機械設(shè)計及現(xiàn)代設(shè)計方法培訓(xùn)課件

第三章機械設(shè)計及現(xiàn)代設(shè)計方法

□4.1概論□4.2毛坯制造方法□4.3材料熱處理及表面處理技術(shù)□4.4零件加工制造□4.5機器裝備□4.6機械制造裝備3.1概論3.1.1工程設(shè)計的概念產(chǎn)品是設(shè)計結(jié)果的物質(zhì)表現(xiàn)。若設(shè)計人員所設(shè)計的產(chǎn)品,是以一定技術(shù)手段來實現(xiàn)社會特定需求的人造系統(tǒng),則稱之為技術(shù)系統(tǒng)。工程設(shè)計主要是對技術(shù)系統(tǒng)而言的,它是廣義設(shè)計在工程技術(shù)領(lǐng)域中的特有表現(xiàn),是對技術(shù)系統(tǒng)進行構(gòu)思、分析并把設(shè)想變?yōu)楝F(xiàn)實的技術(shù)實踐活動。3.1概論3.1.1工程設(shè)計的概念技術(shù)系統(tǒng)的處理對象是能量、物料及信息。隨著時間及其他條件的影響,系統(tǒng)中存在能量、物料及信息的變化,即能量流、物料流和信息流。其中,能量包括機械能、電能、光能、核能等形式,在圖3-1中用實線箭頭表示;物料可為材料、毛坯、試件、半成品等形式,在圖3-1中用雙線箭頭表示;而信息往往體現(xiàn)為測量值、指示值、控制信號、脈沖顯示等形式,在圖3-1中用虛線箭頭表示。圖3-1技術(shù)系統(tǒng)3.1概論3.1.1工程設(shè)計的概念圖3-2所示為壓力機用于沖壓時的技術(shù)系統(tǒng)示意圖,通過對系統(tǒng)的輸入和輸出的主要內(nèi)容分析可知,壓力機這一機械系統(tǒng)用來使物料分離或產(chǎn)生塑性變形。采用這種分析方法,便于抓住系統(tǒng)的本質(zhì),有助于進一步改進或開發(fā)新的技術(shù)系統(tǒng)。圖3-2壓力機用于沖壓時的技術(shù)系統(tǒng)3.1概論3.1.1工程設(shè)計的概念技術(shù)系統(tǒng)的性質(zhì)可分為整體性質(zhì)、基本設(shè)計性質(zhì)和工作性能,如圖3-3所示。圖3-3技術(shù)系統(tǒng)的性質(zhì)3.1概論3.1.1工程設(shè)計的概念結(jié)構(gòu)、材料、形狀、尺寸及工作表面被稱為技術(shù)系統(tǒng)的基本設(shè)計性質(zhì)的原因：首先在于它們決定了系統(tǒng)的其他性質(zhì),例如系統(tǒng)的強度、剛度等主要取決于零件的材料、尺寸,結(jié)構(gòu)及工作表面影響載荷分布及應(yīng)力狀態(tài)等;其次,這五種性質(zhì)是設(shè)計人員可調(diào)節(jié)的,例如當(dāng)空間受到限制時可以選用較好的材料,需要減小應(yīng)力集中影響時可以改變零件的形狀等。因此,也有人認為,設(shè)計過程就是基本設(shè)計性質(zhì)的調(diào)節(jié)過程,以使技術(shù)系統(tǒng)具備所期望的性質(zhì)。3.1概論3.1.1工程設(shè)計的概念工程設(shè)計是一種技術(shù)實踐活動,旨在創(chuàng)造人為事物,實踐性是其最根本的特征之一。從信息處理角度,設(shè)計是一種信息轉(zhuǎn)換裝置,輸入的是設(shè)計要求和約束條件信息,設(shè)計者運用一定的知識和方法通過計算機、試驗設(shè)備等工具進行設(shè)計,最后輸出的是方案、圖樣、程序、文件等設(shè)計結(jié)果。設(shè)計并不僅僅是計算和繪圖。隨著高新技術(shù)的發(fā)展和社會需求的多樣化,工業(yè)生產(chǎn)迅速走向大規(guī)模、集成化和復(fù)雜化,從而使現(xiàn)代工業(yè)特別是機械工業(yè)面臨新的機遇和挑戰(zhàn)。3.1概論3.1.2設(shè)計的地位和意義設(shè)計的目的：保證系統(tǒng)的功能,建立性能優(yōu)良、成本低廉、價值最佳的技術(shù)系統(tǒng)。它對產(chǎn)品的技術(shù)和經(jīng)濟效果起著決定性作用,其重要性是不言而喻的。設(shè)計的意義：設(shè)計作為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵性環(huán)節(jié),在產(chǎn)品的整個生命周期中占有極其重要的位置,它從根本上決定著產(chǎn)品的內(nèi)在和外在品質(zhì)及成本。3.1概論3.1.3設(shè)計的分類按照不同的劃分標準,設(shè)計有不同的分類。例如,按照設(shè)計活動的時間進程,設(shè)計可分為方案設(shè)計(概念設(shè)計)、技術(shù)設(shè)計(詳細設(shè)計)和施工設(shè)計?；趯υO(shè)計本質(zhì)的認識,根據(jù)設(shè)計活動中創(chuàng)造性的大小,則可將其分為三類:常規(guī)設(shè)計(RoutineDesign)、革新設(shè)計(InnovativeDesign)和創(chuàng)新設(shè)計(CreativeDesign)。3.1概論3.1.3設(shè)計的分類常規(guī)設(shè)計,是指以成熟技術(shù)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),運用常規(guī)方法來進行的產(chǎn)品設(shè)計。創(chuàng)造性設(shè)計是創(chuàng)新設(shè)計和革新設(shè)計的統(tǒng)稱。創(chuàng)新設(shè)計旨在提供具有社會價值的、新穎而獨特成果的設(shè)計。革新設(shè)計是指為增加原有產(chǎn)品的功能、適用范圍,提高它的性能或改進其結(jié)構(gòu)、尺寸或外形的變型設(shè)計,因此又可稱為改進設(shè)計。3.1概論3.1.3設(shè)計的分類類從設(shè)計任務(wù)務(wù)的要求來來劃分,通常有三種種不同類型型的設(shè)計:1)開發(fā)性設(shè)計計。運用成熟的的科學(xué)技術(shù)術(shù),從工作原理理和結(jié)構(gòu)上上設(shè)計過去去沒有的新新型產(chǎn)品,這是一種完完全創(chuàng)新的的設(shè)計。2)適應(yīng)性設(shè)計計。在原理、方方案基本保保持不變的的前提下,對產(chǎn)品作局局部的變更更設(shè)計,使之更能滿滿足用戶的的需求。3)變型設(shè)計。。在功能和工工作原理不不變的情況況下,變更現(xiàn)有產(chǎn)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)構(gòu)配置、布布置方式和和尺寸,使之適應(yīng)多多方面的使使用要求。。3.1概論3.1.4設(shè)計的本質(zhì)質(zhì)與過程設(shè)計的本質(zhì)質(zhì)可以從下下面幾方面面來說明:1)從工作性質(zhì)質(zhì)與內(nèi)容看看,設(shè)計的內(nèi)容容廣泛。2)從設(shè)計的過過程與方法法看,設(shè)計是一種種活動。①設(shè)計是是一種工程程活動。②設(shè)計是是一種創(chuàng)造造性的智力力活動。③設(shè)計是是一個綜合合、決策、、迭代、尋尋優(yōu)的過程程。