对现代设计方法的认识(共9页)

1、对现代设计(shj)方法的认识摘要(zhiyo)：简要介绍了现代设计方法(fngf)的发展趋势、现代设计方法的内容以及现代设计方法的特点，详细介绍了现代设计方法中的计算机辅助设计、优化设计、可靠性设计等。关键词:现代设计方法、发展趋势、内容、特点Abstract ：This paper briefly introduces the development trend of the modern design method, the content of the modern design method and the characteristic of the modern design me

2、thod, introduced the modern design method in computer aided design, optimization design and reliability design, etc.Key words: modern design methods, development tendency, content, characteristics目录(ml) TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc407996259 绪论(xln) PAGEREF _Toc407996259 h 1 HYPERLINK l _Toc40799

3、6260 一、现代设计方法(fngf)的发展 PAGEREF _Toc407996260 h 1 HYPERLINK l _Toc407996261 二、现代设计方法的内容 PAGEREF _Toc407996261 h 1 HYPERLINK l _Toc407996262 1、计算机辅助设计 PAGEREF _Toc407996262 h 1 HYPERLINK l _Toc407996263 2、优化设计 PAGEREF _Toc407996263 h 2 HYPERLINK l _Toc407996264 3、可靠性设计 PAGEREF _Toc407996264 h 2 HYPERL

4、INK l _Toc407996265 4、有限元法 PAGEREF _Toc407996265 h 2 HYPERLINK l _Toc407996266 5、工业艺术造型设计 PAGEREF _Toc407996266 h 3 HYPERLINK l _Toc407996267 6、反求工程设计 PAGEREF _Toc407996267 h 3 HYPERLINK l _Toc407996268 三、现代设计方法的特点 PAGEREF _Toc407996268 h 3 HYPERLINK l _Toc407996269 1、工作方式的变化 PAGEREF _Toc407996269 h

5、 3 HYPERLINK l _Toc407996270 2、设计与制造一体化 PAGEREF _Toc407996270 h 3 HYPERLINK l _Toc407996271 3、以设计理论为核心 PAGEREF _Toc407996271 h 4 HYPERLINK l _Toc407996272 4、全生命周期设计 PAGEREF _Toc407996272 h 4 HYPERLINK l _Toc407996273 5、绿色设计技术 PAGEREF _Toc407996273 h 4 HYPERLINK l _Toc407996274 四、总结 PAGEREF _Toc40799

6、6274 h 5 HYPERLINK l _Toc407996275 五、参考文献 PAGEREF _Toc407996275 h 5 第 PAGE 7页绪论(xln)现代设计方法是随着当代科学技术的飞速发展和计算机技术的广泛应用而在涉及领域发展起来的一门新兴的多元交叉学科。它是以设计产品为目标的一个总的知识群体的总称。目前它的内容主要包括：优化设计、可靠性设计、计算机辅助设计、工业艺术造型设计、虚拟设计、疲劳设计、三次设计、相似性设计、模块化设计、反求工程设计、动态设计、有限元法、人机工程、价值工程、并行工程、人工神经元计算方法等。在运用他们进行工程设计时，一般(ybn)都以计算机作为分析、

7、计算、综合、决策的工具。一、现代设计(shj)方法的发展从目前的发展趋势看，21世纪的市场需求瞬息万变且竞争将愈来愈激烈，而且市场竞争具有国际化、动态化和多元化特征。企业要在市场中占有一席之地，就必须以最快的速度率先推出功能满足要求，质量上乘、价格合理、服务完善而且符合环保要求的产品。即在满足功能的前提下综合考虑Time(时间)、Quality(质量)、Cost(成本)、Service(服务)、Environment(环保)的要求。传统的设计方法是以经验总结为基础，运用力学和数学形成的经验、公式、图表、设计手册等作为设计的依据，通过经验公式、近似系数或类比等方法进行设计，已远远不能满足产品的功

