汽车传统设计方法与现代设计方法之比较
汽车学问与传统文化:汽车如何与传统文化相结合与传承

汽车学问与传统文化:汽车如何与传统文化相结合与传承随着汽车产业的蓬勃发展,汽车已经成为现代社会的重要交通工具之一。
然而,在汽车科技与设计中,是否有与传统文化相结合的可能性呢?本文将探讨汽车学问与传统文化的相互影响与传承。
首先,汽车学问与传统文化之间的结合并非是一蹴而就的。
汽车产业的快速发展,伴随着科技与创新的进步,使得汽车的外观和内部设计更注重功能性和时尚感。
然而,这也导致了传统文化因素被忽视或淡化的现象。
为了更好地将传统文化与汽车结合起来,关键在于找到一条平衡的路径。
其次,传统文化如何与汽车相结合呢?一个重要的途径是通过汽车的外观设计。
文化元素可以融入到汽车的造型、车身颜色等方面。
例如,中国传统的纹样和图案可以用于汽车的外观装饰,如车身花纹、车灯设计等,来强调汽车的独特性和文化底蕴。
此外,传统文化也可以通过汽车的内饰设计来体现。
车厢内的座椅和仪表板等部件可以采用传统文化元素进行设计,例如使用传统的绣花或刺绣技艺来装饰座椅,或者在仪表板上加入传统的雕刻工艺等。
这样的设计不仅可以让人们感受到传统文化的魅力,还可以帮助传承和保护传统手工艺技术。
除了外饰和内饰设计,汽车的命名和标识也可以融入传统文化。
取名时可以借鉴传统文化中的诗词、典故等,使汽车的名称富有文化内涵。
同时,汽车的标识和徽标也可以采用传统文化中的符号和图案,以突出汽车品牌的特色与文化背景。
另外,传统文化还可以通过汽车的宣传与推广来得到传承。
汽车厂商可以通过举办传统文化展览、举办传统文化体验活动等方式,让消费者更加深入地了解和体验传统文化的独特魅力。
同时,汽车相关的文化节庆也可以与传统文化相结合,例如在传统节日期间推出限量版的汽车,或者在汽车展会上举办传统舞蹈和音乐表演等。
虽然汽车学问与传统文化的结合可以带来丰富多样的体验和创意,但需要注意的是不宜过度追求市场效应而忽视了核心价值。
传统文化是一个国家和民族的历史瑰宝,其承载着深厚的社会意义和人文精神。
现代设计和传统机械设计的比较

现代设计和传统机械设计的比较作者:李才运来源:《科技资讯》2012年第10期摘要:随着现代科学技术的发展,现代机械产品设计更加强调创造性,在注重整体功能的基础上以现代化的设计方法和计算机技术作为工具,提高了设计的质量、效率和精度,满足了产品对经济性、适应性和可靠性统一的要求。
与传统设计相比,现代机械设计在功能、结构和产品的设计要求方面都有明显的优势。
中图分类号:TP39文献标识码:A 文章编号:1672-3791 (2010)04(a)-0000-00机械设计是根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、润滑方法等进行构思、分析和计算并将这些转化为具体的描述以人为制造依据的工作过程。
传统的机械设计也称常规设计,是一种以强度和低压控制为中心的安全系数设计、经验设计、类比设计和机电分离设计。
随着现代科学技术的发展,现代机械产品设计更加强调创造性,在注重整体功能的基础上以现代化的设计方法和计算机技术作为工具,提高了设计的质量、效率和精度,满足了产品对经济性、适应性和可靠性统一的要求。
与传统设计相比,现代机械设计在功能、结构和产品的设计要求方面都有明显的优势。
一、现代设计方法和传统设计方法比较1、传统的设计方法。
传统设计方法以直觉设计、经验设计、静态设计为基础,所使用的设计方法有理论设计和经验设计两种。
(1)根据长期总结出来的设计理论和实验数据所进行的设计称为理论设计。
实际情况往往复杂多变,理论设计对问题的考虑不够全面,若安全系数选择过大,则产品可能超大。
若安全系数过小,又很难保证产品的安全性。
(2)经验设计指根据某类零件已有的设计方法与经验关系式,或者按照设计者个人的工作经验用类比方法进行的设计。
随着设计产品的技术含量不断提高,技术系统变得越来越复杂,产品更新的速度也在逐渐加快,经验类比的设计方法已远远不能满足市场的需求。
2、现代机械设计方法。
现代设计方法是以思维科学、设计理论系统工程为基础,以计算机作为工具的各种技术和程序的总和。
现代设计方法和传统机械设计的比较