設(shè)計是一種種創(chuàng)造性活活動,設(shè)計的本質(zhì)質(zhì)是創(chuàng)造和和革新,從這個意義義上講,創(chuàng)新是設(shè)計計的靈魂。。1.設(shè)計的本質(zhì)質(zhì)3.1概論3.1.4設(shè)計的本質(zhì)質(zhì)與過程設(shè)計的本質(zhì)質(zhì)是由如下下設(shè)計的基基本特征所所決定的:1)約束性。2)多解性。3)相對性。1.設(shè)計的本質(zhì)質(zhì)3.1概論3.1.4設(shè)計的本質(zhì)質(zhì)與過程2.設(shè)計的過程程首先,對設(shè)計對象象作出正確確的分析,確定它的技技術(shù)經(jīng)濟指指標。其次,采用系統(tǒng)學(xué)學(xué)或創(chuàng)造性性的設(shè)計方方法,確定可能的的設(shè)計方案案,根據(jù)經(jīng)驗或或通過簡單單的計算作作出分類,然后再用價價值分析方方法或優(yōu)選選方法選擇擇方案。最后,用優(yōu)化設(shè)計計方法確定定所選方案案的主要參參數(shù),選擇經(jīng)濟的的材料和工工藝過程,并完成設(shè)計計階段的一一切技術(shù)文文件。圖3-4機械產(chǎn)品設(shè)設(shè)計過程的的工作循環(huán)環(huán)流程3.2設(shè)計理論與與方法3.2.1設(shè)計理論與與方法的分分類圖3-5現(xiàn)代機械設(shè)設(shè)計方法的的分類3.2設(shè)計理論與與方法3.2.2機械設(shè)計理理論與方法法的發(fā)展趨趨向圖3-6現(xiàn)代機械設(shè)設(shè)計理論與與方法的發(fā)發(fā)展趨向3.3現(xiàn)代設(shè)計技技術(shù)3.3.1現(xiàn)代設(shè)計技技術(shù)的定義義與特點現(xiàn)代設(shè)計技技術(shù):以滿足應(yīng)市市產(chǎn)品的質(zhì)質(zhì)量、性能能、時間、、成本/價格綜合效效益最優(yōu)為為目的,以計算機輔輔助設(shè)計技技術(shù)為手段段,以知識為依依托,以多種科學(xué)學(xué)方法及技技術(shù)為手段段,研究、改進進、創(chuàng)造產(chǎn)產(chǎn)品活動過過程所用到到的技術(shù)群群體的總稱稱。3.3現(xiàn)代設(shè)計技技術(shù)3.3.1現(xiàn)代設(shè)計技技術(shù)的定義義與特點現(xiàn)代設(shè)計技技術(shù)具有如如下特點:(1)設(shè)計范疇擴擴展化(2)設(shè)計手段計計算機化(3)設(shè)計過程并并行化(4)設(shè)計過程智智能化(5)設(shè)計手段擬擬實化(6)分析手段精精確化(7)多種手段綜綜合應(yīng)用(8)強調(diào)設(shè)計的的邏輯性和和系統(tǒng)性(9)進行動態(tài)多多變量的優(yōu)優(yōu)化(10)強調(diào)產(chǎn)品的的環(huán)保性(11)強調(diào)產(chǎn)品的的宜人性(12)強調(diào)用戶參參與(13)強調(diào)設(shè)計階階段的質(zhì)量量控制(14)設(shè)計和和制造造一體體化(15)強調(diào)產(chǎn)產(chǎn)品全全生命命周期期最優(yōu)優(yōu)化3.3現(xiàn)代設(shè)設(shè)計技技術(shù)3.3.2優(yōu)良性性能設(shè)設(shè)計基基礎(chǔ)技技術(shù)優(yōu)良性性能設(shè)設(shè)計基基礎(chǔ)技技術(shù)是一組組以提提高機機械產(chǎn)產(chǎn)品綜綜合性性能為為目標標的設(shè)設(shè)計技技術(shù),是各種種創(chuàng)新新技術(shù)術(shù)發(fā)展展的基基礎(chǔ),是全生生命周周期設(shè)設(shè)計技技術(shù)的的必要要條件件。它包括括可靠性性設(shè)計計技術(shù)術(shù)、試試驗技技術(shù)、、防疲疲勞斷斷裂設(shè)設(shè)計技技術(shù)、、系統(tǒng)統(tǒng)動態(tài)態(tài)設(shè)計計技術(shù)術(shù)、穩(wěn)穩(wěn)定性性設(shè)計計技術(shù)術(shù)、摩摩擦學(xué)學(xué)設(shè)計計技術(shù)術(shù)、優(yōu)優(yōu)化設(shè)設(shè)計技技術(shù)、、防腐腐蝕設(shè)設(shè)計技技術(shù)、、表面面工程程設(shè)計計技術(shù)術(shù)、狀狀態(tài)監(jiān)監(jiān)測和和補償償控制制技術(shù)術(shù)等。。3.3現(xiàn)代設(shè)設(shè)計技技術(shù)3.3.2優(yōu)良性性能設(shè)設(shè)計基基礎(chǔ)技技術(shù)(1)可靠性的的概念及及其發(fā)展展產(chǎn)品的可可靠性可可定義為為:產(chǎn)品在規(guī)規(guī)定條件件下和規(guī)規(guī)定時間間內(nèi)完成成規(guī)定功功能的能能力。“規(guī)定的的時間””,它具有一一定壽命命的數(shù)值值概念。。這個規(guī)規(guī)定的時時間指的的是產(chǎn)品品出廠后后的一段段時間,這一段時時間可以以叫做產(chǎn)產(chǎn)品的保保險期;“規(guī)定的條條件”,包括環(huán)境境條件、、儲存條條件以及及受力條條件等;“規(guī)定的功功能”,它說的是是保持功功能參數(shù)數(shù)在一定定界限值值之內(nèi)的的能力,不能任意意擴大界界限值的的范圍。。1.可靠性設(shè)設(shè)計3.3現(xiàn)代設(shè)計計技術(shù)3.3.2優(yōu)良性能能設(shè)計基基礎(chǔ)技術(shù)術(shù)(2)可靠性的的研究內(nèi)內(nèi)容和可可靠性指指標可靠性的的主要研研究內(nèi)容容有可靠靠性理論論基礎(chǔ)和和可靠性性應(yīng)用技技術(shù)?？煽啃岳砝碚摶A(chǔ)礎(chǔ)包括概率率統(tǒng)計理理論、失失效物理理、可靠靠性設(shè)計計技術(shù)、、可靠性性環(huán)境技技術(shù)、可可靠性數(shù)數(shù)據(jù)處理理技術(shù)、、可靠性性基礎(chǔ)實實驗及人人在操作作過程中中的可靠靠性等。?？煽啃詰?yīng)應(yīng)用技術(shù)術(shù)包括使用用要求調(diào)調(diào)查、現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)據(jù)收集和和分析、、失效分分析、零零部件和和系統(tǒng)的的可靠性性設(shè)計與與預(yù)測、、軟件可可靠性、、可靠性性評價和和驗證、、包裝運運輸保管管和使用用的可靠靠性規(guī)范范、可靠靠性標準準等。1.可靠性設(shè)設(shè)計3.3現(xiàn)代設(shè)計計技術(shù)3.3.2優(yōu)良性能能設(shè)計基基礎(chǔ)技術(shù)術(shù)(2)可靠性的的研究內(nèi)內(nèi)容和可可靠性指指標可靠性的的數(shù)值標標準常采采用以下下指標(或稱特征征值):可靠度、、失效率率或故障障率和平平均壽命命等。1)可靠度(DegreeOfReliability)?？