8、能需求和市场需求。目前出现的以电子计算机为手段，以网络为基础，建立在现代管理技术之上，运用工程设计的新理论和新方法，实现计算结果最优化，设计过程高效化和自动化的现代设计方法则大大提高了产品设计的质量、精度和效率，并将产品的适应性、经济性、可靠性统一起来，能够设计出性能优产品，完全可以适应剧烈竞争的市场需要。当前，我国正在进行社会主义现代化建设，迫切需要质量好、效率高、消耗低、价格便宜的产品，因而现代设计方法良、经济效益显著的新型则责无旁贷的担当了现代企业的设计任务。二、现代设计方法的内容1、计算机辅助设计计算机辅助设计（ComputerAidedDesign)，简称CAD。他是把计算机技术引入

9、设计过程并用来完成计算、选型、绘图及其他作业的一种现代设计方法。计算机、绘图积极其他外围设备构成CAD硬件系统，而操作系统、语言处理系统、数据库管理系统和应用软件等构成CAD的软件系统。通常所说的CAD系统是只由系统硬件和系统软件组成，兼有计算、图形处理、数据库等功能，并能综合利用这些功能完成设计作业的系统。2、优化设计(shj)优化设计（OptimalDesign）是把最优化数学原理应用于工程设计问题(wnt)，在所有可行方案中寻求最佳设计方案的一种现代设计方法。在进行工程(gngchng)优化设计时，首先把工程问题按优化设计所规定的格式建立数学模型，然后选用合适的优化计算方法在计算机上对数

10、学模型进行寻优求解，得到工程设计问题的最优设计方案。在建立优化设计数学模型的过程中，把影响设计方案选取的那些参数称为设计变量；设计变量应当满足的条件称为约束条件；而设计者选定来衡量设计方案优劣并期望得到改进的指标表示为设计变量的函数，称为目标函数。设计变量、约束函数、目标函数组成了优化设计问题的数学模型。优化设计需要把数学模型和优化算发放到计算机程序中用计算机自动寻优求解。常用的优化算法有：0.618法、鲍威尔（Power）法、变尺度法、复合型法、惩罚函数法。3、可靠性设计可靠性设计（ReliabilityDesign）是以概率论和数理统计为理论基础，是以失效分析、失效预测及各种可靠性试验为依

11、据，以保证产品的可靠性为目标的现代设计方法。可靠性设计的基本内容是：选定产品的可靠性指标及量值，对可靠性指标进行合理的分配，再把规定的可靠性指标设计到产品中去。4、有限元法有限元法（FiniteMethod）是以电子计算机为工具的一种数值计算方法。目前，该方法不仅能用于工程中复杂的非线性问题、非稳态问题（如结构力学、流体力学、热传导、电磁场等方面的问题）的求解，而且还可以用于工程设计中进行复杂结构的静态和动力学分析，并能准确地计算复杂零件的应力分布和变形，成为复杂零件强度和刚度计算的有利分析工具。5、工业艺术(ysh)造型设计工业艺术造型设计时工程技术与美学艺术相结合的一门新学科。他是旨在保证

12、产品使用功能的前提下，用艺术手段按照美学法则对工业产品进行造型活动，包括结构尺寸、体面形态(xngti)、色彩、材质、线条、装饰及人际关系等因素进行有机的综合处理，从而设计出优质美观的产品造型。实用和美观的最佳统一是工业艺术造型的基本原则。这一学科的主要内容包括：造型设计(shj)的基本要素、造型设计的基本原则、美学法则、色彩设计、人机工程学等。6、反求工程设计反求工程设计（ReverseEngineering）是消化吸收并改进国内外先进技术的一系列工作方法和技术的总和。它是通过实物或技术资料对已有的先进产品进行分析、解剖、试验，了解其材料、组成、结构、性能、功能，掌握其工艺原理和工作机理，已