第18卷第4期2002年12月德州学院学报Jour nal of Dezhou U niversity V ol.18No.4Dec.2002收稿日期:2000-06-28;修回日期:2002-09-04作者简介:王万新(1971 ),男,山东平原人,在职研究生,德州学院机电系助教.现代设计方法和传统机械设计的比较王万新,王 会(德州学院机电系,山东德州 253000)摘 要:针对 机械原理 教学的实际情况,本文通过对常规设计方法与现代设计方法的比较,提出了引入现代设计方法的必要性.同时,对课程中的某些部分怎样应用现代设计方法提出了一些建议.关键词:现代设计方法;可靠性设计;经验设计;概率设计中图分类号:T H12 文献标识码:A 文章编号:1004-9444(2002)04-0100-031 前言传统的机电产品设计是一种以强度和低压控制为中心的安全系数设计、经验设计、类比设计和机电分离设计,也称常规设计.而现代机电产品设计方法则是强调创造性,在注重产品整体功能基础上以现代设计方法和计算机技术为工具的机电一体化系统设计.这种设计不但可以大大提高设计的质量、精度和效率,而且可以将产品的适应性、经济性、可靠性统一起来,从而高水平、高效率地设计出性能优良、市场欢迎、经济效益显著的新型产品.2 常规设计方法与现代设计方法比较2.1 常规设计方法简介目前大中专院校所使用的 机械原理 教材,主要研究的是机构的原理、运动分析和零部件的设计.当前所采用的设计方法仍是以直觉设计、经验设计、静态设计为基础的常规设计方法 其不足之处是没有把设计本身当作一门学科来对待,所使用的设计方法主要有1)理论设计根据长期总结出来的设计理论和实验数据所进行的设计称为理论设计.如对简单受拉杆的强度设计设计强度计算式li m /s 或F /A li m /s 式中F :作用在杆上的外载荷A :拉杆的横截面积 lim :拉杆材料的极限应力S :安全系数可以利用上面公式直接求解杆件必须的横截面积,也可以按其他方法先初步设计杆件的横截面尺寸,然后用强度计算公式去校核.由于实际情况复杂多变,若安全系数选择过大,则产品傻、大、粗.若安全系数过小,则很难保证安全性. 2)经验设计根据某类零件已有的设计方法与经验关系式,或根据设计者个人的工作经验用类比办法所进行的设计叫经验设计.随着设计产品的技术系统越来越复杂,技术含量不断提高,产品更新发展速度加快,经验类比的设计方法已不能满足市场需要.2.2 现代设计方法简介现代设计方法是新理论与计算机应用相结合的产物.它是以思维科学、设计理论系统工程为基础,以方法论为手段,以计算机为工具的各种技术和程序的总和.现代设计与传统设计的比较系统 方法 手段传统设计 静态 经验 手工现代设计 动态 科学 计算机1)机械零件的可靠性设计零件的可靠性设计是指在规定的时间内、规定的条件下、完成规定功能的能力.可靠性设计的主要特征是将常规设计方法中所涉及的设计变量如材料强度、疲劳寿命、尺寸、应力等,看成服从某种分布的随机变量.然后根据产品的可靠性指标要求,用概率统计的方法得出零部件和元器件的主要结构参数和尺寸.根据概率论的观点,再孤立地讲安全系数是没有意义的,必须和对应的可靠性联系起来.比如:按常规设计方法,安全系数大于1的零件是不应该失效的,但在实际中,安全系数很大的零件也有发生失效的事件,这种现象从我们常规的设计方法是不能理解的,而从概率设计的观点来讲是完全合乎规律的.如将引起零件失效的因素统称为 应力 ,用S表示,则S可表示为各种失效因素,S i(i=1、2 、n)的函数S=f(s1,s2, ,s n)同样将零件抵抗失效的因素称为 强度 ,用r表示,则r可表示为各种影响强度的因素r i(i =1、2、 、n)的函数r=g(r1,r2, ,r n)在可靠性设计中,由于应力S和强度r都是随机变量,因此,判断一个零件是否安全可靠,是以强度r大于应力S所发生的概率来表示的,其设计准则为R(t)=P(r>S) [R]式中R(t)表示零件在运行中的安全概率,即可靠度.它是指零件在工作时间t内的一种能力.[R]称为零件的许用可靠度,它表示零件在规定时间内和规定的条件下实现设计要求的一种能力,即许用安全概率.2)机械零件的优化设计按传统的常规设计方法,对绝大多数零件(如齿轮模数、齿数、轮齿宽、螺旋角等参数)所设计的结果尽管在刚度、强度两方面可以满足设计要求,但由于经验性和盲目性,而不能达到最优化结果.优化设计跳出了传统的设计思想,它是在符合一系列限制条件的前提下,求出满足最优效果的设计参数解,由于计算量大,在计算机出现前只是推断,近年来该技术有了很快的发展.这里借助一个例子简单介绍几个基本概念.例 设计一容积为V的无盖圆柱筒,要求用料最省.(1)设计变量:设计中必须最后确定的各个参数.如上例中圆柱筒底面半径x1,桶高x2.(2)约束条件:各个变量从实际工程出发,其取值范围所受到各种各样的限制和条件约束.可分为等式约束和不等式约束.如上例中桶的容积 V= x12x2 等式约束桶底圆半径x1>0 不等式约束桶高x2>0 不等式约束(3)目标函数:目标函数是预期优化目标中各设计变量关系的数学表达式.如上例中,用料最省f(x)= x12+2 x1x2(4)最优化方法:最优化问题也称数学规划问题,根据数学模型中是否包含约束条件分为无约束优化问题和约束优化问题.常见无约束化方法有:一维搜索法、梯度法、牛顿法、共轭方向法.常见约束优化法有:约束一维搜索、可行方向法、惩罚函数法等.如上例即可构造惩罚函数求解x1、x23)机械零件的计算机辅助设计在主要是人工资料检索、手工计算和绘图的传统设计中,往往需要较多的人力和较长的设计周期.特别是对一些复杂的计算及绘图,只能采取近似计算及作图,影响了设计的质量.计算机辅助设计(CAD)可把人们的经验、智慧和创造力与计算机高速运算的功能有机地结合起来,有利于发挥人和机器的各自特长,大大加速设计进程.借助于CAD系统,我们可以用精确计算代替近似计算,用计算机绘图代替手工绘图,从而使设计理论101第4期 王万新等:现代设计方法和传统机械设计的比较和结果日趋完善.2.3 总结由常规设计方法到现代设计方法的转变包括.从定性分析到定量分析,从静态分析到动态分析,从手工计算向自动设计计算,以及从安全性设计向优化设计等转变.3 现代设计方法在 机械原理 课中的设置目的及实现途径现代设计方法是当今正趋于普及的设计方法.它现在已应用于实践,将来会有更大的发展前途.作为教学内容,我们既要注重实践,还要注意应超前于实践,因而在本课程中增加现代设计方法的内容对我们来说是不可推卸的责任3.1 目的首先,作为一个开端,我们要以实用为目的,而对程序的编写则不予考虑.也就是说,要培养学生利用现成的程序软件的能力.其次,使学生对现代设计有一个比较完整的概念和印象,这也是我们的目的之一,为他们自学提供一个良好的基础.这样,无论是对现在的学习,还是对他们今后的工作都有帮助.3.2实现途径1)首先对现代设计方法做一些简介,使学生从理论上有一个完整的了解.2)建立有关的程序.编制机械设计程序的目的是要利用计算机来代替人工完成部分计算、查表等工作.为此,首先应熟悉设计问题的人工设计计算方法,然后确定计算机的任务.当然可根据不同情况,自己设计或采用现成的软件(很多教材后面都附有一些典型程序可供参考).在使用每个程序时,应说明程序的使用范围、条件、所需的变量,以及本程序使用了什么现代设计方法.3)程序上机.在常规设计之后,应安排相应的上机实验.及时将两种方法(常规方法和现代设计方法)从设计时间、设计效率、设计结果等方面进行比较,加深对现代设计的理解.4 结论通过以上的简介、比较,可使我们对现代设计方法有一定的了解.由此可见在 机械原理 教学中引入现代设计方法是非常必要的.并且,我们还要根据具体情况,将课程中的典型部分编成现成的程序来应用.需要说明的是,现代设计方法的引入并不是要以推翻常规设计方法为代价,而是使二者相互配合,使机械设计更趋于完善.参考文献:1 应锦春 现代设计方法 M 北京:机械工业出版社,2000.32 刘惟信 机械可靠性设计 M 北京:清华大学出版社,19983 黄纯颖 设计方法学 M 北京:机械工业出版社,1992Modern design method and traditional mechanical designWAN G Wan-x in,WA NG Hui(Department of Mechanical and Electrical of Dezhou University,Dezhou Shandong 253000,China)Abstract :This essay introduces the necessity of modern design method which compares the traditionalmethod w ith the modern desig n method,and w hich is on the base of the college students studying mechani cal principle course.M eanw hile,some suggesting are proposed about how to use this method in some parts of the course.Key words:modern desig n method;dependable desig n;experience design;probability desig n102 德州学院学报(自然科学版) 第18卷。
现代设计方法(第四章 可靠性设计)