煽慷榷鹊亩x義是:零件(系統(tǒng))在規(guī)定的的運行條條件下及及在規(guī)定定的工作作時間內(nèi)內(nèi),能正常工工作的概概率。1.可靠性設(shè)設(shè)計3.3現(xiàn)代設(shè)計計技術(shù)3.3.2優(yōu)良性能能設(shè)計基基礎(chǔ)技術(shù)術(shù)(2)可靠性的的研究內(nèi)內(nèi)容和可可靠性指指標2)失效率(FailureRate)。機電產(chǎn)產(chǎn)品零件件的典型型失效率率曲線(即失效或或故障模模式)如圖3-7所示。1.可靠性設(shè)設(shè)計3.3現(xiàn)代設(shè)計計技術(shù)2)失效率(FailureRate)。典型失效效率曲線線可以劃劃分為三三個區(qū)域域。早期失效效區(qū)域最初的失失效率較較高,此后迅速速下降。。正常工作作區(qū)域出現(xiàn)的失失效具有有隨機性性,失效率變變化不太太大,有的微微微下降或或上升。。在此區(qū)區(qū)域內(nèi),失效率較較低。功能失效效區(qū)域的失效率率迅速上上升。一一般情況況下,零件表現(xiàn)現(xiàn)為耗損損、疲勞勞或老化化所致的的失效。。預(yù)測這這一時間間的意義義非常重重大。失效率曲曲線的三三個區(qū)域域反映了了產(chǎn)品零零件的三三種失效效率或故故障模式式,它們均具具有一定定的概率率分布特特性。圖3-7機電產(chǎn)品品零件的的典型失失效率曲曲線3.3現(xiàn)代設(shè)計計技術(shù)3.3.2優(yōu)良性能能設(shè)計基基礎(chǔ)技術(shù)術(shù)(3)機械可靠靠性設(shè)計計機械可靠靠性設(shè)計計是在滿滿足產(chǎn)品品功能、、成本等等要求的的前提下下,使產(chǎn)品可可靠運行行的設(shè)計計過程。。機械可靠靠性設(shè)計計的主要要特征是將常規(guī)規(guī)設(shè)計變變量,如材料強強度、疲疲勞壽命命、載荷荷、幾何何尺寸及及應(yīng)力等等所具有有的多值值現(xiàn)象都都看成是是服從某某種分布布的隨機機變量,根據(jù)機械械產(chǎn)品的的可靠性性指標要要求,用概率統(tǒng)統(tǒng)計的方方法設(shè)計計出零部部件的主主要參數(shù)數(shù)和結(jié)構(gòu)構(gòu)尺寸。。1.可靠性設(shè)設(shè)計3.3現(xiàn)代設(shè)計計技術(shù)3.3.2優(yōu)良性能能設(shè)計基基礎(chǔ)技術(shù)術(shù)(3)機械可靠靠性設(shè)計計機械可靠靠性設(shè)計計內(nèi)容包包括:1)可靠性預(yù)預(yù)測。可靠性預(yù)預(yù)測是一一種預(yù)報報方法,即從所得得到的失失效數(shù)據(jù)據(jù)預(yù)報一一個零部部件或系系統(tǒng)實際際可能達達到的可可靠度,預(yù)報這些些零部件件或系統(tǒng)統(tǒng)在規(guī)定定的條件件下和在在規(guī)定的的時間內(nèi)內(nèi)完成規(guī)規(guī)定功能能的概率率。其目的有有:協(xié)調(diào)設(shè)計計參數(shù)及及指標,提高產(chǎn)品品的可靠靠性;對比設(shè)計計方案,以選擇最最佳系統(tǒng)統(tǒng);預(yù)示薄弱弱環(huán)節(jié),采取取改改進進措措施施。。它可可以以按按單單元元→→子子系系統(tǒng)統(tǒng)→→系系統(tǒng)統(tǒng)的的順順序序自自下下而而上上地地落落實實可可靠靠性性指指標標,是一一種種合合成成方方法法。。1.可靠靠性性設(shè)設(shè)計計3.3現(xiàn)代代設(shè)設(shè)計計技技術(shù)術(shù)3.3.2優(yōu)良良性性能能設(shè)設(shè)計計基基礎(chǔ)礎(chǔ)技技術(shù)術(shù)(3)機械械可可靠靠性性設(shè)設(shè)計計機械械可可靠靠性性設(shè)設(shè)計計內(nèi)內(nèi)容容包包括括:2)可靠靠性性分分配配。。可靠靠性性分分配配就就是是將將系系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)設(shè)計計所所要要求求達達到到的的可可靠靠性性,合理理地地分分配配給給各各組組成成單單元元,從而而求求出出各各單單元元應(yīng)應(yīng)具具有有的的可可靠靠度度。?？煽煽靠啃孕苑址峙渑涞牡哪康牡脑谟谟诤虾侠砝淼氐卮_確定定每每個個單單元元的的可可靠靠性性指指標標,并將將它它作作為為元元件件設(shè)設(shè)計計和和選選用用的的重重要要依依據(jù)據(jù)。。它是是按按系系統(tǒng)統(tǒng)→→子子系系統(tǒng)統(tǒng)→→單單元元的的順順序序自自上上而而下下地地落落實實可可靠靠性性指指標標,是一一種種分分解解方方法法。。1.可靠靠性性設(shè)設(shè)計計3.3現(xiàn)代代設(shè)設(shè)計計技技術(shù)術(shù)3.3.2優(yōu)良良性性能能設(shè)設(shè)計計基基礎(chǔ)礎(chǔ)技技術(shù)術(shù)(3)機械械可可靠靠性性設(shè)設(shè)計計機械械可可靠靠性性設(shè)設(shè)計計內(nèi)內(nèi)容容包包括括:3)可靠靠性性試試驗驗。。可靠靠性性試試驗驗是是為為了了定定量量評評價價產(chǎn)產(chǎn)品品的的可可靠靠性性指指標標而而進進行行的的各各種種試試驗驗的的總總稱稱。。通通過過試試驗驗可可以以獲獲得得受受試試產(chǎn)產(chǎn)品品的的可可靠靠性性指指標標,如平平均均壽壽命命、、可可靠靠度度、、失失效效概概率率等等,驗證證產(chǎn)產(chǎn)品品是是否否達達到到設(shè)設(shè)計計要要求求。。通通過過對對試試驗驗樣樣品品的的失失效效分分析析,可以以揭揭示示產(chǎn)產(chǎn)品品的的薄薄弱弱環(huán)環(huán)節(jié)節(jié)及及其其原原因因,制定定相相應(yīng)應(yīng)措措施施,達到到提提高高可可靠靠性性的的目目的的。。因因此此,可靠靠性性試試驗驗是是研研究究產(chǎn)產(chǎn)品品可可靠靠性性的的基基本本手手段段,也是是預(yù)預(yù)測測產(chǎn)產(chǎn)品品可可靠靠性性的的基基礎(chǔ)礎(chǔ)。。1.可靠靠性性設(shè)設(shè)計計3.3現(xiàn)代代設(shè)設(shè)計計技技術(shù)術(shù)3.3.2優(yōu)良良性性能能設(shè)設(shè)計計基基礎(chǔ)礎(chǔ)技技術(shù)術(shù)(1)系統(tǒng)統(tǒng)動動態(tài)態(tài)設(shè)設(shè)計計的的技技術(shù)術(shù)內(nèi)內(nèi)涵涵機機械械設(shè)設(shè)計計可可以以分分為為靜靜態(tài)態(tài)設(shè)設(shè)計計和和動動態(tài)態(tài)設(shè)設(shè)計計。。1)靜態(tài)態(tài)設(shè)設(shè)計計。。認為為結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)是是相相對對““不不動動的的””,它承承受受的的載載荷荷和和周周圍圍介介質(zhì)質(zhì)的的狀狀態(tài)態(tài)參參數(shù)數(shù)(如溫溫度度、、壓壓力力、、流流速速及及電電磁磁場場等等)也是是““不不變變的的””,只對對其其靜靜態(tài)態(tài)性性能能進進行行分分析析、、評評價價和和設(shè)設(shè)計計。。