现代设计方法总结52页PPT
现代设计方法
现代机械设计理论及方法⏹课程教学的目的⏹培养学生运用现代先进的设计理论和方法解决工程问题的能力。
⏹教学内容⏹现代设计理论：重点内容为系统分析法及创造性思维。
⏹现代设计方法：重点内容为有限元分析、优化设计、可靠性设计和创新设计。
⏹教材：陶栋材主编《现代设计方法》中国石化出版社1.1设计的概念与特征1、传统概念设计是人类改造自然的基本活动之一。
设计，即英语的Design，起源于拉丁语Designare，此词由“De”(记下)和“Signare”(符号、记号、图形之意)两词组成。
最初含义是：记下(画上)符号、记号、图形之类的意思，相当于“图案”、“意匠”等意。
设计有广义和狭义两种概念:广义的概念是指对发展过程的安排，包括发展的方向、程序、细节及达到的目标。
狭义的概念是指将客观需求转化为满足该需求的技术系统(或技术过程)的活动。
各种产品包括机、电产品的设计即属此种。
2、新提法现代化工业产品的设计，在国外也叫做工业设计。
1964年在比利时召开的国际工业设计教育讨论会上，对工业设计定义如下：工业设计是一种创造性行为，它的目的在于决定产品的正式品质。
所谓正式品质：除了产品外形和表面特点外，更重要的是决定产品结构和功能关系，以获得一种使生产者和消费者都能满意的整体。
近些年来对设计有些新的提法：⏹设计是一种创造性活动，设计的核心是创造性，如果没有创新，就不叫设计。
⏹设计是一种优化过程，是在给定条件下，针对目标谋求最优解的过程。
⏹设计是把各种先进技术转化为生产力的一种手段，它反映当时生产力的水平，是先进生产力的代表。
⏹设计是一种技术性、经济性、社会性、艺术性的综合产物。
⏹设计是为满足需求而进行的一种创造性思维活动的实践过程。
⏹设计是通过分析、创造与综合，创造性地建立满足特定功能要求的技术系统的活动过程。
3、设计的特征(1)需求特征设计始于需要，没有需要就没有设计。
(2)创造性特征设计者应适应条件变化，不断更新老产品，创造新产品。
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3、带有电动操作柱状/雾状喷嘴；
4、双波段探测有效提高抗干扰能力； 5、具有现场手动人工操控功能； 6、具有图像传输现场画面功能； 7、具有与其他消防报警系统联动功能； 8、现场地面灵敏度参数设置，方便调试；
图2传统消防炮
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图3 阿密龙3643 型电控两用消防炮
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二国内外消防水炮研究状况
1、研究现状
据记载，我国唐代开始用油布缝制的水袋来运水灭火，宋代人成功地 用唧筒灭火，尽管其射程和喷水量有限，但同泼水和投掷水袋相比已经是 一个很大的进步了。18实际，西方国家制造出了以内燃机为动力的消防车、 消防泵等，这表明人类的灭火水平又跃上了一个新台阶。19世纪中叶，西 方国家的工程师就发明了早期的自动喷水灭火装置和火灾自动报警装置。 20世纪50年代以后，给类性能先进的火灾自动报警和自动灭火系统、防拍
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3、 结语 现代机械设计方法不传统的设计相比，发生了巨大的变化，其优势在干 博取纵各科之长，综合运用并加以整体优化。现代机械设计方法以设计方法 学为基础，利用计算机技术，提高设计质量，缩短设计周期，降低研制费用， 保证一次设计成功率，增强机械产品的竞争力。现代机械设计的发展趋势表 现为智能化、绿色化，系统和定量化。随着计算机技术、检测技术和控制技 术的快速发展，现代机械设计的内容迚一步扩展，设计出的产品将更加新颖 和实用。
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2 消防水炮设计过程中可能用到的设计方法 2.1 分析机构的自由度——螺旋理论 通过公式得到机构的自由度数， 但对自由度的类型却不得而知，也就 不能得出机构运动的方式。因此还需 利用螺旋理论对其自由度进行分析。 2.2 机构位置分析——ADAMS仿真
现代设计理论与方法ppt课件
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
五、计算机辅助工业设计（CAID）
►二维： ►Photoshop CorelDRAW freehand
1）数列比例 2）模数比例
2、 均衡与稳定 3、 统一与变化 4、 对比与调和
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
三、人机工程学简介
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
1、形态要素及其视觉结果
►1、点 ►2、线 ►3、面 ►4、体 ►5、肌理 ►6、立体构成与造型
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
2、产品造型的美学法则
►1、比例与尺度
4、控制台板设计
►1、显示器的布置
► 1）显示其所在平面应尽量与作业者的视线近于垂 直。
► 2）多个显示器有观察顺序时，应依据从左到右或 从上到下排列。
► 3）显示器与控制器在配置上应形成逻辑联系。 ► 4）显示器指针的零位指向应在上方或左方。
►2、控制器的布置