简述可靠性设计传统设计方法的区别。
答:传统设计是将设计变量视为确定性单值变量,并通过确定性函数进行运算。
而可靠性设计则将设计变量视为随机变量,并运用随机方法对设计变量进行描述和运算。
1.可靠性:产品在规定的条件下和规定的时间内,完成规定功能的能力。
可靠度:产品在规定的条件下和规定的时间内,完成规定功能的概率。
是对产品可靠性的概率度量。
可靠度是对产品可靠性的概率度量。
2)可靠性工程领域主要包括以下三方面的内容:1.可靠性设计。
它包括了设计方案的分析、对比与评价,必要时也包括可靠性试验、生产制造中的质量控制设计及使用维修规程的设计等。
2.可靠性分析。
它主要是指失效分析,也包括必要的可靠性试验和故障分析。
这方面的工作为可靠性设计提供依据,也为重大事故提供科学的责任分析报告。
3.可靠性数学。
这是数理统计方法在开展可靠性工作中发展起来的一个数学分支。
可靠性设计具有以下特点:1.传统设计方法是将安全系数作为衡量安全与否的指标,但安全系数的大小并没有同可靠度直接挂钩,这就有很大盲目性。
可靠性设计与之不同,它强调在设计阶段就把可靠度直接引进到零件中去,即由设计直接决定固有的可靠度。
2.传统设计是把设计变量视为确定性的单值变量并通过确定性的函数进行运算,而可靠性设计则把设计变量视为随机变量并运用随机方法对设计变量进行描述和运算。
3.在可靠性设计中,由于应力S和强度R都是随机变量,所以判断一个零件是否安全可靠,就以强度R大于应力S的概率大小来表示,这就是可靠度指标。
4.传统设计与可靠性设计都是以零件的安全或失效作为研究内容,因此,两者间又有着密切的联系。
可靠性设计是传统设计的延伸与发展。
在某种意义上,也可以认为可靠性设计只是在传统设计的方法上把设计变量视为随机变量,并通过随机变量运算法则进行运算而已。
平均寿命(无故障工作时间):指一批产品从投入运行到发生失效(或故障)的平均工作时间。
对不可修复的产品而言,T是指从开始使用到发生失效的平均时间,用MTTF表示;对可修复的产品而言,是指产品相邻两次故障间工作时间的平均值,用MTBF表示;平均寿命的几何意义是:可靠度曲线与时间轴所夹的面积。
现代设计方法及其应用

现代设计方法的应用为了保证设计质量、加快设计速度、避免或减少设计失误,并适应科学技术发展,使设计工作现代化,引发了现代设计方法的研究。
现代设计方法的特点是动态的、科学的、计算机化的方法。
它将那些在科学领域内得到应用的所有科学方法论应用到工程设计中。
产品设计是以社会需求为目标,在一定设计原则的约束下,利用设计方法和手段创造出产品结构的过程。
市场竞争的需要和各种新方法、新技术、新工艺、新材料不断涌现,推动了设计方法和技术的进步,产品设计从传统的经验设计进入现代设计。
现代设计的特征是以计算机技术为核心(这是现代设计的主要特征),以设计理论为指导。
传统设计:以生产经验为基础,以运用力学和数学形成的计算公式、经验公式、图表、手册等为依据进行。
随着理论研究的深入,许多工程现象不断升华和总结为揭示事物内在规律和本质的理论,如摩擦学理论、模态分析理论、可靠性理论、疲劳理论、润滑理论等。
现代设计方法:是基于理论形成的方法。
用这种方法指导设计可减小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。
因此,现代设计是以理论指导为主、经验为辅的一种设计。
以计算机技术为核心对设计产生的影响的表现:①设计手段的更新:推动了设计手段从“手工”向“自动”转变。
②产品表示的改变:推动了产品表示从“二维”向“三维”的转变。
③设计方法的发展:促进了新设计方法出现,高性能的计算机硬件和先进的软件技术是这些方法实施的保证。
新设计方法有:限元分析、优化、模态分析、并行设计、虚拟设计、计算机仿真等。
④工作方式的变化:促进了设计方式从“串行”到“并行”的变化。
⑤设计与制造一体化⑥管理水平的提高:产品设计是一个复杂的系统工程,设计过程中涉与大量设计数据和设计行为的管理。
数据库技术的发展改变了传统的手工管理模式,各种PDM系统的广泛应用大大提高了设计的管理水平,保证了设计过程的高效、协同和安全。
⑦组织模式的开放:传统的局限于企业内部的封闭设计正在变为不受行政隶属关系约束的、多企业共同参与的异地设计。
现代设计与传统工艺美术设计的异同

现代设计与传统工艺美术设计的差异现代设计是一个特定的历史概念,它是现代工业生产条件下的产物,是解决艺术、功能和机器生产之间的冲突的手段;它是在现代工业批量化生产的条件下,把产品的功能性、造型的审美性和使用的舒适性有机、和谐地统一起来的设计。
现代设计作为一种独立的职业诞生于20世纪初期西方工业发达国家中,工业设计是其主体。
国际工业设计学会联合会1980年在巴黎举办的会议上,把工业设计定义为:“就批量生产的工业产品而言,凭借训练、经验及视觉感受而赋予材料、结构、形态、色彩、表面加工以及装饰以新的品质和资格,叫做工业设计。
"传统工艺美术设计的概念在人类器物制作活动的早期就已经呈现出来.我们的原始先人,在狩猎、采摘与耕作的生产劳动过程中,设计并制作了石刀、石斧、弓箭、长矛等工具,同时也把石头或是动物的骨头、扇贝等设计制作成为项链和手链来装饰自己。
但“工艺美术”概念的确立却是在人类文明进入工业社会以后,出现在第一个经历过工业革命的国家—英国,具有讽刺意味的是,它是出现在一场反工业化运动之中,即19世纪后期至20世纪初期兴起于英国的 Art&Craft Movement,我们一般译为“工艺美术运动”或者“艺术与手工艺运动”. 它强调一种艺术与手工艺的结合,体现人类心灵、头脑、双手的合一。
它力图将人类的创造性与精良的手工艺结合起来,创造出美观实用的物品服务于人类的生活。
一、设计表现形态的差异设计作为一种人类特有的有意识的活动,其含义是“在正式做某项工作之前,根据一定的目的要求,预先制定方法、图样等。
”①最早在提到设计概念的1588年出版的《牛津英文词典》是这样解释“设计”的:由人所设想的一种计划,或是为实现某物而作的纲要。
总之,人们在生产劳动中改造自然界的物质形态、把它们变成满足人们的需要器物时,要预先在头脑中改造这些物质。
设计有两种表现形态:在一些情况下,它只是生产过程的内部因素,没有从生产中脱离出来,产品的原型保留在生产者的头脑中,生产者也就是设计者。
现代机械设计考试题北京科技大学

现代机械设计作业1结合自身体会,谈谈产品与人类社会生活的关系。
总的来说,现代人类社会与产品是密不可分的。
现代社会餐桌上的佳肴,美酒,街头的外卖,都是各种各样的产品,有了产品社会才变的多种多样,丰富多彩,如果当今社会失去了产品就会回到单调无味的世界2简述传统设计方法与现代设计方法的特点及区别。
传统设计——又称常规设计,分为初步设计、技术设计、施工设计三个步骤。
现代设计——将传统设计中的经验、类比法设计提高到逻辑的、理性的、系统的新设计方法,是在静态分析的基础上,进行动态多变量的最优化。
现代设计与传统设计比较,有下列几个特征:1)系统性现代设计把设计对象看作一个系统,同时考虑系统与外界的联系,用系统工程概念进行分析和综合,通过功能分析、系统综合等方法,力求系统整体最优,使人机之间的功能相互协调。
(2)创造性现代设计强调创造能力开发和充分发挥人的创造性;重视原理方案的设计、开发和创新产品。
只有创新才能有所发明。
但是,今天的科学技术已经高度发展,创新往往是在已有技术基础上的综合。
有的新产品是根据别人的研究实验结果而设计,有的是博采众长,加以巧妙地组合。
(3)综合性现代设计在设计过程中,综合考虑、分析市场需求、设计、生产、管理、使用、销售各方面的因素;综合运用优化是系统工程、可靠性理论、价值工程、技术等学科的知识,探索多种解决设计问题的科学途径。
(4)程式性现代设计研究设计的一般进程,包括一般设计战略和用于设计各个具体部分的战术方法。
要求设计者从产品规划、方案设计、技术设计、施工设计到实验、试制,按步骤有计划地进行设计。
3通过查阅资料,综述某种现代设计方法的发展及应用设计方法学是研究,设计的一般性方法、技巧、手段及规律的一门综合性学科。
目前国际上对设计方法学的研究主要分为两大学派,及德国派和英国派。
创造性设计方法是现代设计方法的基础。
产品设计中是否注重创造性,是否区别现代设计和传统设计的重要标。
在产品设计中,无论是确定技术原理,技术过程,还是确定系统的功能和结构或者具体零件的形状尺寸和加工制造方法,都要充分发挥人的创造潜力,用创造性的方法求解问题,才能获得高质量的产品。
对现代制造技术的认识