2)動態(tài)態(tài)設(shè)設(shè)計計。。動態(tài)態(tài)設(shè)設(shè)計計是是相相對對靜靜態(tài)態(tài)設(shè)設(shè)計計而而言言,與靜靜態(tài)態(tài)設(shè)設(shè)計計的的本本質(zhì)質(zhì)區(qū)區(qū)別別在在于于:變““不不動動””為為““運運動動””,變““不不變變””為為““變變化化””,是對對結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的動動態(tài)態(tài)特特性性,如固固有有頻頻率率、、振振型型、、動動力力響響應(yīng)應(yīng)和和運運動動穩(wěn)穩(wěn)定定性性等等進進行行分分析析、、評評價價與與設(shè)設(shè)計計,謀求求結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)系系統(tǒng)統(tǒng)在在工工作作過過程程中中受受到到各各種種預(yù)預(yù)期期可可能能的的瞬瞬變變載載荷荷及及環(huán)環(huán)境境作作用用時時,仍然然保保持持良良好好的的動動態(tài)態(tài)性性能能與與工工作作狀狀態(tài)態(tài)。。2.系統(tǒng)統(tǒng)動動態(tài)態(tài)設(shè)設(shè)計計3.3現(xiàn)代代設(shè)設(shè)計計技技術(shù)術(shù)3.3.2優(yōu)良良性性能能設(shè)設(shè)計計基基礎(chǔ)礎(chǔ)技技術(shù)術(shù)(1)系統(tǒng)統(tǒng)動動態(tài)態(tài)設(shè)設(shè)計計的的技技術(shù)術(shù)內(nèi)內(nèi)涵涵系統(tǒng)統(tǒng)動動態(tài)態(tài)設(shè)設(shè)計計的的技技術(shù)術(shù)內(nèi)內(nèi)涵涵主主要要體體現(xiàn)現(xiàn)在在:建立立可可靠靠的的數(shù)數(shù)學(xué)學(xué)模模型型,借助助電電子子計計算算機機技技術(shù)術(shù),采用用先先進進的的科科學(xué)學(xué)計計算算方方法法,以實實驗驗數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)為為依依托托,全面面分分析析研研究究機機械械結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)系系統(tǒng)統(tǒng)在在預(yù)預(yù)期期可可能能的的各各種種載載荷荷與與周周圍圍介介質(zhì)質(zhì)作作用用下下,力與與運運動動、、結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)變變形形、、內(nèi)內(nèi)部部應(yīng)應(yīng)力力以以及及穩(wěn)穩(wěn)定定性性之之間間的的關(guān)關(guān)系系,據(jù)此此調(diào)調(diào)整整結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)參參數(shù)數(shù),確保保機機械械結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)系系統(tǒng)統(tǒng)在在實實際際工工作作運運行行中中具具備備優(yōu)優(yōu)良良的的動動態(tài)態(tài)性性能能、、足足夠夠的的穩(wěn)穩(wěn)定定裕裕度度、、良良好好的的工工作作狀狀態(tài)態(tài)。。2.系統(tǒng)統(tǒng)動動態(tài)態(tài)設(shè)設(shè)計計3.3現(xiàn)代代設(shè)設(shè)計計技技術(shù)術(shù)3.3.2優(yōu)良良性性能能設(shè)設(shè)計計基基礎(chǔ)礎(chǔ)技技術(shù)術(shù)(2)系統(tǒng)統(tǒng)動動態(tài)態(tài)設(shè)設(shè)計計方方法法目目前前系系統(tǒng)統(tǒng)動動態(tài)態(tài)設(shè)設(shè)計計方方法法主主要要有有傳傳遞遞函函數(shù)數(shù)分分析析法法、、模模態(tài)態(tài)分分析析法法和和模模態(tài)態(tài)綜綜合合法法。。1)傳遞遞函函數(shù)數(shù)分分析析法法。。2.系統(tǒng)統(tǒng)動動態(tài)態(tài)設(shè)設(shè)計計3.3現(xiàn)代代設(shè)設(shè)計計技技術(shù)術(shù)3.3.2優(yōu)良良性性能能設(shè)設(shè)計計基基礎(chǔ)礎(chǔ)技技術(shù)術(shù)(2)系統(tǒng)統(tǒng)動動態(tài)態(tài)設(shè)設(shè)計計方方法法1)傳遞遞函函數(shù)數(shù)分分析析法法。。傳遞遞函函數(shù)數(shù)是是系系統(tǒng)統(tǒng)動動態(tài)態(tài)分分析析設(shè)設(shè)計計方方法法研研究究的的中中心心內(nèi)內(nèi)容容。。因為為利利用用傳傳遞遞函函數(shù)數(shù)不不必必求求解解微微分分方方程程,就可可研研究究初初始始條條件件為為零零的的系系統(tǒng)統(tǒng)在在輸輸入入信信號號作作用用下下的的動動態(tài)態(tài)過過程程,同時時還還可可研研究究系系統(tǒng)統(tǒng)參參數(shù)數(shù)變變化化或或結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)參參數(shù)數(shù)變變化化對對動動態(tài)態(tài)過過程程的的影影響響,因而而使使分分析析和和研研究究過過程程大大為為簡簡化化;另一一方方面面,還可可以以把把對對系系統(tǒng)統(tǒng)性性能能的的要要求求轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化為為對對系系統(tǒng)統(tǒng)傳傳遞遞函函數(shù)數(shù)的的要要求求,把系系統(tǒng)統(tǒng)的的各各種種特特性性用用數(shù)數(shù)學(xué)學(xué)模模型型有有機機地地結(jié)結(jié)合合在在一一起起,使綜綜合合設(shè)設(shè)計計易易于于實實現(xiàn)現(xiàn)。。2.系統(tǒng)統(tǒng)動動態(tài)態(tài)設(shè)設(shè)計計3.3現(xiàn)代代設(shè)設(shè)計計技技術(shù)術(shù)3.3.2優(yōu)良良性性能能設(shè)設(shè)計計基基礎(chǔ)礎(chǔ)技技術(shù)術(shù)(2)系統(tǒng)統(tǒng)動動態(tài)態(tài)設(shè)設(shè)計計方方法法2)模態(tài)態(tài)分分析析法法。。應(yīng)用用傳傳遞遞函函數(shù)數(shù)進進行行系系統(tǒng)統(tǒng)或或設(shè)設(shè)備備的的動動態(tài)態(tài)特特性性分分析析雖雖然然方方便便,但首首先先需需要要有有相相應(yīng)應(yīng)的的傳傳遞遞函函數(shù)數(shù),而在在許許多多情情況況下下,求不不出出相相應(yīng)應(yīng)的的傳傳遞遞函函數(shù)數(shù)。。