02-机械设计基础PPT.pptVIP

第二章 机 械 现 代 设 计 §2-1 现代设计方法 一、现代设计的概念 现代设计—— 将传统设计中的经验、类比法设计提高到逻辑的、理性的、系统的新设计方法，是在静态分析的基础上，进行动态多变量的最优化。 现代设计与传统设计比较，有下列几个特征： （1）系统性 （2）创造性 现代设计强调创造能力开发和充分发挥人的创造性；重视原理方案的设计、开发和创新产品。 （1）优化设计的数学模型 设计变量、目标函数和约束条件是优化设计数学模型的三个要素。 （2）优化方法 基本思想是有哪些信誉好的足球投注网站、迭代和逼近。 2．变型产品设计 为了满足使用者的不同要求，可在原有产品基础上进行变型产品的开发，使零件标准化、部件通用化、产品系列化。 基型产品一般选在系列产品的中档，为常用型号。 系列产品是指具有相同功能、相同结构方案，相同或相似加工工艺，且各产品相应的尺寸参数及性能指标具有一定级差的产品。 相似列产品设计的步骤依次是： 基型设计； 3．价值工程设计 设计的目标是在满足功能需求的前提下，提高产品的价值。 §2-2 创新设计 1．创新设计的特点 （3）突破性 第二章习题 2-6 试举出三个用联想类推法和组合创新法进 行产品设计的例子。2-7 请与同宿舍的同学用智力激励法讨论一分、 二分、五分、一角、五角、一元六种硬币 的定量包装设备的设计方案。2-8 请与同宿舍的同学用创新设计方法讨论砸 腰果取仁的设计方案。 * 与 创 新 设 计 1．设计 设计是复杂的思维过程，设计过程蕴涵着创新和发明的机会。 2．传统设计与现代设计 传统设计——常规设计，传统设计分 为初步设计、技术设计、 施工设计三个步骤。 把设计对象看作一个系统，同时考虑系统与外界的联系，用系统工程概念进行分析和综合，通过功能分析、系统综合等方法，力求系统整体最优，使人机之间的功能相互协调。 只有创新才能有所发明。 创新往往是在已有技术基础上的综合。 4）程式性 要求设计者从产品规划、方案设计、技术设计、施工设计到实验、试制，按步骤有计划地进行设计。 3）综合性 二、现代设计方法的特点和范畴 现代设计方法是科学方法论在设计中的应用，可归纳为下列具有普遍意义的方法： （1）信息论方法，如信息分析法，技术预测 法等，他们是现代设计方法的前提。 （2）系统论方法，如系统分析法，人机工程等。 （3）控制论方法，如动态分析法等。 （4）优化论方法，如优化设计等，它是现代设 计法的目标。 （5）对应论方法，如相似设计等。 （6）智能论方法，如计算机辅助设计、计算机 辅助计算等。 （7）寿命论方法，如可靠性和价值工程等。 （8）离散论方法，如有限元及边界元方法。 （9）模糊论方法，如模糊评价和决策等。 （10）突变论方法，如创造性设计等，它是现代 设计的基础。 （11）艺术论方法，如艺术造型等。 三、现代设计方法研究的概况 四、现代设计方法简介 1、优化设计 优化设计是现代设计方法的重要内容之一，它以数学规划为理论基础，以电子计算机为工具，在充分考虑各种设计约束的前提下，寻求满足某些预定目标的最优设计方案。 求 X= [x1,x2,….,xn]T， X?Rn 使 minf (X) = f (x1,x2,….,xn) s.t. gi(X)?0 (i=1,2,…,p) hj(X)=0 (j=1,2,…,q) 即求解时，从某一初始点出发，利用函数在某一局部区域的性质和信息，确定每一迭代步骤的有哪些信誉好的足球投注网站方向和步长，去寻找新的迭代点，这样一步一步地重复数值计算，用改进后的新设计点替代老设计点，逐步改进目标函数，并最终逼近极值点。 变型产品系列包括：纵系列产品，横系列产品和跨系列产品。 纵系列产品设计也称相似系列产品设计，是在基型产品的基础上利用相似理论求各扩展型产品的尺寸和参数。 在系列产品设计中，一般有两种造型原理： 几何级数的几何相似产品系列； 几何级数的半相似产品系列。 确定相似类型、定各尺寸； 选择参数级差，求各扩展型产品