对现代制造技术的认识一、传统制造技术:传统制造技术是指从设计到产品的成型过程,而且其中对信息化的利用不多或者根本就没有利用到信息技术,并且它的管理方式很死板,没有灵活性,存在很多漏洞。
除了上面那些漏洞以外还有以下的不足:科学理论知识达不到,数据量过大,设计周期长工作量大而且效率低,加工精度低,材料达不到使用要求,不能保证能完全在市场上销售出去而且获得的经济效益低等。
二、现代制造技术产生的原因:我们可以说传统制造技术统治了人类几千年。
在第一次工业革命以前,人类只知道去制造一些基本的生活用品,如纺织制衣物,马车,弓箭等,这些都是需要大量的人的劳动力的,制造起来和用起来都非常辛苦。
当然,这些符合当时的社会环境。
但自从第一次工业革命以后,人们懂得了使用机器,人们都想要更高的生活水平,因此光靠以前的用人力的方法得到产品是不够的,从而就用机器代替人力去进行生产。
但这些都还是属于传统制造技术,因为它只注重得到产品的过程。
传统制造技术是很狭义的,它只包含了从产品的设计到产品的成型。
显然它与现代社会的发展不符合,没有跟上社会的脚步,从而给社会的发展增加了负担,减慢了社会的进步。
因此,就促使人们去改变传统制造的观念,从而就引出了现代制造技术。
三、现代制造技术的概念与内容:MMT 是一项综合性技术:MMT是制造业不断吸收信息技术和现代管理技术的成果,并将其综合应用于产品设计、加工、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的制造全过程,以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产,提高对动态多变市场的适应能力和竞争力的制造技术的总称。
MMT 是一项动态技术:MMT 没有一个固定的模式,它要与企业的具体情况相结合。
同时MMT 也不是一成不变的,而是动态发展的,它要不断地吸收和利用各种高新技术成果,并将其渗透到制造系统的各个部分和整个过程,使其不断趋于完善。
MMT 是面向工业应用的技术:MMT 有明显的需求导向特征,不以追求技术高新度为目的,重在实际效果。
华工现代机械设计方法考试复习

7.综合性
补充: 影响创新能力的智力因素(P21) 1.想象力 2.洞察力 3.动手能力 4.智能和知识因素 2-3 常用的创造性技法有哪些?(P23) 1.智力激励法(直觉思维法) 2.提问追溯法 3.联想类推法 4.组合创新法 5.反向探求法 6.系统搜索法 2-4 工程技术系统由哪几部分组成,其处理对象是什么?(P32) 系统组成: 1.系统单元 2.系统结构 3.边界条件 4.输入输出的要素
四.有限单元法
4-1 试简述有限单元法的主要思路、具体步骤及其依据。 核心思想:将复杂结构分解成形状简单、便于方程描述的规则单元, 列出方程组并求解 基本思路:(69) “分”:用有限个规则单元代替原来的各种各样的连续系统,并用近 似方程对每个单元的行为加以描述。 “和”:根据一定的规则,把关于单元的方程组合起来构成方程组, 并引入外载及约束条件进行求解。 具体步骤:(P78) 1.结构的离散化 2.单元分析
处理对象:指输入输出要素,包括能量、物料和信号。 2-5.运用功能分析法进行系统原理方案设计的主要步骤有哪些? (P36 图 2-7)
补充: 运用系统化设计方法进行原理方案设计的主要步骤: 1.明确设计任务 2.确定系统的总功能 3.进行功能分解 4.分功能求解 5.将分功能解综合为整体解:原理方案 系统功能原理解:(P39) 常用形态综合法,将系统的功能元列为纵坐标,各功能元的相应解列
6.设计一种可降解的塑料零件属于( C )设计。
A 面向拆卸的
B 面向质量的
C 绿色
7.当产品功能 F 提高, 成本 C 不变时,产品的价值 V( A )
A 提高
B 降低
C 不变
8.某软件的生产成本是 18 万元,评价集 P=[优、中、差},对应的评价值为 5 万
现代设计方法与传统设计方法区别

现代设计方法与传统设计方法区别
现代设计方法基于未来的需求、发展趋势、可能的风险,而传统设计方法则偏向于从过去的经验中提取思想,并了解当前的技术、材料和制造技术的性质和发展,从而提出合理的设计方案。
现代设计方法更注重创新性、拓展性和可操作性,重点是在缩小可行性设计调整期间满足用户需求和产品质量要求,提高创新能力和可操作性。
例如,在现代设计过程中,可以根据用户所需功能,基于优化和协同设计原理,从界面、交互、外观、流程、材料等几个方面,综合考虑设计。
与现代设计方法不同,传统设计方法更加追求有效的高质量的设计效果,重点是通过分析可行性,并以优质的工艺和精确的过程管理,将其转变为有效的实现方案。
例如,传统设计法则更注重仔细分析原材料、配件、外观、电气连接、功能可靠性等方面,深入研究设计方案中隐含的各种影响因素,从而实现最优的设计效果。
总的来说,现代设计方法和传统设计方法都有其独特的优势,理想的设计效果通常会综合利用这两种方法的优势,实现设计的最优化。
现代设计方法的认识

现代设计方法的认识现代设计方法是一种在当今社会和科技情景下发展出来的设计方法论,它相较于传统设计方法更加注重用户体验、创新性和可持续性。
现代设计方法注重整合人类的心理需求和技术的发展,并通过多学科的合作来实现设计目标。
在本文中,我将从三方面展开对现代设计方法的认识:常见的现代设计方法、现代设计方法的重要性以及它在实践中的应用。
首先,现代设计方法尤为强调人类心理需求的满足。
它不再将用户作为设计的对象,而是将用户放在设计的核心,以用户为中心进行设计,注重用户触感和情绪体验。
现代设计方法利用人机交互技术、用户研究和心理学知识等来理解用户的需求和偏好,从而创造出符合用户期望的产品和服务。
此外,现代设计方法还强调创新性,鼓励设计师以开放的思维方式思考问题,寻找新的解决方案,不断推动设计领域的进步。
其次,现代设计方法的重要性在于它能够提高设计的质量和效率。
通过注重用户体验和创新性,现代设计方法使设计师能够更好地满足用户的需求,从而提高产品的市场竞争力和用户满意度。
同时,现代设计方法也鼓励设计师进行快速迭代和原型设计,通过与用户的反馈进行交互,不断改进和完善设计方案,减少设计错误和重复劳动。
这样一来,设计师能够更加高效地完成设计任务,节省时间和资源。
最后,现代设计方法在实践中有广泛的应用。
在产品设计领域,现代设计方法被广泛运用于工业设计、用户界面设计和服务设计等领域。
例如,工业设计中注重产品外观和人机工程学,以提高用户使用体验;用户界面设计中注重交互设计和视觉设计,以提高用户在数字产品上的操作体验;服务设计中注重整合服务和用户体验的设计,以提供更好的服务质量。
除了产品设计领域,现代设计方法也在城市规划、社会创新和可持续发展等领域得到应用。
例如,城市规划中注重人性化设计和可持续交通系统,以提高城市居民的生活质量和减少环境污染;社会创新中注重多学科合作和用户参与,以解决复杂社会问题。
综上所述,现代设计方法是一种注重用户体验、创新性和可持续性的设计方法论。
现代设计方法与传统设计方法区别

