現(xiàn)代機械設(shè)計理論與方法.ppt

1、現(xiàn)代機械設(shè)計理論與方法,設(shè)計工程研究所,設(shè)計工程研究所,緒論,關(guān)于設(shè)計及其重要性 現(xiàn)代機械與傳統(tǒng)機械 現(xiàn)代機械設(shè)計所研究的內(nèi)容 我國機械工程的發(fā)展與機械設(shè)計,設(shè)計工程研究所,對機械設(shè)計與理論的學(xué)位要求,在力學(xué)（特別在動力學(xué)）、摩擦學(xué)、強度理論、材料科學(xué)、控制理論以及設(shè)計理論方面有堅實基礎(chǔ)；在傳熱學(xué)、電子技術(shù)、計算機及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方面有較強基礎(chǔ)；在人工智能科學(xué)、管理科學(xué)（特別是市場分析和成本分析）、環(huán)境科學(xué)及人機科學(xué)方面有一定的基礎(chǔ)。,設(shè)計工程研究所,設(shè)計,制造,時間 百分比（%),設(shè)計與產(chǎn)品開發(fā)時間,關(guān)于設(shè)計及其重要性,設(shè)計工程研究所,設(shè)計與產(chǎn)品開發(fā)成本,關(guān)于設(shè)計及其重要性,設(shè)計工程研究所,75%

2、的修改工作由產(chǎn)品設(shè)計階段引起 80%的修改工作在產(chǎn)品制造階段或后續(xù)階段完成,設(shè)計與修改工作,關(guān)于設(shè)計及其重要性,設(shè)計工程研究所,現(xiàn)代機械與傳統(tǒng)機械,人工組合物 可實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換； 能把熱能、電能、化學(xué)能轉(zhuǎn)換為機械能 也能將機械能轉(zhuǎn)換成其他類型的能量 各部分之間具有確定的相對運動關(guān)系 能夠改變或者傳遞力并產(chǎn)生運動，完成某些工作,機械,各類機構(gòu)與機器的總稱,設(shè)計工程研究所,現(xiàn)代機械與傳統(tǒng)機械,傳統(tǒng)機械,組成：動力機、傳動機構(gòu)、執(zhí)行機構(gòu)和操縱控制裝置,具有很大的局限性,機械的分類：動力機械、能量轉(zhuǎn)化機械、工作機械,設(shè)計工程研究所,現(xiàn)代機械與傳統(tǒng)機械,現(xiàn)代機械,定義：由計算機信息網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)與控制的，用于

3、完成包括機械力、運動和能量等動力學(xué)任務(wù)的機械或機電部件相互聯(lián)系的系統(tǒng),組成：機械本體、動力部分、檢測傳感裝置、控制及信息處理裝置、以及執(zhí)行機構(gòu),設(shè)計工程研究所,現(xiàn)代機械與傳統(tǒng)機械,現(xiàn)代機械的特征,1、機械應(yīng)是一種有“頭腦”的手足延長，即使其中的“頭腦”并不理想（具有主動控制功能）； 2、不僅僅只處理物質(zhì)和能量，而且更關(guān)注處理信息； 3、滿足人們的綜合需求，所有的機器都將是機器人：機械將具有更強的智能。,設(shè)計工程研究所,關(guān)于現(xiàn)代機械設(shè)計理論與方法,反映現(xiàn)代機械設(shè)計的哲理、準(zhǔn)則和方法,現(xiàn)代的機械設(shè)計,更多地經(jīng)驗和借鑒 關(guān)注機械系統(tǒng)對象,更多地運用最新技術(shù) 大系統(tǒng)論,經(jīng)典力學(xué) 強度準(zhǔn)則,廣義力學(xué) 可

4、靠性準(zhǔn)則,任務(wù)方案樣機 試驗修改(重復(fù)),虛擬樣機評價優(yōu)化參數(shù) 設(shè)計與制作,設(shè)計工程研究所,現(xiàn)代機械與傳統(tǒng)機械,如何研究現(xiàn)代機械？,1、學(xué)科耦合，產(chǎn)生新的理論與方法； 2、更為深入地認(rèn)識各個學(xué)科在理論和方法上的發(fā)展，用系統(tǒng)的觀點考查其依賴與滲透； 3、用信息流的觀點觀察機械各部分之間的關(guān)系； 4、用動態(tài)的觀點研究機械性能（全壽命周期的要求）。,設(shè)計工程研究所,關(guān)于現(xiàn)代機械設(shè)計理論與方法,反映現(xiàn)代機械設(shè)計的哲理、準(zhǔn)則和方法,現(xiàn)代機械,現(xiàn)代的機械設(shè)計,現(xiàn)代機械的組成、結(jié)構(gòu)和設(shè)計,現(xiàn)代各個領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，都是現(xiàn)代機械設(shè)計理論與方法發(fā)展的基礎(chǔ),設(shè)計工程研究所,設(shè)計理論與方法論相關(guān)領(lǐng)域,文化,技術(shù),

