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機械項目常規(guī)與現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)對比論文
機械設(shè)計是根據(jù)使用要求對機械的工作原理、結(jié)構(gòu)、運動方式、力和能量的傳遞方式、各個零件的材料和形狀尺寸、潤滑方法等進行構(gòu)思、分析和計算并將之轉(zhuǎn)化為具體的描述以作為制造依據(jù)的工作過程�，F(xiàn)代設(shè)計技術(shù)是以電子計算機為手段,以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ),建立在現(xiàn)代管理技術(shù)之上,運用工程設(shè)計的新理論和新方法,實現(xiàn)計算結(jié)果最優(yōu)化,設(shè)計過程高效化和自動化的設(shè)計技術(shù)。它是一種定量的、動態(tài)的和科學(xué)的設(shè)計技術(shù)現(xiàn)代設(shè)計的特點是面向市場、面向用戶的設(shè)計。好的產(chǎn)品始于先進的設(shè)計理念和對市場需求的深刻了解�，F(xiàn)代設(shè)計不僅要實現(xiàn)產(chǎn)品的基本功能,還應(yīng)體現(xiàn)人性化和環(huán)境保護的先進設(shè)計思想。
1常規(guī)設(shè)計技術(shù)
常規(guī)設(shè)計技術(shù),是學(xué)習(xí)、應(yīng)用、發(fā)展現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)的基礎(chǔ)。根據(jù)長期總結(jié)出來的設(shè)計理論和實驗數(shù)據(jù)所進行的設(shè)計稱為理論設(shè)計。根據(jù)對某類零件已有的設(shè)計與使用實踐而歸納出的經(jīng)驗關(guān)系式威根據(jù)設(shè)計者個人的工作經(jīng)驗用類比的辦法所進行的設(shè)計叫經(jīng)驗設(shè)計。這對那些使用要求不大變動而結(jié)構(gòu)形狀已典型化的零件,是很有效的設(shè)計方法。例如箱體、機架、傳動零件的各結(jié)構(gòu)要素等。隨著設(shè)計產(chǎn)品的技術(shù)系統(tǒng)越來越復(fù)雜,技術(shù)含量不斷提高,產(chǎn)品更新發(fā)展速度加快,經(jīng)驗類比的設(shè)計方法已不能滿足市場需要。
2現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)
2.1機械創(chuàng)新設(shè)計(MechanicalcreativeDesign)機械創(chuàng)新設(shè)計指充分發(fā)揮設(shè)計者的創(chuàng)造力與智慧、利用已有的相關(guān)科學(xué)理論、方法和原理,進行新的構(gòu)思,設(shè)計出新穎、有創(chuàng)造性及實用性的機構(gòu)或機械產(chǎn)品。與傳統(tǒng)設(shè)計相比,創(chuàng)新設(shè)計強調(diào)人在設(shè)計過程中,特別是在總體設(shè)計階段中的主導(dǎo)性及創(chuàng)造性作用,采用新的技術(shù)手段、技術(shù)原理,從所要求的機械性能出發(fā),改進完善現(xiàn)有的機械或創(chuàng)造發(fā)明新機械,實現(xiàn)預(yù)期的功能,使其具有良好的工作品質(zhì)及經(jīng)濟性。
2.2機械優(yōu)勢設(shè)計(MechanicalSuperiorityDesign)機械優(yōu)勢設(shè)計是面向市場爭取競爭優(yōu)勢的設(shè)計,完全不同于以個人興趣為出發(fā)點的設(shè)計或追求某種品味的設(shè)計,也不是單純追求創(chuàng)新的設(shè)計。機械優(yōu)勢設(shè)計由于要面向市場,因此需更善于進行產(chǎn)品方向的預(yù)測和技術(shù)方向分析,尋求在當(dāng)前及以后的市場上起主導(dǎo)地位的產(chǎn)品和技術(shù)方向,使產(chǎn)品實現(xiàn)過程建立相互協(xié)調(diào)的聯(lián)系,并且開發(fā)吸收有效的設(shè)計技術(shù)到整個產(chǎn)品的各環(huán)節(jié)中去,從而增強產(chǎn)品的市場競爭力。
2.3穩(wěn)健設(shè)計(SteadyDesign)穩(wěn)健設(shè)計是指所設(shè)計的產(chǎn)品(或工藝)無論在制造和使用中,當(dāng)結(jié)構(gòu)參數(shù)發(fā)生變化或在規(guī)定壽命內(nèi)結(jié)構(gòu)發(fā)生老化和變質(zhì)時,都能保持產(chǎn)品性能穩(wěn)定的一種工程設(shè)計方法。它的作用是提高所設(shè)計產(chǎn)品的質(zhì)量和減少質(zhì)量損失。隨著市場競爭,設(shè)計和制造高質(zhì)量、低成本的產(chǎn)品越來越受到關(guān)注,穩(wěn)健設(shè)計已逐漸成為提高和改進產(chǎn)品質(zhì)量的一種有效的工程方法。
2.4模糊設(shè)計(FuzzyDesign)模糊設(shè)計是將模糊數(shù)學(xué)知識應(yīng)用到機械設(shè)計中的一種設(shè)計方法。隨著科技的深入發(fā)展,需要設(shè)計的機構(gòu)越來越大也越來越復(fù)雜,設(shè)計中涉及的變量越來越多且變量間的關(guān)系也越來越復(fù)雜,這些變量中存在大量的模糊現(xiàn)象,許多情況下并不能精確描述所設(shè)計產(chǎn)品。人們在設(shè)計中除了識別“非此即彼”的精確現(xiàn)象,還要能識別“亦此亦彼”的模糊現(xiàn)象。如希望設(shè)計出的機械產(chǎn)品“使用壽命較長”“承載能力較強”就屬于模糊現(xiàn)象。這就要求我們采用模糊數(shù)學(xué)的方法來解決這些問題。模糊數(shù)學(xué)的研究領(lǐng)域非常廣泛,包括模糊變換、模糊綜合評判、模糊模式識別、模糊決策、模糊拓撲、模糊專家系統(tǒng)等綜合理論。隨著人們對模糊現(xiàn)象的認(rèn)識進一步深化,對模糊現(xiàn)象定量處理方法的逐漸掌握,模糊技術(shù)必將得到進一步的發(fā)展與完善,并廣泛用于工程設(shè)計中去。
