2020年对于现代机械设计方法的探究论文.doc

对于现代机械设计方法的探究论文 1现代机械设计方法概述 近几十年来，出现了新的现代机械设计方法，比如创造性、系统性、优化性、综合性、CAD等设计方法，与传统的、静态的、手工的机械设计方法相比，现代机械设计方法是动态的、科学的、系统的，且可设计出产品参数。 2现代机械设计方法的发展 随着计算机行业发展的日新月异和现代机械设计方法的不断改革，由传统的以经验为主的设计理念转变成了以系统设计方法为主。 3现代机械设计方法的特点 现代机械设计方法特点鲜明，设计时不仅要对机械的工作原理、构造、运作方式、力和能量的转换方式、物流技术，以及各零部件的材料、形状、大小和润滑方法等进行思考、核对、研究，还要结合创造性工程、仿生学、控制论和机械电子学等众多学科知识进行产品设计，从而使设计出的机械产品在市场中具有竞争力。 现代机械设计方法以传统设计方法为基础，经过改进和发展，使现代机械设计方法更加科学、合理。现代机械设计的综合性非常强，且设计的知识领域广泛，将控制技术、机械技术和科技信息技术等理论相结合，并实现了对整个机械系统的优化设置。现代机械设计属于三维体系，包括时间维、逻辑维和方法维。其中，时间维主要体现在对产品策划、产品设计方案等其他设计流程的步骤上;逻辑维是指解决问题的逻辑顺序;方法维是指对设计过程中的思维和方法的具体体现，从而使现代机械设计实现更高效、更优质的目标。 4现代机械设计方法分析 近年来，随着科学技术的快速发展，尤其是计算机行业的突飞猛进和普遍应用，为现代机械设计的理论研究、数据计算和物理模拟等创造了捷径和有利条件。同时，生产技术的需要和先进设计理念的出现，大大推动了机械设计行业的改进和发展，这对现代机械设计而言是一场革命，使人们认识到了传统机械设计的不足之处，开始注重使用科学动态的机械设计方法替代经验的、手工的设计方法，从而促进现代机械设计更新换代。 4.1可靠性设计方法 可靠性设计方法指在机械设计中不仅要引用数理统计理论和概念论概率论，还要运用可靠度指标进行机械设计。传统的安全系数设计方法检验是否安全的标准是零部件强度设计是否达标，但随着机械不断向高温、高速和大负荷的趋势发展，机械构造越来越复杂，所处的使用环境也越来越陈旧，难以保证所设计的零件具有安全性。而现代机械设计方法中的可靠性设计方法认为载荷、材料性能、强度和零件的尺寸都属于某种概论分布的统计值，并运用概率统计理论和强度分析理论，求出在设定条件下零件不会受损的概率计算公式，分析在设定的可靠度范围内零件的尺寸或该尺寸下零件的安全系数。 可靠性设计主要包括可靠性理论依据和可靠性设计工程两部分内容。可靠性理论基础即可靠性数学和物理;可靠性设计工程指可靠性设计、试验、制造、运行、修理和监管等方面。目前，可靠性预测是人们集中研究的方向，也就是在设计过程中计算失效率数据、预测零件或系统的可靠度、在设定的情况下和限定时间内达到规定功能的概率。可靠性分配属于另一个研究方向，是将系统容许范围内的失效概率合理地安排给该系统的各个零部件。在系统可靠性分配中应用最优化方法，即可靠性优化设计。 4.2动态性设计方法 所有机械产品的制造过程都是在随机动态情况下完成的，但由于传统的机械设计方法存在很多不足之处，限制条件较多，所有传统的机械设计的分析设计都只能在静态状况下完成，即使想从动态情况入手分析，也只能依据以往的数据做一些简单的数据修改，无法真实、准确地反映产品的具体运行情况，与现代机械设计方法存在很大的差距，现代机械设计方法以载荷谱和零件损伤的条件为依据指导设计，大大提高了设计的成功概率。 4.3优化设计方法 优化设计方法依据最优化理论法，结合各种因素，根据人机配合的方法或自动搜查的方式，使用计算机进行半自动或全自动设计，是一种在现有工程情况下找出最优设计方案的现代机械设计方法。优化设计包括将设计中的具体问题抽象化成最优化的数学模型，并应用最优化数值的方法通过迭代来遥近数学模型的解。机械零件优化设计的步骤为：建立目标函数、确定设计变量、设定限制条件、运用科学的最优化方法和通过计算机计算数学模型。 4.4全局性设计方法 我国现代化机械设计方法理念与传统的机械设计方法相比更加全面，且实用性、功能性更高。现代化机械设计理念越来越科学、合理，通过这种先进的现代机械设计方法能更加全面地掌控整个机械设计的开展，可系统、全面地对整个机械设计的流程进行监测或督查，从而提高工作效率。 4.5并行设计方法 并行设计方法是一种对产品及其制作过程(包括制造过程和运行过程)进行并行和集成设计的系统化操作模式，也是一种集成、并行地进行产品的设计、制造和运行的系统方法。并行设计方法的理念是机械产品的设计研发者在产品研发的最初阶段，即研究和设计阶段，根据并行的设计方法全面考虑产品整个使用周期内的所有环节，包括设计规划、研发、安装、调试运行、销售、物流、运用、维修、后期保养和最后回收处理等步骤，从而在提高产品质量的同时，降低产品的成本，以减少资源消耗。 5结束语 现代机械设计方法对推动我国机械产业的发展起着非常重要的作用，尤其是在我国目前经济可持续发展的趋势下，科学先进的机械设计有助于帮助我国大踏步跨入机械强国的行列，也可以缩小我国机械产业贸易与欧美国家的差距，同时，借鉴其他国家先进的设