新型机械设计方法浅析.pdf

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1、·机械制造·曹仁涛·新型机械设计方法浅析新型机械设计方法浅析曹仁涛(兰州交通大学机电工程学院。甘肃兰州730070)摘要：介绍了优化设计、可靠性设计、并行设计、模糊设计、参数化设计、摩擦学设计、虚拟产品设计、智能设计等新型机械设计方法，通过对各设计方法基本特点和设计原理的阐述，对目前所广泛使用的常规机械设计方法起到完善补充作用，对新型设计方法的推广应用有指导意义。关键词：机械设计；优化设计；新型设计中图分类号：THI2文献标志码：B文章编号：1671—5276(2013)05—0036-02ResearchonNew

2、-MechanicalDesignMethodCA0Ren．tao(SchoolofMechanicalandElectricalEngineering，LanzhouJiaotongUniversity，Lanzhou730070，China)Abstract：Thispapermainlyintroducesnewmechanicaldesignmethodsuchastheoptimizationdesign，reliabilitydesign，concur—rentdesign，fuzzydesign，par

3、ametricdesign，tribologydesign，virtualproductdesignandinteligentdesign．Basedonthedesignmethodofbasiccharacteristicanddesignprinciple，ithasperfectefe~onthemethodwhichiswidelyusedfortheconventionalme-chanicaldesign．Itisofguidingsignificanceonthenewdesignmethodofth

4、epromotionapplication．Keywords：mechanicaldesign；optimizationdesign；new-styledesign机器的性能品质不但取决于零件制造品质和机器装7)以微观设计取代宏观设计。如以断裂力学理论处配品质，更取决于机械设计品质。传统的常规机械设计方理零件材料本身微观裂纹扩展引起的低应力脆断现象，建法有理论计算设计、经验类比设计、模型实验设计等，在复立以损伤容限为设计判据的设计方法。杂设计条件下往往受到局限，设计技术推陈出新势在8)以系统工程法取代分部处理法J。将

5、产品的整个必行。设计工作作为一个系统，用系统工程的观点分析划分设计阶段和组成单元，综合处理它们的内在关系。1新型机械设计方法的基本特点2新型机械设计方法的种类1)以自动化设计取代人工设计。充分利用先进的计算机硬件及软件平台，极力提高人机结合的设计系统的自1)优化设计。机械优化设计是最优化技术在机械设动化水平，以提高产品的设计品质，这是新型机械设计方计领域的移植和应用，其基本思想是根据机械设计的理论法的基本特征J。方法和标准规范等建立反映工程设计问题和符合数学规2)以动态建模取代静态模型。典型的如以机器结构划要求的数学

6、模型，然后采用数学规划方法和计算机数字动力学计算取代静力学计算，以实时在线测试数据作为评处理技术自动找出设计问题的最优方案。不但可行，而且价依据等。最优，是机械优化设计追求的目标，可行性方案的提出与3)以定量计算取代定性判断。如以有限元计算非规建模是优化设计的基础。常用优化处理方法有一维搜索则零件的尺寸和刚度，取代传统设计的经验类比法确定箱法、线性优化法、导数优化法、非导数优化法等。常见优化体各部分壁厚等。软件有MATLAB，ANSYS等。4)以变量取代常量。如最优化设计中用随机变量取2)可靠性设计。可靠性是指产品在

7、规定的条件和规代传统设计方法中通常以经验常量校核的粗略数据处理定的时间内，完成规定功能的能力。可靠性设计是对系统方法。和结构进行可靠性分析和预测，采用简化系统和结构、裕5)以优化设计取代可行性设计。用设计变量恰当地度设计和可维修设计等措施以提高系统和结构可靠度的建立设计目标的数学模型，从众多的可行性解决方案中求设计。它不但直接反映产品各组成部件的品质，而且还影其最优解。响到整个产品品质性能的优劣。可靠性分为固有可靠性、6)以并行设计取代串行设计。强调从设计阶段就并使用可靠性和环境适应性。可靠性的度量指标一般有可行地综

8、合考虑产品整个生命周期中各方面的要求与相互靠度、无故障率、失效率三种。关系，避免串行设计中可能发生的干涉与返工。3)并行设计。传统的设计方法是按照设计、制造等作者简介：曹仁涛(1967一)，男，甘肃灵台人，副教授，主要从事机械设计与制造方向教学与研究。·36·http：／／ZZHD．chinajourna1．net．cnE—mail：ZZHD@