现代设计技术和方法的产生与发展.pdfVIP

维普资讯 茅l7巷 第1O期 石 油 机 锨 Vo1．17，N0．10 1989年l0月 C P M 0ct．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1j(65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 44 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，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、元器件等 阿 “三化”工作。 “三化”，即标准化、