為為了了解解決決這這樣樣一一些些問問題題,可以以采采用用模模態(tài)態(tài)分分析析法法。。2.系統(tǒng)統(tǒng)動動態(tài)態(tài)設(shè)設(shè)計計3.3現(xiàn)代代設(shè)設(shè)計計技技術(shù)術(shù)3.3.2優(yōu)良良性性能能設(shè)設(shè)計計基基礎(chǔ)礎(chǔ)技技術(shù)術(shù)(2)系統(tǒng)統(tǒng)動動態(tài)態(tài)設(shè)設(shè)計計方方法法2)模態(tài)態(tài)分分析析法法。。將一一個個多多自自由由度度振振動動系系統(tǒng)統(tǒng)的的固固有有特特性性用用一一系系列列模模態(tài)態(tài)參參量量來來表表達達,這些些參參量量的的關(guān)關(guān)系系就就形形成成了了系系統(tǒng)統(tǒng)的的傳傳遞遞函函數(shù)數(shù)。。一一個個具具有有個個自自由由度度的的振振動動系系統(tǒng)統(tǒng),將有有一一個個階階的的傳傳遞遞函函數(shù)數(shù)矩矩陣陣。。用用實實驗驗和和其其他他數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)處處理理手手段段(如有有限限元元方方法法)找出出該該系系統(tǒng)統(tǒng)特特有有的的模模態(tài)態(tài)參參量量或或傳傳遞遞函函數(shù)數(shù),并用用以以對對系系統(tǒng)統(tǒng)的的動動態(tài)態(tài)性性能能進進行行分分析析、、預(yù)預(yù)測測、、評評價價和和優(yōu)優(yōu)化化,這種種處處理理問問題題的的方方法法就就叫叫做做模態(tài)態(tài)分分析析法法。。2.系統(tǒng)統(tǒng)動動態(tài)態(tài)設(shè)設(shè)計計3.3現(xiàn)代代設(shè)設(shè)計計技技術(shù)術(shù)3.3.2優(yōu)良良性性能能設(shè)設(shè)計計基基礎(chǔ)礎(chǔ)技技術(shù)術(shù)(2)系統(tǒng)統(tǒng)動動態(tài)態(tài)設(shè)設(shè)計計方方法法3)模態(tài)態(tài)綜綜合合法法。。模態(tài)態(tài)綜綜合合法法的的基基本本思思想想是是:首先先,按照照工工程程觀觀點點和和結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)(系統(tǒng)統(tǒng))的幾幾何何特特點點,將整整個個結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)劃劃分分為為若若干干個個子子結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu);其次次,建立立子子結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的運運動動方方程程,進行行子子結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的模模態(tài)態(tài)分分析析;再次次,將子子結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的運運動動方方程程變變?yōu)闉槟ＤB(tài)態(tài)方方程程,在模模態(tài)態(tài)坐坐標標下下將將各各個個子子結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)進進行行模模態(tài)態(tài)綜綜合合,從而而計計算算整整個個結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)系系統(tǒng)統(tǒng)的的模模態(tài)態(tài);最后后,返回回到到原原物物理理坐坐標標以以再再現(xiàn)現(xiàn)整整機機結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的動動態(tài)態(tài)特特性性。。2.系統(tǒng)統(tǒng)動動態(tài)態(tài)設(shè)設(shè)計計3.3現(xiàn)代代設(shè)設(shè)計計技技術(shù)術(shù)3.3.2優(yōu)良良性性能能設(shè)設(shè)計計基基礎(chǔ)礎(chǔ)技技術(shù)術(shù)(2)系統(tǒng)統(tǒng)動動態(tài)態(tài)設(shè)設(shè)計計方方法法3)模態(tài)態(tài)綜綜合合法法。。主要要特特點點是是:第一一,通過過求求解解若若干干個個小小型型的的特特征征值值問問題題來來取取代代計計算算大大型型的的特特征征值值問問題題;第二二,對于于不不同同的的子子結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)還還可可以以用用不不同同的的方方法法來來進進行行分分析析。。例例如如,有些些子子結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)目目前前還還不不宜宜采采用用計計算算的的方方法法直直接接分分析析,則采采用用實實驗驗的的方方法法測測出出它它的的動動態(tài)態(tài)特特性性。。2.系統(tǒng)統(tǒng)動動態(tài)態(tài)設(shè)設(shè)計計3.3現(xiàn)代代設(shè)設(shè)計計技技術(shù)術(shù)3.3.2優(yōu)良良性性能能設(shè)設(shè)計計基基礎(chǔ)礎(chǔ)技技術(shù)術(shù)(1)概述述優(yōu)化化設(shè)設(shè)計計是是以以數(shù)數(shù)學(xué)學(xué)規(guī)規(guī)劃劃為為理理論論基基礎(chǔ)礎(chǔ),以計計算算機機為為工工具具,在充充分分考考慮慮多多種種約約束束的的前前提提下下,尋求求滿滿足足某某項項預(yù)預(yù)定定目目標標的的最最佳佳設(shè)設(shè)計計方方案案。。優(yōu)化化設(shè)設(shè)計計技技術(shù)術(shù)是是優(yōu)優(yōu)化化設(shè)設(shè)計計全全過過程程中中各各種種方方法法、、技技術(shù)術(shù)的的總總稱稱,它主主要要包包含含兩兩部部分分內(nèi)內(nèi)容容:優(yōu)化化設(shè)設(shè)計計問問題題的的建建模模技技術(shù)術(shù)和和優(yōu)優(yōu)化化設(shè)設(shè)計計問問題題的的求求解解技技術(shù)術(shù)。。3.優(yōu)化化設(shè)設(shè)計計3.3現(xiàn)代代設(shè)設(shè)計計技技術(shù)術(shù)3.3.2優(yōu)良良性性能能設(shè)設(shè)計計基基礎(chǔ)礎(chǔ)技技術(shù)術(shù)(2)優(yōu)化化設(shè)設(shè)計計的的數(shù)數(shù)學(xué)學(xué)模模型型優(yōu)化化設(shè)設(shè)計計中中常常用用以以下下幾幾個個基基本本術(shù)術(shù)語語:1)設(shè)計計變變量量。。