02第2章先进设计技术_1解读.ppt

第2章 先进设计技术 本章要点 先进设计技术的基本内容 CAPP技术 模块化设计的关键技术 CAD的关键技术 创新设计 逆向工程 2.1 概述 Introduction 2.1.1 先进设计技术的内涵 2.1.2 先进设计的体系结构 2.1.3 先进设计技术的特征 以社会需求为目标，在一定设计原则的约束下，利用设计方法和手段创造出产品结构的过程。 指在设计过程中解决具体设计问题的各种方法和手段。相继经历了直觉设计阶段—经验设计阶段—半理论半经验设计（传统设计）阶段。 产品设计 设计技术 2.1.1 先进设计技术的内涵 先进设计技术 以满足应市产品的质量、性能、时间、成本／价格综合效益最优为目的，以计算机辅助设计技术为主体，以知识为依托，以多种科学方法及技术为手段，研究、改进、创造产品活动过程所用到的技术群体的总称。 2.1.2 先进设计的体系结构 包括运动学、静力学、动力学、材料力学、热力学、电磁学、工程数学等。 指计算机支持的设计技术，包括：计算机辅助X 。优化设计，有限元分析，模拟仿真，虚拟设计，工程数据库，快速响应设计等。 基础技术 主体技术 支撑技术 主要包括：①现代设计理论与方法。包括模块化设计、价值工程、反求工程、绿色设计、面向对象设计、可靠性设计等。②设计试验技术。 应用技术 针对实用目的解决各类具体产品设计领域的技术，如机床、汽车、工程机械等设计的知识和技术。 静态的设计原理向动态的延伸，经验、类比的设计方法向精确的、优化的方法延伸，且设计范畴也在不断扩大。 现代的机械产品，如数控机床、加工中心、工业机器人等，正朝着机电一体化，物质、能量、信息一体化，集成化，模块化方向发展，从而对产品的质量、可靠性、稳定性、稳健性及效益等均提出更为严格的要求。 2.1.3 先进设计技术的特征 是传统设计理论与方法的继承、延伸与扩展 多种设计技术、理论与方法的交叉与综合 设计手段的计算机化 已从计算机辅助计算和绘图发展到优化设计、并行设计、三维特征建模、面向制造与装配的设计制造一体化，形成了CAD、CAPP、CAM的集成化、网络化和可视化。 采用可靠性设计描述载荷等随机因素的分布规律，通过有限元法、动态分析等分析工具和建模手段，从而得到比较符合实际工况的真实解，提高了设计的精确化程度。 设计结果的精确化 设计过程的并行化 、智能化 并行设计的核心是在产品设计阶段就考虑产品生命周期中的所有因素，强调对产品设计及其相关过程进行并行的、集成的一体化设计，使产品开发一次成功，缩短产品开发周期。 智能CAD系统是模拟人脑对知识处理，并拓展了人在设计过程中的智能活动。原来由人完成的设计过程，已转变为由人和计算机友好结合共同完成的智能设计活动。 人们对产品质量除要求满足一定功能外，对可靠性、合理的寿命、便于使用和维护等也提出了更高的要求，并要符合有关标准、法律和生态环境要求。这就需要对产品进行动态的、多变量的、全方位的可信性设计 。 面向产品生命周期全过程的可信性设计 多种设计试验技术的综合运用 根据不同产品的特点和要求，进行物理模型试验、动态试验、可靠性试验、产品环保性能试验等 ；借助功能强大的计算机，在建立数学模型的基础上，对产品进行数字仿真试验和虚拟现实试验，预测产品的性能；亦可运用快速原型技术，直接利用CAD数据，将材料快速成形为三维实体模型，该模型可直接用于设计外观评审或装配试验， 2.2 CAD技术 CAD Technology 2.2.1 计算机辅助设计的概念 2.2.2 CAD的关键技术 2.2.3 CAD的研究热点 CAD的功能与含义 是以计算机为工具，处理产品设计过程中的图形和数据信息，过程的辅助完成产品设计技术 。 产品的造型、装配、工程图绘制； 产品渲染、动态显示； 工程分析，如有限元分析、优化设计、可靠性设计、运动仿真等。 内容包括 与大CAD技术的核心是几何模型的建立。CAD系统为用户提供了颜色、网格、图层等辅助功能，提供了缩放、平移、旋转等各种图形变换工具，提供了各种渲染、动画等可视化操作。 2.2.1 计算机辅助设计的概念 CAD技术的特征 CAD技术强调产品设计过程中计算机的支持和参与 强调计算机的辅助作用 CAD系统不可能也没有必要涉及产品设计的所有环节 CAD技术的优越性 大大提高设计质量 提高设计生产率，缩短产品开发周期 较大幅度地降低生产成本 将技术人员从繁重的计算、绘图、修改工作中解放出来 产品的造型建模技术 2.2.2 CAD的关键技术 CAD的造型建模过程也就是对被设计对象进行描述，并用合适的数据结构存储在计算机内．以建立计算机内部模型的