2.5虛擬設(shè)計(VirtualDesign)虛擬設(shè)計屬于新興的多學(xué)科交叉技術(shù),它是以虛擬現(xiàn)實技術(shù)為基礎(chǔ),以機械產(chǎn)品為對象的設(shè)計手段,對產(chǎn)品的概念設(shè)計、裝配設(shè)計和人機工程學(xué)評價特別有益。借助這樣的設(shè)計手段,設(shè)計人員可通過多種傳感器與多維的信息環(huán)境進行自然的交互,實現(xiàn)從定性和定量綜合集成環(huán)境中得到感性和理性的認(rèn)識,從而幫助深化概念與萌發(fā)新意。虛擬設(shè)計技術(shù)充分利用了模擬仿真技術(shù),它比現(xiàn)行的CAD系統(tǒng)具有更強的人機交互能力,設(shè)計人員可通過視覺、聽覺、觸覺及語音、手勢等與設(shè)計的對象在虛擬的環(huán)境中進行直觀地交互。
2.6綠色設(shè)計GreenDesign)綠色設(shè)計以提高產(chǎn)品的“綠色程度”為目標(biāo),在滿足環(huán)境目標(biāo)要求的同時,保證產(chǎn)品應(yīng)有的功能、使用壽命和質(zhì)量等。綠色設(shè)計通常也稱為生態(tài)設(shè)計、環(huán)境設(shè)計、環(huán)境意識設(shè)計等。在傳統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計過程中,設(shè)計人員主要按照產(chǎn)品性能、質(zhì)量和成本要求等指標(biāo)進行設(shè)計,設(shè)計過程中對產(chǎn)品的維護性、拆卸性、回收性、淘汰廢棄產(chǎn)品的處理及對生態(tài)環(huán)境的影響等考慮較少。這樣制造出來的產(chǎn)品,在其使用壽命結(jié)束后,由于缺乏必要的拆卸和回收性能,回收利用率低,其中的有害物質(zhì)對生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重污染,影響生活質(zhì)量和生態(tài)環(huán)境,造成資源的大量浪費。
3現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)與常規(guī)設(shè)計技術(shù)的關(guān)系
現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)是常規(guī)設(shè)計技術(shù)的延伸與發(fā)展,是相關(guān)科學(xué)技術(shù)綜合應(yīng)用于設(shè)計領(lǐng)域的產(chǎn)物,它使常規(guī)設(shè)計技術(shù)發(fā)生了質(zhì)的飛躍。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析的定量化常規(guī)設(shè)計技術(shù)對復(fù)雜結(jié)構(gòu)的零部件或整機只能進行定性或類比的估算�，F(xiàn)代設(shè)計技術(shù)引入了有限元及邊界元方法,可實現(xiàn)對任何產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的定量化分析。產(chǎn)品工況分析的動態(tài)化常規(guī)設(shè)計技術(shù)對產(chǎn)品的工作狀況僅限于靜態(tài)的計算和動態(tài)的估算。而現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)中的動態(tài)設(shè)計方法可以同時利用理論和測試數(shù)據(jù)建造與實際工況相符的數(shù)學(xué)模型,通過計算機進行分析計算,預(yù)測出產(chǎn)品的動態(tài)性能和改進效果。產(chǎn)品質(zhì)量分析的可靠性化常規(guī)設(shè)計技術(shù)中采用的安全系數(shù)法僅僅依靠經(jīng)驗,不能定量給出產(chǎn)品質(zhì)量的可靠性預(yù)測。而現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)中的可靠性設(shè)計法,把零部件或整機的各種具有離散性的性能參數(shù)均視為隨機變量,基于概率論建造模型并進行分析計算,從而定量的做出產(chǎn)品質(zhì)量的可靠性預(yù)測。產(chǎn)品設(shè)計結(jié)果的最優(yōu)化常規(guī)設(shè)計技術(shù)通過經(jīng)驗公式、近似系數(shù)或類比等方法進行設(shè)計、校核,比較依賴設(shè)計者的經(jīng)驗和主觀判斷。而現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)中的優(yōu)化設(shè)計法是根據(jù)產(chǎn)品的設(shè)計目標(biāo)和性能要求構(gòu)造數(shù)學(xué)模型,應(yīng)用數(shù)學(xué)規(guī)劃理論和數(shù)值計算方法,通過計算機求得最優(yōu)化結(jié)果。產(chǎn)品設(shè)計過程的高效化和自動化常規(guī)設(shè)計技術(shù)在設(shè)計過程中重復(fù)性高,而設(shè)計方案卻不一定最優(yōu)。而現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)在整個設(shè)計過程中均是“教會計算機,讓計算機去完成�！睆亩鴮崿F(xiàn)了設(shè)計過程的高效化和自動化,并且為實現(xiàn)制造的自動化做好了準(zhǔn)備。
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