在在構(gòu)構(gòu)成成一一項項設(shè)設(shè)計計方方案案的的全全部部參參數(shù)數(shù)中中,可能能有有一一部部分分參參數(shù)數(shù)根根據(jù)據(jù)實實際際情情況況預(yù)預(yù)先先確確定定了了數(shù)數(shù)值值,它們們在在優(yōu)優(yōu)化化設(shè)設(shè)計計過過程程中中始始終終保保持持不不變變,這樣樣的的參參數(shù)數(shù)稱稱為為給給定定參參數(shù)數(shù);另一一部部分分參參數(shù)數(shù)則則是是需需要要優(yōu)優(yōu)選選的的參參數(shù)數(shù),它們們的的數(shù)數(shù)值值在在優(yōu)優(yōu)化化設(shè)設(shè)計計過過程程中中是是變變化化的的,這類類參參數(shù)數(shù)稱稱為為設(shè)設(shè)計計變變量量。。它它們們相相當(dāng)當(dāng)于于數(shù)數(shù)學(xué)學(xué)上上的的自自變變量量。。3.優(yōu)化化設(shè)設(shè)計計3.3現(xiàn)代代設(shè)設(shè)計計技技術(shù)術(shù)3.3.2優(yōu)良良性性能能設(shè)設(shè)計計基基礎(chǔ)礎(chǔ)技技術(shù)術(shù)(2)優(yōu)化化設(shè)設(shè)計計的的數(shù)數(shù)學(xué)學(xué)模模型型2)目標標函函數(shù)數(shù)。。每每一一個個設(shè)設(shè)計計問問題題,都有有一一個個或或多多個個設(shè)設(shè)計計所所追追求求的的目目標標,它們們可可以以用用設(shè)設(shè)計計變變量量的的函函數(shù)數(shù)來來加加以以描描述述,如f(x),在優(yōu)優(yōu)化化設(shè)設(shè)計計中中稱稱它它們們?yōu)闉槟磕繕藰撕瘮?shù)數(shù),當(dāng)給給定定一一組組設(shè)設(shè)計計變變量量值值時時,就可可計計算算出出相相應(yīng)應(yīng)的的目目標標函函數(shù)數(shù)值值。。優(yōu)優(yōu)化化設(shè)設(shè)計計的的目目的的就就是是要要求求所所選選擇擇的的設(shè)設(shè)計計變變量量使使目目標標函函數(shù)數(shù)值值達達到到最最佳佳值值。。最最佳佳值值可可能能是是極極大大值值,也可可能能是是極極小小值值,由于于求求目目標標函函數(shù)數(shù)f(x)的極極大大化化等等價價于于求求目目標標函函數(shù)數(shù)-f(x)的極極小小化化,因此此,為算算法法和和程程序序的的統(tǒng)統(tǒng)一一,通常常最最優(yōu)優(yōu)化化就就是是指指極極小小化化,即f(x)→→min。3.優(yōu)化化設(shè)設(shè)計計3.3現(xiàn)代代設(shè)設(shè)計計技技術(shù)術(shù)3.3.2優(yōu)良良性性能能設(shè)設(shè)計計基基礎(chǔ)礎(chǔ)技技術(shù)術(shù)(2)優(yōu)化化設(shè)設(shè)計計的的數(shù)數(shù)學(xué)學(xué)模模型型3)設(shè)計計約約束束。。優(yōu)優(yōu)化化設(shè)設(shè)計計不不僅僅要要使使所所選選擇擇方方案案的的設(shè)設(shè)計計指指標標達達到到最最佳佳值值,同時時還還必必須須滿滿足足一一些些附附加加的的條條件件。。這這些些附附加加的的設(shè)設(shè)計計條條件件都都是是對對設(shè)設(shè)計計變變量量取取值值的的限限制制,在優(yōu)優(yōu)化化設(shè)設(shè)計計中中叫叫做做設(shè)設(shè)計計約約束束。。它它的的表表現(xiàn)現(xiàn)形形式式有有兩兩種種,一種種是是不不等等式式約約束束。。即或或另一一種種是是等等式式約約束束,即3.優(yōu)化化設(shè)設(shè)計計3.3現(xiàn)代代設(shè)設(shè)計計技技術(shù)術(shù)3.3.2優(yōu)良良性性能能設(shè)設(shè)計計基基礎(chǔ)礎(chǔ)技技術(shù)術(shù)(2)優(yōu)化化設(shè)設(shè)計計的的數(shù)數(shù)學(xué)學(xué)模模型型4)優(yōu)化化設(shè)設(shè)計計問問題題的的最最優(yōu)優(yōu)解解。。優(yōu)優(yōu)化化設(shè)設(shè)計計就就是是求求解解個個設(shè)設(shè)計計變變量量,在滿滿足足約約束束條條件件下下使使目目標標函函數(shù)數(shù)達達到到最最小小值值,即3.優(yōu)化化設(shè)設(shè)計計3.3現(xiàn)代代設(shè)設(shè)計計技技術(shù)術(shù)3.3.2優(yōu)良良性性能能設(shè)設(shè)計計基基礎(chǔ)礎(chǔ)技技術(shù)術(shù)(2)優(yōu)化化設(shè)設(shè)計計的的數(shù)數(shù)學(xué)學(xué)模模型型(3)最優(yōu)優(yōu)化化求求解解方方法法多多數(shù)數(shù)最最優(yōu)優(yōu)化化求求解解方方法法的的基基本本思思想想都都是是由由迭迭代代算算法法而而來來,無約約束束最最優(yōu)優(yōu)化化方方法法的的主主要要步步驟驟為為:1)選定定初初始始點點,計算算目目標標函函數(shù)數(shù)初初始始值值f(x0)。2)選取取一一個個能能使使目目標標函函數(shù)數(shù)值值下下降降的的方方向向,沿該該方方向向取取一一下下降降點點x1,能使使目目標標函函數(shù)數(shù)值值下下降降,f(x1)<f(x0)。3)當(dāng)不不存存在在下下降降方方向向,或雖雖存存在在但但點點與與點點已已足足夠夠靠靠近近,則認認為為找找到到了了一一個個最最優(yōu)優(yōu)解解,結(jié)束束求求解解過過程程,否則則,轉(zhuǎn)步步驟驟2)繼續(xù)續(xù)。。3.優(yōu)化化設(shè)設(shè)計計3.3現(xiàn)代代設(shè)設(shè)計計技技術(shù)術(shù)競爭爭優(yōu)優(yōu)勢勢創(chuàng)創(chuàng)建建技技術(shù)術(shù)是從從產(chǎn)產(chǎn)品品的的工工作作特特性性和和功功能能目目標標出出發(fā)發(fā),在技技術(shù)術(shù)、、經(jīng)經(jīng)濟濟和和社社會會等等具具體體條條件件下下,根據(jù)據(jù)相相鄰鄰學(xué)學(xué)科科的的原原理理,創(chuàng)造造性性地地設(shè)設(shè)計計產(chǎn)產(chǎn)品品,并使使它它在在技技術(shù)術(shù)及及經(jīng)經(jīng)濟濟上上達達到到最最佳佳水水平平。。它包包括括創(chuàng)新新設(shè)設(shè)計計技技術(shù)術(shù)、、降降低低成成本本設(shè)設(shè)計計技技術(shù)術(shù)、、快快速速響響應(yīng)應(yīng)設(shè)設(shè)計計技技術(shù)術(shù)、、大大批批量量定定制制設(shè)設(shè)計計技技術(shù)術(shù)、、仿仿真真與與虛虛擬擬設(shè)設(shè)計計技技術(shù)術(shù)、、快快速速成成型型與與反反求求設(shè)設(shè)計計技技術(shù)術(shù)、、智智能能設(shè)設(shè)計計技技術(shù)術(shù)、、廣廣義義優(yōu)優(yōu)化化技技術(shù)術(shù)及及工工業(yè)業(yè)產(chǎn)產(chǎn)品品造造型型設(shè)設(shè)計計技技術(shù)術(shù)等等。。