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
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《现代设计方法》课程总结
不等式约束与等式约束的几何意义：
x2
g(X)0
x2
h(X)0
g(X)0
h(X)0
g(X)0
h(X)0
x1
x1
4.优化问题的图解法（图解、写出点和函数值）
优化问题的最优解要么是一个内点，要么是目标函数 等值线在函数值下降方向上与可行域的最后一个交点。
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3. 数值迭代终止准则
点距准则： X(k1) X(k)
值差准则：
f(X(k1))f(X(k))
f(X(k f (1)X ) (k f1)()X(k))
(f(X(k1))1)
梯度准则： f(X(k1))
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《现代设计方法》课程总结
三、一维搜索方法 1.一维搜索的数学形式与几何意义
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《现代设计方法》课程总结
2.单峰区间的定义与特点（作业）（3大特点）
单峰区间的特点： § 单峰区间内，在极小点的左边，函数是严格减少的，在极
小点的右边，函数是严格增加的；
§ 如果区间 a,b 是一个单峰区间，x是区间内的一点，则
f(x)f(a )和 f(x)f(b )两个不等式中必有一个成立； § 单峰区间内的函数图形表现为“高－低－高”的形态。应
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《现代设计方法》课程总结
1.设计变量与设计空间 2.目标函数 3.约束条件（起作用约束？不起作用约束？） 4.可行域与等值线（重点掌握可行域）
约束条件与可行域的联系？？
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五、智能优化设计
随着与机电一体化相关技术不断的发展， 以及机电一体化技术的广泛使用，我们面 临的将是越来越复杂的机电系统。解决复 杂系统的出路在于使用智能优化的设计手 段。智能优化设计突破了传统的优化设计 的局限，它更强调人工智能在优化设计中 的作用。
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实现的手段
4、详细设计
在产品的详细设计阶段，继续深化产品的绿色因素， 进行详细的产品设计。细致分析产品的生命周期，从其加 工的原材料，制造、销售、使用到回收利用的每一个阶段， 该产品所有与人、资源、环境相关的因素都要经过细致的 分析与设计。
绿色设计融入工业设计是工业设计发展的必 然趋势，它会使工业设计理论更为充实，使工业设计更加 符合人类社会发展的要求。在产品设计中提出绿色设计绝 非偶然，它是工业产品设计发展的要求，是符合新世纪绿 色消费浪潮的。
劢力学建模劢态特性计算实物试验模型试验不试验建模机械结构劢力修改30基坑支护劢态设计应用实例31八模块化设计八模块化设计结构模块化设计主要是以功能化的产品结构为基础分览现有的产品在分览中考虑到各个要素的可行性从而在早期就预测到设计中可能会出现的矛盾提高设计的可行性和可靠性降低产品的成32模块化设计在齿轮减速器中的应用34对一定界限内的丌同产品的性能觃格迕行分析得出的一系列的功能模块返些模块成为基础通过对它的选择重新组合构成丌同的产品以满足市场需求
图4 在车型各系统详细设计阶段，相关部门提前渗入
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二、虚拟设计
在达到产品并行的目的以后，为了使产品一次设计成功，减少反复， 往往会采用仿真技术，而对机电产品模型的建立和仿真又属于是虚拟 设计的范畴。虚拟设计能实现在产品加工制造之前，建立产品的功能、 结构模型，并能对其进行修改和评审，以满足不同客户的要求。它不 仅继承了传统CAD设计的优点也具备了仿真技术可视化的特点，更能 支持协同工作和并行设计，从而缩短了产品开发周期并通过各先进技 术的利用和补充，使产品保持技术上的优势。 机电产品的虚拟设计要以计算机技术(尤其是计算机网络、通信技术) 为基础。对机电产品虚拟设计平台的建立应该包括三个层次的内容: 一是产品模型的建立以及产品设计的优化;二是对产品(包括各部件)的 评价和验证，比如产品性能评价、可制造性的评价;三是产品模型以及 相关信息的传输。要实现虚拟设计过程中产品信息的共享，一般采用 了STEP(产品模型数据交换标准)的格式。 在这些基础上可以建立机电产品虚拟设计系统，该系统集成了 CAD/CAM系统、PDM系统、专家系统以及网络、通讯等系统。
现代设计方法
现代设计方法现代设计方法是指在计算机技术和现代科技的支持下，设计过程中运用多学科知识，将科技与美学相结合，创造出更加完美、实用、经济的产品设计。
现代设计方法体现了产品设计的创新性、可持续性和人性化，能够为企业提供有力的市场竞争力，也为设计行业的发展起到了重要的作用。
一、多学科知识运用现代设计方法强调多学科的跨越性，需要设计师熟练掌握产品功能特点、市场需求、流行趋势等方面的知识，使设计作品具有更高的适用性和可操作性。
二、科技与美学结合产品的美感和功能有机结合，运用现代科技手段，如仿真技术、三维制图、VR技术等，将产品的效果与概念设计完美结合。
从而实现产品的高效率、高品质和可持续性。
