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1、第十六章 现代设计方法简介16-1 概述现代设计方法二十世纪六十年代以来，机械产品 设计领域相继出现了一系列新兴的理论 与方法。为区别于过去的传统的方法， 把这些称为现代设计方法。设计技术的发展及相关研究设计技术的发展及相关研究设计技术的发展及相关研究设计技术的发展及相关研究表16-1 主要现代设计理论方法设 计 方 法 学优 化 设 计可 靠 性 设 计计 算 机 辅 助 设 计有 限 元 法工 业 设 计专 家 系 统价 值 工 程相 似 性 设 计动 态 设 计人 工 智 能模 块 化 设 计摩 擦 学 设 计反 求 工 程16-2 各种现代设计的方法简介 一、计算机辅助设计 1概念 以
2、计算机为主要技术手段，来生成和运 用各种数字信息和图形信息进行工程或 产品设计。 在制造工业中CAD技术已经成为先进制 造技术群中的一项主体关键技术。 2CAD技术的优越性 能显著提高设计效率 提高结构设计和工程制图的速度 有利于产品的标准化、系列化 可利用存储的信息及数据库中的标准件 。 设计与分析统一 利用CAE软件进行性能分析 设计与制造一体 CAD数据可生成数据代码，用于数控机 床加工。 二、设计方法学 1概念 用系统观点，考虑自然科学、社会科学 经济学诸因素以获得优质，价廉新颖的 产品，所应用的设计思想、设计规律及 设计中的设计过程、设计方法和设计工 具的总和。 2主要研究内容 设计
3、规律。设计工作应符合客观事物发展规 律 设计思维规律。设计人员运用科学的创造性 思维规律、方法和技术 设计过程。研究各设计阶段的任务与特点寻 找符合设计规律的设计方法。 设计步骤。研究解决问题的合理逻辑步骤。 设计类型。研究不同类型的设计特点及方法 步骤。 设计信息库。大量设计信息的表达存储和使 用。 设计工具。研究先进的高效的设计工具 三、工业设计 1概念 以工业产品为表现对象，在满足工业属性的前提下， 用艺术手段创造出实用、美观、经济的产品。 2基本特征 批量性：有一定批量有工业属性，不同于工艺品 创造性：区别于仿制，是一种创造活动 实用性：考虑产品的规定功能 艺术性：造型美是产品整体设计
4、体现出来的全部美 的综合 舒适性：考虑操作的生理和心理因素 经济性：应用价值工程学、设计物美价廉的产品 时代性：产品具有时尚性和流行性 社会性：考虑消费者的社会属性和社会环境 四、价值分析 1概念 以功能分析为核心以开发创造性为基础，以科 学分析为工具，寻求功能与成本最佳比例，是 产品获得最大价值的一种现代管理技术。 2分析程序（过程） 确定价值分析对象 进行成本分析和功能价值估算 应用最新成果进行革新和创造提出新方案。 对新方案进行评价和决策。 五、专家系统 1概念 在专家水平上工作的计算机程序系统。 2应用特点 具有该领域专家的丰富知识 具有该领域专家的专门知识和推理能 力 六、模块化设计
5、 1概念 对一定范围内的不同功能或相同功能不同性能，不同 规格的产品进行功能分析的基础上，划分设计出一系 列的功能模块，通过模块的不同选择，可构成不同的 产品。 2优点： 减少产品的设计和制造时间 有利于产品的更新换代 有利于提高产品质量降低成本 便于产品维修 3举例 兼容式计算机 汽车的各总线 七、相似设计 1概念 工厂常设计和生产系列产品。首先选定 某一型号为基础对它进行最佳方案设计 定出参数和尺寸。然后通过相似的原理 求出系列产品中的其它产品的参数和尺 寸。 2过程 进行模型试验 对模型进行仿真 八、优化设计 1概念 将设计问题的物理模型转化成数学模型 运用最优化的数学理论、选适当的优化 方法，用计算机求解数学模型。 2优化设计是现代设计方法追求的目标 九、可靠性设计 1概念 在满足性能、费用、时间等条件下使 产品的可靠性提高或者在保证可靠性指 标下，使上述因素最佳。 2失效率曲线 区-早期失效期 区-偶然失效期 区-损耗失效期