现代设计方法与传统设计方法区别(1)直觉设计阶段古代的设计是一种直觉设计。
当时人们或是从自然现象中直接得到启示,或是全凭人的直观感觉来设计制作工具。
设计方案存在于手工艺人头脑之中,无法记录表达,产品也是比较简单的。
直觉设计阶段在人类历史中经历了一个很长的时期,17世纪以前基本都属于这一阶段。
(2)经验设计阶段随着生产的发展,单个手工艺人的经验或其头脑中的构思已很难满足这些要求。
于是,手工艺人联合起来,互相协作。
一部分经验丰富的手工艺人将自己的经验或构思用图纸表达出来,然后根据图纸组织生产。
图纸的出现,即可使具有丰富经验的手工艺人通过图纸将其经验或构思记录下来,传与他人,便于用图纸对产品进行分析、改进和提高,推动设计工作向前发展;还可满足更多的人同时参加同一产品的生产活动,满足社会对产品的需求及提高生产率的要求。
因此,利用图纸进行设计,使人类设计活动由直觉设计阶段进入到经验设计阶段。
(3)半理论半经验设计阶段 20世纪以来,由于科学和技术的发展与进步,设计的基础理论研究和实验研究得到加强,随着理论研究的深入、实验数据及设计经验的积累,已形成了一套半经验半理论的设计方法。
这种方法以理论计算和长期设计实践而形成的经验、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。
依据这套方法进行机电产品设计,称为传统设计。
所谓“传统”是指这套设计方法已延用了很长时间,直到现在仍被广泛地采用着。
传统设计又称常规设计。
(3)现代设计阶段近30年来,由于科学和技术迅速发展,对客观世界的认识不断深入,设计工作所需的理论基础和手段有了很大进步,特别是电子计算机技术的发展及应用,对设计工作产生了革命性的突变,为设计工作提供了实现设计自动或和精密计算的条件。
例如CAD技术能得出所需要的设计计算结果资料、生产图纸和数字化模型,一体化的CAD/CAM 技术更可直接输出加工零件的数控代码程序,直接加工出所需要的零件,从而使人类设计工作步入现代设计阶段。
《机械系统设计》电子教案 段铁群 教授

第一章绪论重点:机械,机械系统的相关概念及学科中的位置。
难点:学习机械系统设计课程的重要性。
讲授提示与方法:回顾机械工程的发展历程,注重机械系统的整体性,提高学生对机械系统设计的认知程度。
1.1机械系统设计在机械工程科学中的地位及作用一、机械工程科学1.机械工程科学的定义:机械工程科学是研究机械产品(或系统)的性能、设计和制造的基础理论与技术的科学。
2.机械工程科学的组成:P1图1.1(1)机械学:机械设计过程(核心部分);(2)机械制造:机械制造过程(基础部分)。
3.机械学所包含的内容:P3图1.5二、机械、机械系统、系统1.机械:关于机械的定义,目前尚无严格的定论,一般可归纳为:(1)须由两个以上的零、部件组成;(2)这些零、部件的运动部件,应按设计要求作确定的运动;(3)将外来的能源转变为有用的机械功。
【举例】机械产品:汽车、拖拉机、机床、钟表……2.系统:是指具有特定功能的、相互间具有一定联系的许多要素构成的一个整体。
即由两个或两个以上的要素组成的具有一定结构和特定功能的整体都是系统。
3.机械系统:由若干个零、部件及装置组成的,彼此间有机联系,并能完成特定功能的系统,称之为机械系统。
4.系统应具有下述特性:(1)目的性:完成特定的功能(2)相关性与整体性:1)相关性:各构成要素之间是相互联系的2)整体性:评价一个系统的好与坏要看该系统的整体功能(3)环境的适应性:系统对外部环境变化和干扰有良好适应性三、机械系统的组成:P4图1.61.动力系统:为系统提供能源(动力源)2.执行系统:是系统的执行输出部分3.传动系统:把运动和动力由动源传递给执行系统的中间环节4.操纵、控制系统:使前三者协调动作和运行5.支承系统:支承和联系各机件6.润滑、冷却与密封系统:四、机械系统的地位与作用几乎任何产品都离不开机械系统,它涉及到社会的各领域。
1.2机械系统设计的任务、基本原则及要求一、机械系统设计的任务及设计类型:1.机械系统设计的任务:是开发新的产品和改造老产品。
现代设计方法与传统设计方法的区别

《机械系统设计》课程论文—I现代设计方法与传统设计方法区别联系院(系)机电学院专业机械设计制造及其自动化学生孟庆超学号1090810106班号09081012012年5月现代设计方法与传统设计方法区别摘要:本文通过现代设计方法与传统设计方法的比较阐明了现代设计方法在工程设计中的重要性,明确未来机械产品的设计思路,即继承传统,不断创新。
关键词:机械;现代;传统;设计方法正文传统的设计方法是一种以强度和低压控制为中心的安全系数设计、经验设计、类比设计和机电分离设计, 也称常规设计。
这是一种静态的半经验半理论的实际方法,只考虑产品本身,一般着眼点放在产品的结构、部件或零件上,对它们的强度、刚度、稳定性、安全系数等方面进行计算和验算;而现代机电产品设计方法则是强调创造性, 在注重产品整体功能基础上以现代设计方法和计算机技术为工具的机电一体化系统设计。
现代设计方法是从传统设计方法中发展而来的。
因此,作为一种新的设计思想,与传统设计方法比较,它有很多优势。
一、传统设计面向问题并偏重于技术;现代设计则面向功能目标,将技术、经济和社会环境等因素结合在一起统筹考虑,具有工程性,不但重视设计内容,也强调设计进程管理。
二、传统设计是朝向结构方案的“收敛性思维”;现代设计则面向产品总功能目标的“发散性思维”。
三、传统设计采用少数的炎症性分析以满足限定的约束条件;而现代设计是用多元性方法直接综合使其在各种情况下实现方案与全域优化目标。
四、传统设计是用计算器、图板、手册的个体手工作业;而现代设计则充分利用计算机进行计算、自动绘图和数据库管理,集团分工协作。
五、传统设计局限在零件和结构上;而现代设计则更注重机械系统的全局构成,包括造型艺术。
六、传统设计避开复杂问题,只按确定工况与静态考虑;现代设计则研究动态的随机工况、模糊性与其他一系列设计中复杂问题的神话细解。
七、传统设计采用单项与手册标准为准则(如强度、成本);现代设计则采用科学的模糊综合评价。
车辆现代设计方法