三、创新性、可持续性和人性化现代设计方法强调创新和可持续性，关注产品创新和市场竞争力，同时又关注产品的可持续性，注重产品在设计、制造、使用、维护和处理等环节的整个生命周期，使产品更符合社会责任和生态环境保护的要求。
同时，现代设计方法也注重将人性化设计运用到实践中，关注人们的使用习惯、口感感受、设计美观性等方面，使产品更符合人们对美好生活的期望。
四、市场竞争力得到提高现代设计方法是集现代化技术和创新设计的于一体的设计方式，通过将多学科知识结合，科技与美学相结合，从而为企业提供市场竞争力和创新价值。
在市场竞争激烈的今天，运用现代设计方法可以大大提高企业的产品可持续性和竞争力，实现企业的快速发展。
总之，现代设计方法是一个多学科、创新、可持续和人性化的设计方式，为现代企业提供了有效的市场竞争力和创新价值。
作为一名设计师，我们应该不断学习新概念、新技术，不断探索新的设计方向和风格，将设计理念转化为具有实际可操作性的产品，为人们创造更好的生活。
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学习现代设计方法的是主要任务
学习现代设计方法的最主要任务是：掌 握现代设计的理论与原理，了解其作用与局 限性，并学会用客观存在解决工程实际问题。
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3 产品设计理论与方法
3.1 概述 3.2 产品设计相关因素 3.3 产品设计程序
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3.1 概述 •产品设计的范畴
1、工业设计的定义 就批量生产的工业产品而言，凭借训练，技术 知识，经验及视觉感受，而赋予材料，结构，构 造，形态，色彩，表面加工，装饰以新的品质和 规格，叫做工业设计。还包括了工业设计师对包 装，宣传，展示，市场开发等问题的解决付出自 己的技术知识和经验以及视觉评价能力。
1、产品设计与工艺美术的联系
工业设计源于手工艺和纯艺术，其表象特征 与艺术极为相似。在产品设计中，要运用一些美 术创作的规律和手法，其目的是为了加深对所设 计产品形象的理解和认识，以及这种理解和认识 的恰当表达，这种表达是功能与形式的统一，内 容与画面的统一。
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3.1 概述
2、产品设计与工艺美术区别 1)创造过程的不同 产品的设计过程是一个科学的，有计划的，有组 织的创造过程，而工艺美术可凭一时的灵感触发。 2)设计对象的不同 产品设计的对象是实用产品，使用功能是决定性 的，是第一位的，形式是服从性的；艺术品是一种精 神产物，只能满足人们的心理需求，达不到实用功能 的目的。 3)特性的不同 产品设计具有商品特性；不同于那些只能在沙龙 10 上为少数人观赏的单件工艺美术品。
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3.2 产品设计相关因素
３、功能与形式 产品设计中，原则前提是：首先是功能决 定形式，形式服从功能。同时，在这样的原则前 提下，不反对在符合功能要求下对产品的必要的 美化。
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3.2 产品设计相关因素 •技术、经济因素
《现代设计方法》演示幻灯片
机械产品设计知识内涵丰富，包括来自各种设计文献资 料的方法规定、各种工业标准、设计经验、设计公理、公式 和专利等，但更重要的是企业及其设计人员长期积累的设计 经验和技能。
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现代CAD技术的内容
网络化——支持动态联网中协同设计所需的环境与设计 技术。
智能化——在实现集成化和网络化时采用的智能技术， 如人工智能、专家系统技术等。
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现代CAD技术的内容
2、现代CAD技术的研究内容 （1）设计理论和方法
深入研究并行设计、协同设计、虚拟设计、大规模定制设计、 分形设计的概念。
（2）设计环境
协同设计环境的支持技术，如B/S、C/S结构的计算机系统以 及平台体系；协同设计管理。
《现代设计方法》
主讲教师：张洪丽
复习
1、现代设计方法概念的界定；
二战以后，电子计算机技术及相关技术的发
2、展现和代成设熟是计现与代传设统计方设法计产。生的前提。
（1）设计方案的表达工具——手工绘图、AutoCAD。 （2）工程问题的解析求解——传统设计的计算依赖工
程问 题的解析求解方法、现代设计是CAE技术。 （3）传统设计——串行设计；现代设计——并行设计。
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2 计算机辅助设计CAD
2.1 概述 2.2 现代CAD技术的主要内容 2.3 工程数据的处理 2.4 数据库及应用
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第二讲：
内容提要
CAD的涵义；CAD过程； CAD、计算机绘图与计算机图形学; 工程数据处理方法：程序化和建立工程数据库； 数据表格和线图的处理方法； 数据库发展及应用。
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概述