第七章机械产品设计中的几个主要技术问题.ppt

机械工程设计Mechanical Engineering Design 讲授：张凤华 教授 §7-7　人机学设计 三、工程心理学与机械设计 2、从工程心理学考虑人机学设计 （2）显示与控制的设计要符合人体的心理和生理特征 a、在保证足够的精度与可靠度情况下，力求简单明了。 §7-7　人机学设计 三、工程心理学与机械设计 2、从工程心理学考虑人机学设计 （2）显示与控制的设计要符合人体的心理和生理特征 b、显示与控制的安排有利于信息在人体内的传递 1）按使用顺序按排 2）按使用频率安排 3）按使用重要性安排 §7-7　人机学设计 三、工程心理学与机械设计 2、从工程心理学考虑人机学设计 （2）显示与控制的设计要符合人体的心理和生理特征 c、形成良好的心理状况，促进人的警觉 §7-7　人机学设计 三、工程心理学与机械设计 2、从工程心理学考虑人机学设计 （3）从人体尺度考虑显示与控制的设计　 （4）环境因素对人机界面设计的影响：选择合适的信息通道 作业：对所选的机械产品进行人机学设计。 * 《机械工程设计》课件 * 第七章　机械产品设计中的几个主要技术问题 §7-1　机械疲劳设计简介 零件在循环应力或循环应变作用下，由于某点或某些点产生了局部的永久结构变化，从而在一定的循环次数以后形成裂纹或发生断裂的过程称为疲劳。 据统计，疲劳失效占到机器零件失效的50％－90％。 第七章　机械产品设计中的几个主要技术问题 §7-1　机械疲劳设计简介 一、疲劳曲线 1、S-N曲线 第七章　机械产品设计中的几个主要技术问题 §7-1　机械疲劳设计简介 一、疲劳曲线 2、疲劳极限图 （海夫图） 二、断裂力学 损伤容限设计法是在断裂力学的基础上发展起来的一种疲劳设计方法。 D 纵坐标——应力幅 横坐标——平均应力 ACB以内不产生疲劳破坏，以外经一定应力循环次数后产生疲劳破坏 第七章　机械产品设计中的几个主要技术问题 §7-2　摩擦学设计简介 研究摩擦、磨损、润滑几个相互关联领域的科学与技术问题综合成一门学科，称为“摩擦学”（Tribology）。他的研究课题主要有相互作用表面间的物理、化学、机械作用；摩擦、磨损理论的测量及计算方法；阻摩材料及减摩材料；极端条件下的摩擦、磨损及润滑方面的理论。 第七章　机械产品设计中的几个主要技术问题 §7-2　摩擦学设计简介 一、典型磨损曲线（浴盆曲线） 二、弹塑性力学、塑性力学、材料学 第七章　机械产品设计中的几个主要技术问题 §7-3　可靠性设计简介 一、可靠性设计的思路 1、可靠性设计法认为作用在零部件上的应力（广义）和零部件的强度（广义）都不是定值，而是随机变量，具有明显的离散性质，在数学上必须用分布函数来描述。 2、由于应力和强度都是随机变量，所以必须用概率统计的方法求解 3、可靠性设计法认为零部件及系统都存在一点的失效可能性，即失效率，但不超过设计指标规定的允许值。定量地回答了产品在工作中的失效率和可靠度。 机械可靠性设计是引入概率论与数理统计而对常规设计方法进行发展和深化而形成的一种新的现代设计方法 第七章　机械产品设计中的几个主要技术问题 §7-3　可靠性设计简介 二、概率论与数理统计 第七章　机械产品设计中的几个主要技术问题 §7-4　热效应设计简介 一、环境温度及其变化的影响： 环境温度很高、很低或者变化很大都应考虑热效应设计 二、传热学是热变形和热应力分析计算的基础 ——涉及到热弹变形、热塑变形、有限元分析 第七章　机械产品设计中的几个主要技术问题 §7-5　抗振与降噪设计简介 一、振动与噪音问题：物理中的共振现象 1、自由振动 2、受迫振动 3、自激振动 二、机械振动学 ——力学、数学 第七章　机械产品设计中的几个主要技术问题 §7-6　机械动态设计简介 一、动态设计的必要性：机械的振动、冲击和噪声成为设计的主要问题 1、响应预估 2、系统辨识 3、载荷（输入）识别 二、模态分析： 动力响应与动力修改——力学、数学（矩阵） 核心： 系统特性的 辨识 §7-7　人机学设计 本节重点：与结构设计有密切关系的人机学设计学科的基本知识。从人体力学和工程心理学两方面考虑人机学设计的基本知识。 第七章　机械产品设计中的几个主要技术问题 基本要求：了解并掌握人机学设计学科的基本知识，能对实际设计中的有关问题作最基本的定性分析。 一、概述 人要在各种环境中，使用工具和操纵机器。人和机器及其周围的环境就构成了一个系统。人机学就是从系统论的观点来研究人（操作者和使用者）——机器（包括人操作和使用的机器工