现代设计方法-概论PPT.ppt

; 课时：48(32+16) 教师：黄正东 email：zdhuang@hust.edu.cn 办公室：西楼B616室;主要目的;主要内容;现代设计方法概论;1．设计对象及任务;1．设计对象及任务;1．设计对象及任务;1．设计对象及任务;1．设计对象及任务;2．现代设计的概念;机械产品传统设计过程;2．现代设计的概念;2．现代设计的概念;2．现代设计的概念;2．现代设计的概念;;2．现代设计的概念;对比项目;现代设计在产品开发过程中的地位;设计任务书;3．现代设计理论与方法简介;现代设计方法学学科体系;相关学科;3．现代设计理论与方法简介;3．现代设计理论与方法简介;优化设计（Optimal Design） 优化设计亦称为最优化设计，是以数学规划理论为基础，以计算机为辅助工具，将设计问题按规定的格式建立数学模型，并选择合适的优化算法，选择或编制计算机程序，然后通过计算机求解获得最优设计方案。;全生命周期优化设计：在产品的生命周期内对产品进行优化设计，是一种综合优化方法，具有重要的实际意义。 广义优化设计：包括各种优化方法在内的产品的优化设计，如以数学规划为基础的优化方法、通过专家系统进行优化的方法、通过对获取的信息进行综合分析的优化方法等。 集成优化与综合优化：对产品的整个系统、产品的全部结构、产品的生产和使用的全部过程（包括产品的全生命周期）、产品的全部功能和性能的优化等。;有限元法（Finite Element Method，FEM） 有限元法是用有限个单元将连续体离散化，通过对有限个单元作分片插值求解各种力学、物理问题的一种数值方法。目前，有限元法被广泛应用于;动态设计（Dynamic Design） 动态设计强调产品在动态过程中的特性，目前尚处于初级阶段，许多深层次动态设计问题正处于研究过程中。 目前多数旋转机械事故是在强非线性、强耦合、非稳态的条件下发生的，从而促使动态设计从一般的动态设计;可靠性设计（Reliability Design） 可靠性设计就是事先考虑可靠性的一种设计方法。可靠性表示系统、设备、元器件的功能在规定条件和规定时间内的稳定程度的特性，是衡量产品质量的一个重要指标。 可靠性设计是近年来发展起来并推广应用的一门现代设计理论和方法，以提高产品可靠性为目的，以概率论与数理统计理论为基础，综合运用数学、物理、工程力学、人机工程学、系统工程学等方面的知识来研究机械工程的最佳设计问题。;创新设计（Creation Design） 创新设计提倡的是设计的创造性，一旦设计工作者提出的新原理是合理可行的，就可以从根本上改变产品的结构，进而提高产品质量、降低生产成本、缩短生产周期、改善产品对环境的影响等。 创新包括原始创新、集成创新和引进消化吸收后再创新。但是产品设计的创新性应该具有科学性，创新者除了要掌握有关基础理论与知识外，还要掌握科学的方法。;概念设计（Conceptual Design） 概念设计是产品设计过程的关键环节，是根据产品生命周期各个阶段的要求，进行产品的功能创造、功能分解和功能集成；要对满足工作原理要求的结构进行求解，对实现功能结构的工作原理方案进行构思和系统化设计。 概念设计是运用发散思维和创新思想整合梳理的过程，是一个研究和求解能实现功能要求和满足各种技术、经济指标的各种方案并最终确定最优方案的过程。;计算机辅助设计（Computer Aided Design，CAD） 计算机辅助设计是设计人员借助计算机进行设计的方法。其特点是将人的创造能力和计算机的高速运算能力，巨大存储能力和逻辑判断能力很好地结合起来，;智能设计（Intelligent Design） 智能设计有两层含义，一是用智能方法进行设计，二是使设计的对象智能化。 通常所讲的智能设计是对产品的性能参数及其工作过程进行智能控制和优化，使产品具有优良的工作性能，进而给产品带来经济效益和社会效益。;虚拟设计（Virtual Design） 采用虚拟设计技术对产品进行模拟，使用者可以直接从外观上或功能上比较全面地了解产品的情况，很多情况下，甚至可以通过虚拟技术代替真实情况，从而大大降低产品研究与开发的成本。;3.4 产品设计方法的特征;4．现代设计方法的研究现状;现代设计方法的发展趋势 就目前国内外的研究状况来看，现代机械产品的设计理论与方法正在向以下几个主导方向发展： （1）在科学发展观和自主创新思想指导下的设计理论与方法 （2）面向产品质量、成本或寿命的设计理论与方法 （3）加快设计速度及实施设计智能化