5、自然科學(xué),基礎(chǔ)工程科學(xué),工業(yè)技術(shù),生產(chǎn)技術(shù),藝術(shù),藝術(shù)造型,工業(yè)造型,經(jīng)濟學(xué),心理學(xué),社會學(xué),政治學(xué),設(shè)計理論 與 方法,設(shè)計工程研究所,關(guān)于現(xiàn)代機械設(shè)計理論與方法,哲學(xué)、思維科學(xué)、心理學(xué)、智能科學(xué),設(shè)計方法學(xué)、智能設(shè)計、創(chuàng)新設(shè)計,解剖學(xué)、生理學(xué)、 人體科學(xué),人機工程、生物機械學(xué)、工業(yè)設(shè)計等,社會學(xué)、環(huán)境科學(xué)、生態(tài)學(xué),綠色設(shè)計、人工物設(shè)計理論,現(xiàn)代應(yīng)用數(shù)學(xué)、物理學(xué)、應(yīng)用化學(xué)、應(yīng)用力學(xué)、材料學(xué),產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計、穩(wěn)健性設(shè)計理論、廣義優(yōu)化設(shè)計、優(yōu)勢設(shè)計、摩擦學(xué)設(shè)計,機械電子學(xué)、測控理論與技術(shù)、信息科學(xué),并行設(shè)計、虛擬設(shè)計、快速設(shè)計、機電一體化設(shè)計等,設(shè)計工程研究所,現(xiàn)代機械設(shè)計所研究的內(nèi)容,現(xiàn)代機械設(shè)

6、計在技術(shù)上的特點：,智能化,經(jīng)濟性,大型復(fù)雜機械的設(shè)計必須完成“分析分解綜合”的過程，其中包含了大量創(chuàng)造性思維過程和智能活動。,并行性,集成化,精確性,動態(tài)性,市場的競爭、用戶的選擇使對產(chǎn)品的經(jīng)濟性要求越來越高。,必須超前考慮后續(xù)的過程，實現(xiàn)DFM、DFA，以壓縮廢品、庫存的消耗，確保經(jīng)濟性。,樹立人機一體化、機電一體化、硬軟件一體化的觀念，綜合多方面測試分析數(shù)據(jù)指導(dǎo)、評價設(shè)計，融多種現(xiàn)代科技成果和技術(shù)，特別是CAD技術(shù)于產(chǎn)品設(shè)計之中。,機械產(chǎn)品復(fù)雜度、綜合性提高的必然結(jié)果要求設(shè)計過程中要采用先進(jìn)的計算技術(shù)、計算理論和計算分析工具，使設(shè)計的分析更為準(zhǔn)確、設(shè)計參數(shù)更為精確。,設(shè)計的對象處在動態(tài)環(huán)

7、境中，把握其動態(tài)過程對于提高產(chǎn)品的可靠性具有重要意義，同時設(shè)計組織的協(xié)調(diào)也具有動態(tài)性，所以要求設(shè)計的過程中設(shè)計數(shù)據(jù)集成和設(shè)計系統(tǒng)必須無縫連接。,設(shè)計工程研究所,已有知識和新知識獲取在設(shè)計中的作用,任務(wù)空間,方案集合,最終設(shè)計,市場信息,已有知識,聯(lián)想,新知識獲取資源,測試,評估,優(yōu)化,再設(shè)計,設(shè)計工程研究所,我國機械工程的發(fā)展與機械設(shè)計,提高企業(yè)生產(chǎn)能力與水平（完成產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化）,提高競爭能力的產(chǎn)業(yè)技術(shù)和產(chǎn)品,解決社會和民生急需的技術(shù)問題,跟蹤并發(fā)展新的科學(xué)和技術(shù),創(chuàng)造我國獨有的產(chǎn)業(yè)技術(shù)和工程科學(xué),高水平、高精度設(shè)備技術(shù)水平的開發(fā)或提升等 提高效率、效益以及獨占性生產(chǎn)能力的技術(shù),現(xiàn)有產(chǎn)品的更新?lián)Q

8、代 能夠打入國際市場的產(chǎn)品技術(shù) 新產(chǎn)品的核心技術(shù)（專利技術(shù)） 面對未來的儲備技術(shù),解決社會各相關(guān)問題的技術(shù)或產(chǎn)品 提高生活質(zhì)量的技術(shù)或產(chǎn)品 。,設(shè)計的目標(biāo)和任務(wù),創(chuàng)新產(chǎn)品 （功能、性能）,設(shè)計工程研究所,設(shè)計理論與方法論是關(guān)于設(shè)計本質(zhì)和設(shè)計方法的系統(tǒng)理論，目的在于揭示設(shè)計過程的本質(zhì)規(guī)律，探索各種有效的設(shè)計方法，為實際的設(shè)計工作提供指南。,設(shè)計理論與方法論,設(shè)計工程研究所,本課程的內(nèi)容,現(xiàn)代機械設(shè)計中的理論和方法,其它學(xué)科知識和技術(shù)的融合原則 設(shè)計概念和知識的體系化 設(shè)計準(zhǔn)則的規(guī)范化,涉及在機械系統(tǒng)的部件設(shè)計、提高其功能和性能時的具體準(zhǔn)則和技術(shù),設(shè)計中的哲學(xué)和共性問題 系統(tǒng)論 最優(yōu)化 創(chuàng)新設(shè)計 方法論 ,設(shè)計中的專門技術(shù)和方法 可靠性 摩擦學(xué) 動力學(xué) CAD ,設(shè)計工程研究所,工程設(shè)計學(xué) 工程建模學(xué),各種系統(tǒng)或行業(yè)機械設(shè)計中的共性問題， 設(shè)計的原則、理論基礎(chǔ),從模型入手解決產(chǎn)品設(shè)計，設(shè)計