面饰工艺规程
各种制造、装配、
设
效果图、检验标准 造型、装饰、检 各种工艺学
计
技术文件
验等方法
造型工艺文件
试制商
品 化
修改
批量生产
第三节 车辆的现代设计
车辆的现代设计方法
(1) 车辆计算机辅助设计CAD; (2) 车辆计算机辅助工程CAE; (3) 车辆优化设计; (4) 车辆可靠性设计; (5) 车辆性能的计算机仿真; (6) 车辆噪声分析及设计; (7) 车辆动态设计。 现代的汽车设计方法并不是各自孤立的,它们既有自己的优势, 又互相渗透,在汽车设计的技术领域中发挥着各自的重要作用。
工业美学 模块化设计、相
计
机械性能设计
似理论
评价决策
评价决策
工艺性设计 有限元法、动态
最优结构方案 最优造型方案
自动化设计
设计、摩擦学设 计、高等机构学 、
智能工程、专家
最优技术方案
系统
总体布置图、装配草图、技术文件 总体效果图、外观效果模型
第二节 机械产品设计
零件工作图 外观件加工工艺、
施
工
部件装配图
计算机辅助设计(CAD)方法
主要过程
汽车车身
汽车的CAD系统一般可以完成一个完整的汽车整车或 零部件的设计过程,它包括:输入关键数据进行几何造 型;利用多种计算和分析方法进行工程分析;从生产工 艺的角度进行设计评价;按照设计完成的数据进行自动 绘图。
汽车离合器壳
第三节 车辆现代设计
计算机辅助设计(CAD)方法
图形等信息。
狭义的概念是指:将客观需 求转化为满足该需求的 技术系统的活动,包括 机械产品在内的各种产
品的设计。
现代设计方法在汽车产品开发中的应用

汽车开发是 一项复杂 的系统工程 ,时代发展又 为它提 出更高 的要 求 。一方面多元化 的市场需求要求企业 以敏捷化的设 计方式快速应对 ; 另一方面汽车本 身也开始从纯粹功能型转 向兼顾舒适性 、环保性 、可靠 性等性能指标。显然仅仅靠传统思维设计方法是很难实现的。现代设计 方法以当前先进 的计算机技术为手段 ,充分利用力学 、应用数学等工程 基础学科的进展 ,为工程设计提供强有力 的工具 ,这在很多行业都得到 充分验证。 未来 汽车设计 的发展必然随着汽 车技术 的进步而 日新月异 ,众多设 计师的艺术风格也会更广泛更强烈地体现在汽车设计之中 ,而给予人们 更加广泛 的选择。高科技下 ,个性鲜明 、更加人性化 的汽车将是2 世纪 1 汽车产业发展的必然 ,因为它符合人类对 文化 、个性的追求 和需要 。因 此 ,加大对汽车的设计 的重视和投入 ,将对我 国汽车产业的发展起到极 大 的推 进作 用
2 结构 模块 化 设计 结构模块化设计方法主要是以功能化 的产品结构为基础 ,分解现有 的产 品 ,在分解 中考虑到各个要 素的可行性 ,从而在早 期就能预测 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 本。结构模块化设计 方法视具有某种功能的实现 为一个结构模块 ,通过 结构模块的组合 ,实现产品的方案设计。对 于特定种类 的机械产品 ,由 于其组成部分的功能较 为明确且相对稳定 ,结构模块的划分 比较容易 , 因此 ,采用结构模块化方法进行方案设计较为合适 。 汽 车产品具有 品种多 、批量少的特点 ,其生产多采用改装设计的方 式。和其它机械产品一样 ,改装所需的零部件应尽量满足 “ 通用化 、标 准化 、系列化”的要求 。即使是 自制的异型件 ,也会根据企业的生产特 点 自成系列。这就为采用模块化设计奠定 了实际基础 ,如 :车架设计就 可以划分为标 准件库 ( 螺栓 、螺母 )、总成件库 ( 支撑装置 、车轴等 ) 和构件库 ( 直梁式 纵梁 ),设计 时根据需要调 用的 图库来 进行总体布 置。现代C 软件也为上述模块化系统提供 了实现手段 ,与外部数据库 AD 的接 口可以实现对数据 的开放型管理 ,内嵌开发语言可以完成图元 的参 数化设计 ,而 图形化的界面可以方便用户操作。这样 ,工程技术人 员关 注 的重点就可以回归到设计本身 ,而不是适应复杂的计算机操作。
现代汽车车身设计方法综述

现代车身设计方法综述作为汽车的更新换代关键之一,车身的更新换代显得尤为重要。
只要稍微留意一下,就会发现五颜六色,个性化的汽车越来越多。
可见,车身作为汽车工业中一个最年轻而又发展迅速的分支,对销售和用户心理有着极其重要的影响。
经历了汽车工业的起步时期,汽车车身采用外形制作工艺粗糙,各曲面的拼接随意性很大的马车车箱形式;一战和二战后,汽车车身外形设计得到了汽车工程师的重视,开始考虑空气阻力、审美学等,并把人体工程学、风洞实验应用到车身设计中,汽车真正成为科学和艺术的结合。
在20世纪70年代末以来,随着计算机软硬件技术的迅速发展,出现了专门的二维/三维辅助设计/工程软件,汽车设计迈入了数字化时代,汽车车身设计业步入了现代化设计阶段。
在车身现代化设计过程中,大量使用计算机辅助设计软件(CA TIA、PRO/E、UG等)建立车身的数学模型,并在计算机上进行结构设计、结构分析、有限元分析、外观设计、内饰件设计、虚拟碰撞检测、虚拟装配等工作。
一、在现代车身设计方法中,一般的流程图如右:1、市场调研,确定整车风格即使计算机再先进,也不能自动追踪当前的产品流行风格,不能了解现在高节奏生活下消费者的喜好,这就要求进行周密的市场调研,了解消费者多产品的需求。
设计师在市场调研的基础上,激发个人和团队的灵感来定位整车风格。
2、制作效果图在绘制效果图阶段,可手工绘制也可利用计算机辅助软件绘制,具体根据设计师个人情况而定,但使用计算机绘制可更快捷地构建车身数字模型并使修改工作更方便。
而使用手工绘制再制作缩比例模型和1:1主模型,再以三坐标扫描或激光扫描的方式在计算机中构建车身数字模型,这是更常用的一种方法,因为以这种方式制作模型更能直观地表达出设计师的风格理念。
这实际上就是一个逆向设计的过程。
简单地说,逆向工程就是指将已有的产品模型转化为计算机中的数字化工程设计模型的过程,相当于是一种仿制,具有开发周期短、设计精度较高、便于进行结构设计/ 分析等优点,在车身设计过程中应用很广泛。
常规、现代和创新设计技术的异同及发展