3.3.3競爭爭優(yōu)優(yōu)勢勢創(chuàng)創(chuàng)建建設(shè)設(shè)計計技技術(shù)術(shù)3.3現(xiàn)代代設(shè)設(shè)計計技技術(shù)術(shù)3.3.3競爭爭優(yōu)優(yōu)勢勢創(chuàng)創(chuàng)建建設(shè)設(shè)計計技技術(shù)術(shù)在制制造造業(yè)業(yè)中中,一般般把把產(chǎn)產(chǎn)品品的的技技術(shù)術(shù)創(chuàng)創(chuàng)新新分分為為如如下下兩兩種種:第一一種種是是無無重重要要新新技技術(shù)術(shù),但在在形形式式上上翻翻新新,因而而能能獲獲得得相相應(yīng)應(yīng)競競爭爭能能力力的的創(chuàng)創(chuàng)新新。。第二種是是含有(開發(fā)了)新技術(shù),使產(chǎn)品競競爭力有有重大提提高,或形成新新競爭力力制高點點的創(chuàng)新新。1.創(chuàng)新設(shè)計計技術(shù)3.3現(xiàn)代設(shè)計計技術(shù)3.3.3競爭優(yōu)勢勢創(chuàng)建設(shè)設(shè)計技術(shù)術(shù)(1)快速響應(yīng)應(yīng)工程快快速響響應(yīng)工程程主要包包括以下下一些內(nèi)內(nèi)容:1)建立快速速捕捉市市場動態(tài)態(tài)需求信信息的決決策機制制。2)實現(xiàn)產(chǎn)品品的快速速設(shè)計。。3)追求新產(chǎn)產(chǎn)品的快快速試制制定型。。4)推行快速速響應(yīng)制制造的生生產(chǎn)體系系。2.快速響應(yīng)應(yīng)設(shè)計技技術(shù)3.3現(xiàn)代設(shè)計計技術(shù)3.3.3競爭優(yōu)勢勢創(chuàng)建設(shè)設(shè)計技術(shù)術(shù)(2)實現(xiàn)快速速響應(yīng)設(shè)設(shè)計的關(guān)關(guān)鍵實現(xiàn)快速速響應(yīng)設(shè)設(shè)計的關(guān)關(guān)鍵是有效利用用各種信信息資源源。信息同同以實物物呈現(xiàn)的的硬件(材料、能能源)相比,具有如下下特點:能量級小小、存儲儲性好(體積小、、重量輕輕)、滲透力力強(傳播迅速速)、處理方方便(加工容易易)等。最大大的優(yōu)點點就是共共享性極極佳。2.快速響應(yīng)應(yīng)設(shè)計技技術(shù)3.3現(xiàn)代設(shè)計計技術(shù)3.3.3競爭優(yōu)勢勢創(chuàng)建設(shè)設(shè)計技術(shù)術(shù)(3)虛擬設(shè)計計技術(shù)虛擬設(shè)計計是指設(shè)設(shè)計者在在虛擬環(huán)環(huán)境中進進行設(shè)計計。設(shè)計計者可以以在虛擬擬環(huán)境中中用交互互手段對對在計算算機內(nèi)建建立的模模型進行行修改。。虛擬設(shè)設(shè)計以虛虛擬現(xiàn)實實技術(shù)為為基礎(chǔ)。。虛擬現(xiàn)現(xiàn)實(VirtualReality,VR)技術(shù)是基基于三維維計算機機圖形技技術(shù)與計計算機硬硬件技術(shù)術(shù)發(fā)展起起來的高高級人機機交互技技術(shù),為用戶提提供逼真真的感覺覺,包括三維維視覺、、立體聽聽覺、觸觸覺、甚甚至嗅覺覺和味覺覺等多種種知覺方方式。2.快速響應(yīng)應(yīng)設(shè)計技技術(shù)3.3現(xiàn)代設(shè)計計技術(shù)3.3.3競爭優(yōu)勢勢創(chuàng)建設(shè)設(shè)計技術(shù)術(shù)(3)虛擬設(shè)計計技術(shù)虛擬設(shè)計計具有以以下優(yōu)點點:①繼承了虛虛擬現(xiàn)實實技術(shù)的的所有特特點;②繼承了傳傳統(tǒng)CAD設(shè)計的優(yōu)優(yōu)點,便于利用用原有成成果;③具備仿真真技術(shù)的的可視化化特點,便于改進進和修正正原有設(shè)設(shè)計;④支持協(xié)同同工作和和異地設(shè)設(shè)計,利于資源源共享和和優(yōu)勢互互補,從而縮短短產(chǎn)品開開發(fā)周期期;⑤便于利用用和補充充各種先先進技術(shù)術(shù),保持技術(shù)術(shù)上的領(lǐng)領(lǐng)先優(yōu)勢勢。2.快速響應(yīng)應(yīng)設(shè)計技技術(shù)圖3-8基于虛擬擬現(xiàn)實技技術(shù)的虛虛擬設(shè)計計系統(tǒng)3.3現(xiàn)代設(shè)計計技術(shù)3.3.4全生命周周期設(shè)計計技術(shù)產(chǎn)品全生生命周期期設(shè)計,不僅是設(shè)設(shè)計產(chǎn)品品的功能能和結(jié)構(gòu)構(gòu),也要考慮慮產(chǎn)品的的規(guī)劃、、設(shè)計、、制造、、經(jīng)銷、、運行、、使用、、維修及及保養(yǎng)直直到回收收再處置置的全過過程,意味著在在設(shè)計階階段就要要考慮到到產(chǎn)品生生命歷程程的所有有環(huán)節(jié),以求產(chǎn)品品全生命命周期設(shè)設(shè)計的綜綜合優(yōu)化化。全生命周周期設(shè)計計的基本本內(nèi)容就就是面向向制造的的設(shè)計,實現(xiàn)設(shè)計計的最優(yōu)優(yōu)化,所借助的的手段是是并行設(shè)設(shè)計,而順利完完成設(shè)計計任務(wù)的的關(guān)鍵技技術(shù)是數(shù)數(shù)據(jù)管理理。全生生命周期期設(shè)計有有:并行設(shè)計計技術(shù)、、DFX(“X””可能是裝裝配、制制造、質(zhì)質(zhì)量等)設(shè)計技術(shù)術(shù)、協(xié)同同設(shè)計技技術(shù)等。。本書主主要介紹紹并行設(shè)設(shè)計技術(shù)術(shù)及面向向制造的的設(shè)計技技術(shù)。1.概述3.3現(xiàn)代設(shè)計計技術(shù)3.3.4全生命周周期設(shè)計計技術(shù)2.并行設(shè)計計技術(shù)在串行設(shè)設(shè)計過程程中,由市場調(diào)調(diào)查部門門分析消消費者或或客戶的的需求,并將銷售售計劃提提交給計計劃部門門,計劃部門門分析生生產(chǎn)中的的技術(shù)需需求,然后將信信息提交交給產(chǎn)品品設(shè)計小小組,由設(shè)計小小組獨自自設(shè)計,直至完成成,最后,設(shè)計結(jié)果果送去加加工制造造。圖3-9串行設(shè)計計過程3.3現(xiàn)代設(shè)計計技術(shù)3.3.4全生命周周期設(shè)計計技術(shù)與串行設(shè)設(shè)計相比比,并行設(shè)計計中同一一時刻內(nèi)內(nèi)可容納納更多的的設(shè)計活活動,使設(shè)計活活動盡可可能并行行進行,以此來減減少整個個設(shè)計過過程的時時間。