,如机床、汽车、工程机械及精密机械的先进设计内容,其可以看作是先进设计技术派生出来的丰富多彩的具体技术。先进设计技术在各类产品设计领域的广泛应用,促进了产品质量与性能的提高。5.相关学科与技术先进设计技术已扩展到产品规划、制造、营销、运行、回收等各个方面,除了必要的传统设计理论与方法等基础知识外,相关的学科与技术,尤其是制造工艺、自动化技术、系统管理技术、材料科学、文化社会科学、市场营销学等也是十