常规、现代和创新设计技术的异同及发展[摘要]机械设计是机械工程的重要组成部分,设计水平的高低直接关系到产品的质量性能、研制周期和经济效益等。
现代设计技术是常规设计技术的延伸与发展,是相关科学技术综合应用于设计领域的产物,它使常规设计技术发生了质的飞跃,创新性设计是指充分发挥设计者的创造力利用人类已有的相关科学技术知识进行创新构思设计出具有新颖性的创造性及实用性机械产品的一种实践活动。
创新设计强调发挥创造性提出新方案提供新颖而且独特的设计。
三大设计技术综述了常规设计技术、现代设计技术创新设计技术的内涵、应用及它们之间的异同,阐述了机械设计技术的发展趋势。
同时指出发展机械工业。
关键是开发、应用现代机械设计技术。
[关键词]机械设计;常规设计技术;现代设计技术;创新设计技术;发展一. 引言机械创新设计是根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算,并将其转化为具体的描述以人为制造依据的工作过程。
机械创新设计是机械工程的重要组成部分,是决定机械性能的最主要的因素。
根据德国工程师协会文件VDl2225的调查分析,产品设计成本约占产品成本的5%~7%,但却决定了产品制造成本的75%~80%左右。
设计工作的质量,直接关系到机械产品的质量性能、研究周期和技术经济效益等。
二. 常规设计技术目前各大专院校所使用的《机械原理》及《机械设计》教材主要讲述的是常规设计技术。
它是学习、应用、发展现代设计技术的基础。
常规设计也称为传统设计,分为初步设计,技术设计,施工设计三个步骤。
常规设计是指以成熟技术结构为基础,运用常规方法来进行的产品设计,它在工业生产中大量存在,并且是一种经常性的工作。
常规设计的方法是依据力学和数学建立的理论公式和经验公式为先导,以实践经验为基础,运用图表和手册等技术资料,进行设计计算、绘图、编制设计说明的过程。
常规设计方法强调以成熟的技术为基础,目前常规机械设计的方法仍然是机械工程中的主要设计方法。
现代设计方法在汽车设计中的应用