它它在產(chǎn)品品開發(fā)設(shè)設(shè)計階段段即考慮慮產(chǎn)品生生命周期期中制造造、裝配配、測試試及維護護等環(huán)節(jié)節(jié)的影響響,通過各環(huán)環(huán)節(jié)的并并行集成成來縮短短產(chǎn)品開開發(fā)時間間,提高產(chǎn)品品設(shè)計質(zhì)質(zhì)量,降低產(chǎn)品品成本。。2.并行設(shè)計計技術(shù)3.3現(xiàn)代設(shè)計計技術(shù)3.3.4全生命周周期設(shè)計計技術(shù)2.并行設(shè)計計技術(shù)圖3-10并行設(shè)計計模式圖3-11并行設(shè)計計和串行行設(shè)計生生命周期期的比較較3.3現(xiàn)代設(shè)計計技術(shù)3.3.4全生命周周期設(shè)計計技術(shù)并行設(shè)計計的特點點是“集集成”與與“并行行”。所謂集成成,是指在信信息集成成的基礎(chǔ)礎(chǔ)上更強強調(diào)過程程的集成成。所謂謂信息集集成,主要針對對企業(yè)在在設(shè)計、、管理和和加工制制造過程程中需要要和產(chǎn)生生的大量量數(shù)據(jù)進進行統(tǒng)一一管理,實現(xiàn)正確確、高效效的數(shù)據(jù)據(jù)交換和和共享。。過程集集成需要要優(yōu)化和和重組產(chǎn)產(chǎn)品的開開發(fā)過程程,組織多學(xué)學(xué)科專家家隊伍,在協(xié)同工工作環(huán)境境下,齊心協(xié)力力,共同完成成設(shè)計任任務(wù)。2.并行設(shè)計計技術(shù)3.3現(xiàn)代設(shè)計計技術(shù)3.3.4全生命周周期設(shè)計計技術(shù)面向制造造的設(shè)計計的關(guān)鍵鍵在于把把產(chǎn)品設(shè)設(shè)計和工工藝設(shè)計計集成起起來,它的目的的是使設(shè)設(shè)計的產(chǎn)產(chǎn)品易于于制造,易于裝配配,在滿足用用戶要求求的前提提下降低低產(chǎn)品成成本,縮短產(chǎn)品品開發(fā)周周期。面向制造造的設(shè)計計的關(guān)鍵鍵技術(shù)有有:(1)計算機輔輔助概念念設(shè)計(CACD,ComputerAidedConceptualDesign)(2)產(chǎn)品可制制造性模模型及其其評價方方法的研研究(3)并行設(shè)計計過程建建模(4)設(shè)計試驗驗技術(shù)3.面向制造造的設(shè)計計技術(shù)3.3現(xiàn)代設(shè)計計技術(shù)3.3.5綠色產(chǎn)品品設(shè)計技技術(shù)綠色產(chǎn)品品的兩種種定義:1)綠色產(chǎn)品品是指以以環(huán)境和和環(huán)境資資源保護護為核心心概念而而設(shè)計生生產(chǎn)的可可以拆卸卸并分解解的產(chǎn)品品,其零部件件經(jīng)過翻翻新處理理后可以以重新使使用。2)綠色產(chǎn)品品從生產(chǎn)產(chǎn)到使用用乃至回回收的整整個過程程都符合合特定的的環(huán)境保保護要求求,對生態(tài)環(huán)環(huán)境無害害或危害害極少,以及利用用資源再再生或回回收循環(huán)環(huán)再用的的產(chǎn)品。。編者給出出的參考考定義：：綠色產(chǎn)產(chǎn)品就是是在其生生命周期期全過程程中,符合特定定的環(huán)境境保護要要求,對生態(tài)環(huán)環(huán)境無害害或危害害極少,對資源利利用率最最高,能源消耗耗最低的的產(chǎn)品。。1.綠色產(chǎn)品品的定義義及內(nèi)涵涵3.3現(xiàn)代設(shè)計計技術(shù)3.3.5綠色產(chǎn)品品設(shè)計技技術(shù)綠色產(chǎn)品品應(yīng)具有有以下內(nèi)內(nèi)涵:1)最大限度度地保護護環(huán)境。。2)最大限度度地利用用材料資資源。3)最大限度度地節(jié)約約能源。。1.綠色產(chǎn)品品的定義義及內(nèi)涵涵3.3現(xiàn)代設(shè)計計技術(shù)3.3.5綠色產(chǎn)品品設(shè)計技技術(shù)綠色產(chǎn)品品的設(shè)計計是以環(huán)境境資源保保護為核核心概念念的設(shè)計計過程,它要求在在產(chǎn)品的的整個生生命周期期內(nèi)把產(chǎn)產(chǎn)品的基基本屬性性和環(huán)境境屬性緊緊密結(jié)合合,在進行設(shè)設(shè)計決策策時,除滿足產(chǎn)產(chǎn)品的物物理目標標外,還應(yīng)滿足足環(huán)境目目標,以達到優(yōu)優(yōu)化設(shè)計計要求。。綠色設(shè)計計考慮的的主要因因素包括括:產(chǎn)品基本本屬性、、技術(shù)先先進性、、環(huán)境保保護、勞勞動保護護、資源源能源優(yōu)優(yōu)化利用用、產(chǎn)品品生命周周期成本本以及資資源再生生的物流流循環(huán)等等。2.綠色產(chǎn)品品設(shè)計的的概念及及評價標標準3.3現(xiàn)代設(shè)計計技術(shù)3.3.5綠色產(chǎn)品品設(shè)計技技術(shù)綠色產(chǎn)品品的設(shè)計計就是實實現(xiàn)產(chǎn)品品綠色要要求的設(shè)設(shè)計。其其目的是是克服傳傳統(tǒng)設(shè)計計的不足足,使所設(shè)計計的產(chǎn)品品具有綠綠色產(chǎn)品品的各個個特征。。2.綠色產(chǎn)品品設(shè)計的的概念及及評價標標準圖3-12傳統(tǒng)產(chǎn)品品設(shè)計過過程與綠綠色產(chǎn)品品設(shè)計過過程比較較a)傳統(tǒng)產(chǎn)品品設(shè)計過過程b)綠色產(chǎn)品品設(shè)計過過程3.3現(xiàn)代設(shè)計計技術(shù)3.3.5綠色產(chǎn)品品設(shè)計技技術(shù)對于機械械產(chǎn)品綠綠色設(shè)計計的準則則有:(1)與材料有有關(guān)的準準則(2)與結(jié)構(gòu)有有關(guān)的準準則(3)與制造工工藝有關(guān)關(guān)的準則則(4)綠色產(chǎn)品品設(shè)計的的管理準準則2.綠色產(chǎn)品品設(shè)計的的概念及及評價標標準3.3現(xiàn)代設(shè)計計技術(shù)3.3.5綠色產(chǎn)品品設(shè)計技技術(shù)由綠色產(chǎn)產(chǎn)品的上上述評價價標準及及設(shè)計的的準則可可見,進行綠色色產(chǎn)品設(shè)設(shè)計應(yīng)包包括以下下主要內(nèi)內(nèi)容:(1)綠色產(chǎn)品品設(shè)計的的材料選選擇與管管理(2)產(chǎn)品的可可回收性性設(shè)計(3)產(chǎn)品的可可拆卸性性設(shè)計(4)綠色產(chǎn)品品的成本本分析(5)綠色產(chǎn)品品設(shè)計數(shù)數(shù)據(jù)庫3.綠色產(chǎn)品品設(shè)計的的主要內(nèi)內(nèi)容及方方法3.3現(xiàn)代設(shè)計計技術(shù)3.3.5綠色產(chǎn)品品設(shè)計技技術(shù)(1)面向環(huán)境境的設(shè)計計技術(shù)面向環(huán)境境的設(shè)計計(DFE,DesignforEnvironment)