现代设计技术与方法的产生与发展

《现代设计技术与方法的产生与发展》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、维普资讯http://www.cqvip.com茅l7巷第1O期石油机锨Vo1．17，N0．101989年l0月CPM0ct．1989现代设计技术和方法的产生与发展江汉石油学院符达良主题词：现代设计技术和方法产生与发展一、设计技术和方法发展的各个阶段设计工作本身与科学技术的发展有着密田的关系，按照不同的历史时期，设计技术和方法的发展大致可分为四个阶段：I．直觉设计阶段这一阶段大致可归结于l8世纪工业革命前这一漫长的历史时期，那时人们从自然现象中得到启发，根据直觉的需要来设计制作工具，并用米发晨生产以满足社会的需求。人们对设计制作的技术与方法只知其然，不知其所以然，我们把这一阶段称之为直

2、觉设计阶段。2．经验设计阶段17世纪后期，由于力学和机械学的产生，为设计方法的改进提供了理论基础，人们开始用数学和力学来解决垫塑结塑=c殳计中的一些问题，如零件材料的应力和强度计算、机器的载荷安全系数计算以及机器的功率和一些最基本的特性汁算等。人们一般把1g45年以前这一段时期称为经验设计阶段，即在这一时期内，机电产品的设计的特点是以生产技术经验数据为基础，运用力学和数学而形成的经验公式图表、手册、规范并借助类比、试凑和模拟等基卒设计方法来进行的，所设计的零部件安全裕度一般都较大，直到本世纪初才开始出现用设计图纸来代替试凑法。在经验设计阶段，只对原型样机进行试验，进行整机结构系统的分析

3、研究。这样只能研究整机的综合性能，对零部件性能掌握甚少，一个产品的开发往往需要经过设计一试制一试验～修改多次的反复，才能定型生产，投入商品市场，首次设计资料和图纸的可利用率不到5O此外，所使用的测试设备和议器、仪表等，通用者多，专用者甚步，试验水平不高，对产品在临界瞬时和动态下的性能研究也就不够充分。因止b，新产的试制周期长，寿命和质量的水平较低，材料的消耗量也较大。一般来说，经验设计只能满足基本功能的要求，产品完善的周期长，而且在性能、可靠性和成本诸方面都有较大的局限性。应该看到，我们国内仍有不少企业的产品设计停留在这一阶段。3．丰理论半经验2计阶段这一时期大约自1915至1(j65

4、年，有把l965年以前的nt期藐际为传统(经验)或常规设计阶段。率世纪40年代巾期以米，由于利学技术的E违进少，测试手段和方法的提高，从而加强了对产品的科学试验和技术分析，尤其日5o年代起，电子模拟计算机开始应用于产品设计，进一步提高了产品的'匮计速度水平和质量，也弥补丁原型机试验欠缺之处。这一阶段维普资讯http://www.cqvip.com44石油机第17誊设计技术和方法进展的特点是：(1)在完善产品整体试验的同时，加强了关键零部件滴试验、研究与分析。模拟技术，物理模型开始应用于产品设计。许多工厂增设了各种专用试验台架，从各个铡面对产品的性能和结构进行冽试。如飞机设计采用风洞试验

5、，船舶和石泣钻井平台采用模型风浪试验。很多企业还增建了物理、化学、强度、材料应用、新工艺研究等试验室。这样，在新产品设计前，就可进行应力应变、弹性疲劳、振动等重要的基础试验工作，较大幅度地提高了产品设计的速度和成功率，首次设计资辩和图纸的可利用率提高到7％。(2)重视设计基础理论、技术和方法、各专业产品设计原理的研究，以及近代物理数学分析方法的应用。如摩擦磨损理论、零件的可靠性与失效的研究、结构强度的理论分析、机床设计原理、石油钻采机械设计原理、刀具设计原理等等，并为设计提供了许多数据资料、信息、数表、曲线和各种设计手册，提高了产品设计的科学依据。(3)重视产．型式、结构、零什、元器件

6、等阿“三化”工作。“三化”，即标准化、通用化、系列化，它不但使结构设计简化，提高产品设计的：作效率，更重要的是能使制造质量稳定，生产成车降低，缩短制造周期_{增加零部P}的互换性。一个企业的“三化”水平愈高，向市场提供变型产品的能力就愈太，也标志着该企业舶现代化管理水平。这一阶段由于重视了设计技术和方法翁研究，较多池应用了近代物理数学分析方法，与经验设计相比，减少了设计的盲目陛和局陬性。所以，这种半理论半经验的设计方法，至今仍被广泛地采用着。4．计算机化设计阶段这一时期大约自"t965年至今，以至本世纪末。由于微电子技术得到了进一步的发展和广泛的应用，计算机已深入到社会各个领域，计算机

7、辐助产品设计(CAD)也日益广泛。先进的数学分析方法(如有F瞳差分法、数晦积分法特别是有裂元素法)结合计算机的应用，使产品部件结构的静态、动态应力和应变分析计算比以前更为精确。在科学试验方面，从过去单一的整体样机的试验，过渡到以试验产品结构关键部件及元件为主的防段，从而全面暴露产晶结构中最薄弱环节，为最优设计方案的拟订，提供了充分的科学试验依据。人们习惯于根据使用工具和新事物来冠以时代的名称，如石器时代、铁器时代、京汽机时代、电子时代、塑料刚代