现代设计方法在汽车设计中的应用作者:胡斌来源:《科技资讯》2017年第05期摘要:随着社会的不断发展以及科学技术的不断进步,人们逐渐对于汽车的性能、安全性、经济实用性等方面有了更高的要求。
在当前的情况下,为了适应汽车产业的发展需求,在汽车设计、制造等方面也提出了更高的要求,采用了创新性的设计方法,希望可以生产出性价比更高的产品。
文章介绍了当前汽车设计中所应用的系统工程分析法、模糊设计法以及计算机辅助设计法等,使得设计的质量得到一定的保障,加快设计进度,同时降低和避免设计中的误差。
关键词:现代设计方法汽车设计虚拟设计技术中图分类号:TH122 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2017)02(b)-0105-021 现代设计方法的优势相比于以经验总结、相关的力学、数学公式为基础的传统设计方法,现代设计方法更注重产品的创新性,更加重视产品的整体功能,同时将现代设计技术和计算机网络技术作为主要的工具[1]。
这种设计方法不但可以使得设计的准确度、质量以及效率得到有效提升,而且可以将产品的安全性、经济性以及适用性进行有效结合,进而设计出更加优质以及经济成本更加低的新产品。
当前,设计方法和设计技术处于不断更新发展的阶段,可以预测的是,随着现代设计方法在汽车设计中的广泛应用以及其自身的不断完善发展,会使得汽车产品出现新的突破。
现代设计方法在具体的应用过程中具有以下优势:其一,在设计性质上面向功能目标,可以将技术、经济以及社会环境等因素进行综合考虑;其二,在设计进程方面,更加重视设计过程中顺序的模式化;其三,在设计手段上,能够充分利用计算机技术进行自动运算、绘图以及数据的应用管理,进行分工协调工作;其四,在设计方式上,更加注重预测以及信号的分析和创造性之间的相互配合;其五,在设计部署方面,现代设计方法贯穿于整个设计开发的全过程;其六,在设计方法上,能够综合运用多元化的方法在各种条件下实现方案和优化目标[2]。
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汽车零部件传统设计方法与现代设计方法的比较姓名:XXX 学院:机械与汽车工程学院专业:车辆工程学号: XXX摘要:汽车零部件的设计方法,可以从不同的角度做出分类。
目前较为流行的分类方法是把过去长期采用的设计方法称为传统设计方法,近几十年发展起来的设计方法称为现代设计方法。
文中对传统设计方法与现代设计方法的特点、二者的关系进行了详细的说明。
1 前言在近百年中,汽车零部件设计技术经历了由经验设计发展到以科学实验和技术分析为基础的现代设计阶段。
20世纪60年代中期,在设计中引入电子计算机后又形成了计算机辅助设计(CAD,Computer Aided Design)等新方法,使设计逐步实现半自动化和自动化。
经验设计是以已有产品的经验数据为依据,运用一些带有经验常数或安全系数的经验公式进行设计计算的一种传统的设计方法。
这种设计由于缺乏精确的设计数据和科学的计算方法,使所设计的产品不是过于笨重就是可靠性差。
随着测试技术的发展与完善,在机械设计过程中引进新的测试技术,和各种专用的试验设备,进行科学实验,从各方面对产品的结构、性能和零部件的强度、寿命进行测试。
同时广泛采用近代数学物理分析方法,对产品及其总成、零部件进行全面的技术分析、研究,这样就使汽车设计发展到以科学实验和技术分析为基础的阶段。
电子计算机的出现和在工程设计中的推广应用,使机械设计技术飞跃发展,设计过程完全改观。
汽车零部件的设计方法,可以从不同的角度做出分类。
目前较为流行的分类方法是把过去长期采用的设计方法称为常规的设计方法即传统的设计方法,近几十年发展起来的设计方法称为现代设计方法。
本文将两者进行比较。
2 汽车零部件设计的发展历程(1)直觉设计阶段古代的设计是一种直觉设计。
当时人们或是从自然现象中直接得到启示,或是全凭人的直观感觉来设计制作工具。
设计方案存在于手工艺人头脑之中,无法记录表达,产品也是比较简单的。
(2)经验设计阶段随着生产的发展,单个手工艺人的经验或其头脑中的构思已很难满足这些要求。
于是,手工艺人联合起来,互相协作。
一部分经验丰富的手工艺人将自己的经验或构思用图纸表达出来,然后根据图纸组织生产。
图纸的出现,即可使具有丰富经验的手工艺人通过图纸将其经验或构思记录下来,传与他人,便于用图纸对产品进行分析、改进和提高,推动设计工作向前发展;还可满足更多的人同时参加同一产品的生产活动,满足社会对产品的需求及提高生产率的要求。
因此,利用图纸进行设计,使人类设计活动由直觉设计阶段进入到经验设计阶段。
(3)半理论半经验设计阶段20世纪以来,由于科学和技术的发展与进步,设计的基础理论研究和实验研究得到加强,随着理论研究的深入、实验数据及设计经验的积累,已形成了一套半经验半理论的设计方法。
这种方法以理论计算和长期设计实践而形成的经验、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。
依据这套方法进行机电产品设计,称为传统设计。
(4)现代设计阶段近30年来,由于科学和技术迅速发展,对客观世界的认识不断深入,设计工作所需的理论基础和手段有了很大进步,特别是电子计算机技术的发展及应用,对设计工作产生了革命性的突变,为设计工作提供了实现设计自动或和精密计算的条件。
例如CAD技术能得出所需要的设计计算结果资料、生产图纸和数字化模型,一体化的CAD/CAM技术更可直接输出加工零件的数控代码程序,直接加工出所需要的零件,从而使人类设计工作步入现代设计阶段。
此外,步入现代设计阶段的另一个特点就是,对产品的设计已不是仅考虑产品本身,并且还要考虑对系统和环境的影响;不仅要考虑技术领域,还要考虑经济、社会效益;不仅考虑当前,还需考虑长远发展。
例如,汽车设计,不仅要考虑汽车本身的有关技术问题,还需考虑使用者的安全、舒适、操作方便等。
3.汽车零部件传统设计方法与现代设计方法的比较3.1 传统设计方法传统设计是以经验总结为基础,运用长期设计实践和理论计算而形成的经验、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。
传统设计在长期运用中得到不断完善和提高,是符合当代技术水平的有效设计方法。
分析传统的设计过程,可以看出传统设计的每一个环节都是依靠设计者用手工方式来完成的。
首先凭借设计者直接的或间接的经验,通过类比分析或经验公式来确定方案,由于方案的拟定很大程度上取决于设计人员的个人经验,即使同时拟定几个方案,也难于获得最优方案。
由于分析计算受人工计算条件的限制,只能用静态的、近似的方法,参考数据偏重于经验的概括和总结,往往忽略了一些难解或非主要的因素,因而造成设计结果的近似性较大,有时不符合客观实际。
此外,信息处理、经验或知识的存储和重复使用方面还没有一个理想的有效方法,解算和绘图也多用手工完成,这不仅影响设计速度和设计质量的提高,也难以做到精确和优化的效果。
传统设计对技术与经济、技术与美学也未能做到很好的统一,使设计带有一定的局限性。
这些都是有待于进一步改进和完善之处。
总之,传统设计方法是一种以静态分析、近似计算、经验设计、手工劳动为特征的设计方法。
显然随着现代科学技术的飞速发展、生产技术的需要和市场的激烈竞争以及先进设计手段的出现,这种传统设计方法已难以满足当今时代的要求,从而迫使设计领域不断研究和发展新的设计方法和技术。
3.2 现代设计方法现代设计是过去长期的传统设计活动的延伸和发展,是传统设计的深入、丰富和完善。
随着设计实践经验的积累,设计理论的发展以及科学技术的进步,特别是计算机技术的高速发展,设计工作包括机械产品的设计过程产生了质的飞跃。
为区别过去常用的传统设计理论与方法,人们把这些新兴理论与方法称为现代设计。
“现代设计技术”就是以满足市场产品的质量、性能、时间、成本、价格综合效益最有为目的,以计算机辅助设计技术为主体,以知识为依托,以多种科学方法及技术为手段,研究、改进、创造产品活动过程所用到的技术群体的总称。
现代设计不仅指设计方法的更新,也包含了新技术的引入和产品的创新。
目前现代设计方法所指的新兴理论与方法主要包括优化设计、可靠性设计、设计方法学、计算机辅助设计、动态设计、有限元法、工业艺术造型设计、人机工程、并行工程、价值工程、反求工程设计、模块化设计、相似性设计、虚拟设计、疲劳设计、三次设计、摩擦学设计、绿色设计等。
现代设计主要有下列特点。
(1)系统性现代设计方法是逻辑的、系统的设计方法。
目前有两种体系:一种是德国倡导的设计方法学,另一种是美国倡导的创造性设计学。
在知识、手段和方法不充分的条件下,运用创造技法,充分发挥想象,进行辩证思维,形成新的构思和设计。
传统设计方法是经验、类比的设计方法,用收敛性的思维方法,过早地进入具体方案,对功能原理的分析既不充分又不系统,不强调创新,也很难得到最优方案。
(2)社会性现代设计将产品设计扩展到整个产品生命周期,发展了“面向X”技术,即在设计过程中同时考虑制造、维修、成本、包装、运输、回收、质量等因素。
在现代设计开发新产品的整个过程中,从产品的概念形成到报废处理的全寿命周期中的所有问题,都要以面向社会、面向市场为主导思想考虑解决。
传统设计是由技术主管指导设计,设计过程中多为单纯注意技术性,设计产品试制后才进行经济分析、成本核算,很少考虑社会问题。
(3)创造性现代设计强调激励创造冲动,突出创新意识,力主抽象的设计构思,扩展发散的设计思维、多种可行的创新方案,广泛深入地评价决策,集体运用创造技法,搜索创新工艺试验,不断要求最优方案。
传统设计一般是封闭收敛的设计思维,陷入思维定势,过早地进入定型实体结构,采用经验类比和直接主官的评价决策。
(4)宜人性现代设计强调产品内在质量的实用性,外观形体的美观性、艺术性和时代性,在保证产品物质功能的前提下,尽量使用户产生新颖舒畅等精神感受。
传统设计往往强调产品的物质功能,忽视或不全面考虑精神功能。
(5)最优化现代设计重视综合集成,在性能、技术、经济、制造工艺、使用、环境、可持续发展等各种约束条件之下,在广泛的学科领域之间,通过计算机以高效率综合集成为最新科技成果,寻求最优方案和参数。
传统设计属于自然优化,在设计—评定—再设计的循环中,凭借设计人员的有限知识、经验和判断力选取较好方案。
(6)动态化现代设计在静态分析的基础上,考虑生产中实际存在的多种变化量的影响,进行动态特性的最优化,根据概率论和统计学方法,针对载荷、应力等因素的离散性,用各种运算方法进行可靠性设计,对一些复杂的工程分析问题还可用有限元法、边界元法等数值解法得到满意的结果。
(7)设计过程智能化是指借助于人工智能和专家系统技术,由计算机完成一部分原来必须由设计者进行的创造性工作。
传统设计局部上自发地运用某些仿生规律,但这很难达到高度智能化的要求。
(8)设计手段的计算机化和数字化计算机在设计中的应用已从早期的辅助分析、计算机绘图,发展到现在的优化设计、并行设计、三维建模、设计过程管理、设计制造一体化、仿真和虚拟制造等。
传统设计是人工计算、绘图、使用简单的工具,设计的准确性和效率都受限制,修改设计也不方便。
(9)设计和制造一体化它强调产品设计制造的统一数据模型和计算机集成制造。
设计过程组织方式由传统的顺序方式逐渐过渡到并行设计方式,与产品有关的各种过程并行交叉的设计,这可以减少各种修改工作量,有利于加速工作进程,提高设计质量。
现代设计利用高速计算机,可以将各种不同目的设计方法、各种不同的设计手段综合起来,以求得系统的整体最优解。
3.3 现代设计与传统设计的关系现代设计与传统设计的关系如下:①继承关系:现代设计是过去长期的传统设计活动的延伸和发展,它继承了传统设计的精华,克服了传统设计的一些不足。
②共存与突破的关系:设计方法的发展,都有着时序性、继承性,两种方法在一定时间内还会共存。
当前的现代设计方法正处在发展之中,可以预见,随着科学技术的进步必将有新的突破。
传统设计以经验、试凑、静态、定性分析、手工劳动为特征,导致设计周期长,设计质量差,设计费用高,产品缺乏竞争力。
随着现代科学技术的发展,机械产品设计领域中相继出现了一系列新型理论与方法。
这些新兴理论与方法统称为现代设计方法。
4. 基于机械加工的汽车变速器设计方法4.1 设计要求的确定汽车变速器的设计工作是将变速器功能及其他要求转化为具体结构。
汽车变速器的主要功能是是汽车在各种使用条件下得到足够的动力性与燃油经济性,此外还应使汽车具有倒向行驶、中断动力行驶等。
汽车变速器设计要求有:是汽车具有良好的动力性和燃油经济性、具有空档和倒档、操作简便、工作可靠、噪声小、质量轻、结构紧凑等。
4.2 设计阶段分析下面按设计方法学观点对设计进行分析,以便更好地了解设计过程。
在说明性设计模型中,一般都包括方案设计、结构设计、详细设计三个阶段。