13、进行消化仿制、改进或发展、创造新产品的一种方法和技术。它是针对消化吸收先进技术的系列分析方法和应用技术的组合。三、现代设计方法的特点1、工作方式的变化传统设计过程因受设计手段的限制采用串行方式进行，即设计任务按时序从需求分析、方案设计、概念设计、详细设计、加工、试验直至出厂逐环节进行。随着数据库技术和网络技术的发展，并行设计得到广泛应用。设计小组(Team)可同时地、并行地参与设计，并实时交流信息，缩短了设计周期并将各种新思想、新技术、新方法融入到产品设计中因此计算机技术促进了设计方式从“串行”到“并行”的变化。2、设计与制造一体化借助于产品数据管理技术，存在于计算机内的产品模型可直接进入CA

14、PP系统进行工艺规划、工艺路线的设计，并通过数控编程软件进行NC编程，加工代码可直接传入NC机床、加工中心进行加工。产品模型加强了设计与制造两个环节的连接，提高了产品开发的效率。3、以设计理论(lln)为核心现代设计方法(fngf)是基于理论形成的方法，借助理论指导设计可减小传统设计中经验设计的盲目性和随意性，提高设计的主动性、科学性和准确性。4、全生命周期设计(shj)所谓全寿命周期设计，就是在设计时要考虑设计、制造、安装、运行、维修、报废(废品处理和部分再循环使用)每一个阶段中用户的要求。全寿命周期设计意味着在设计阶段就要考虑到产品生命历程的所有环节，以求产品全寿命周期设计的综合优化，从时

15、间、质量、成本和服务方面提高企业的竞争力。它包含并行设计技术、面向制造的设计技术、产品数据管理技术3种先进的设计技术，并行设计是在规划和设计阶段，就以并行的方式综合考虑产品生命周期中所有后续阶段，包括工艺规划、制造、装配、试验、检验、营销、运输、使用、维修、保养、直至回收处置等各环节，以降低成本，提高质量；面向制造的设计是在设计阶段就考虑与制造有关的约束，全面评价和及时改进产品设计，以得到综合目标较优的设计方案，力争产品设计和制造一次成功，以达到降低成本，提高质量和缩短产品开发周期的目的；产品数据管理技术是利用数据库管理系统进行产品全寿命周期涉及的工程规范、文档、图纸、CAECADCAM文件、

16、产品结构模型、产品设计结果、产品定单、供应商状况以及产品工作流程等大量设计制造数据和信息的管理，并实现数据和信息的正确传递。在产品的整个生命周期中，这三种技术在网络技术、CAD、CAM、CAPP、CIMS(计算机集成制造)、CACD(计算机辅助概念设计)、NC人工智能和专家系统等支持下实现产品的设计、制造和使用的全过程，从而提高了产品的设计制造精度，降低成本增强了企业的市场竞争力。5、绿色设计技术人类社会在发展过程中，为了满足自己的物质需求，一方面不断向自然索取资源，另一方面又不停地产生废物与垃圾，造成了环境污染、生态破坏、资源殆尽的恶果。尤其是随着全球工业化进程的发展，人类生存环境遭到了日益

17、严重的污染，为了我们自身的生存与发展，设计领域提出了以节约资源和环境保护为主旨的“绿色设计”的口号，要求设计者在产品的全生命周期设计中要符合特定环境保护要求，做到对生态环境无害或危害最小、资源利用率最高、能源消耗最低。也就是说，要从产品的全寿命周期考虑产品的环境属性(可拆性、可回收性、可维护性、可重复利用性和人身健康及安全性等)和基本属性，使产品对环境的污染和破坏达到最小；分析产品设计对能源消耗的影响因素，提高能源利用率，改善能源危机；在产品材料的选择上，要以材料对环境的影响和有效利用作为控制目标，在实现产品功能要求的同时，使材料对环境污染最小和能源消耗最少。四、总结(zngji)通过对现代设计(shj)方法的学习以及上网查阅一些资料，让我对现代设计方法有了更深一步的了解。本节以计算机辅助设计、优化设计、可靠性设计、有限元法、工业艺术造型设计、设计方法学、三次设计等为例来说明现代设计方法的基本内容与特点。随着社会的发展(fzhn)，现代设计方法的发展也是必要的。所以了解现代设计理论的内容、方法、特点及相关概念与发展趋势是当前各类技术