现代设计方法在水泵设计中的应用
现代设计方法在水泵设计中的应用
邵国辉;赖喜德
【摘要】阐述了现代设计方法的基本概念及内容,结合实践讨论了与水泵设计密切相关的几种现代设计方法:计算机辅助设计;CFD技术;有限元分析;优化设计;造型设计;可靠性设计;价值工程;计算机辅助测试.
【期刊名称】《机械设计与制造》
【年(卷),期】2009(000)008
【总页数】3页(P91-93)
【关键词】水泵;现代设计方法;应用
【作者】邵国辉;赖喜德
【作者单位】哈尔滨大电机研究所,哈尔滨,150040;西华大学,能源与环境学院,成都,610039
【正文语种】中文
【中图分类】工业技术
第 8 期2009 年 8 月机械设计与制造 Machinery Design &Manufacture91文章编号：1001-3997(2009)07-0091-03现代设计方法在水泵设计中的应用邵国辉 1 赖喜德 2（ I 哈尔滨大电机研究所，哈尔滨 150040 ）（z西华大学能源与环境学院，成都 610039 ） Applicationof moderndesigningmethodsindesignof waterpump SHAO Guo-
https://www.360docs.net/doc/4911148556.html,IXi_cle2 ( IHarbinInstitute of
现代设计理论与方法
第一章 1现代设计理论与方法是一门基于思维科学、信息科学、系统工程、计算机技术等学科，研究产品设计规律、设计技术和工具、设计实施方法的工程技术科学。 2设计的概念，广义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。狭义概念是指将客观需求转化为满足需求的技术系统(或技术过程)的活动。 3设计的含义：为了满足人类与社会的功能要求，将预定的目标通过人们创造性思维，经过一系列规划、分析和决策，产生载有相应的文字、数据、图形等信息的技术文件，以取得最满意的社会与经济效益，这就是设计。 4设计的特征：需求特征、创造性特征、程序特征、时代特征。 5设计的四个发展阶段：直觉设计阶段、经验设计阶段、半理论半经验设计阶、现代设计阶6现代设计与传统设计的区别: 传统设计：以经验总结为基础，运用力学和数学而形成的经验、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。传统设计方法基本上是一种以静态分析、近似计算、经验设计、手工劳动为特征的设计方法。 现代设计：是一种基于知识的，以动态分析、精确计算、优化设计和CAD为特征的设计方法。 7现代设计方法与传统设计方法相比，主要完成了以下几方面的转变： 1）产品结构分析的定量化；2）产品工况分析的动态化；3）产品质量分析的可靠性化；4）产品设计结果的最优化；5）产品设计过程的高效化和自动化。 8现代产品设计按其创新程度可分为：开发性设计、适应性设计、变形设计三种类型。 第二章 1功能分析组合方法：求总功能（黑箱法）分功能求解方法（调查分析法、创造性方法、设计目录法）原理解组合（形态分析法） 第三章 1创造技法：（一）集体激智法：(专题会议法，德尔菲法，635法)通过多人的集体讨论和书面交流，互相启迪，并发灵感，进而引起创造性思维的连锁反应，形成综合创新思路的一种创新技法。（二）提问追溯法：（奥斯本提问法，阿诺尔特提问法，5W-1H提问法）是通过对问题进行分析和推理来扩展思路，或将复杂的问题加以分解，找到各种影响因素，从而扎到问题的解决方案的一种创造性技法。（三）联想类比法：（联想发明发，类比发明发，仿生法，综摄法）通过启发、联想、类比、综合等手段，创造出新的想法，这种创造技法就称联想类比法（四）组合创新法：（性能组合，原理组合，功能组合，结构组合）利用事物间的内在联系，用已有的知识和现有的成果进行新的组合。从而产生新的方案。
现代设计方法
考试科目:《现代设计方法》 （总分100分） 时间：90分钟 __________学习中心（教学点） 批次： 层次： 专业： 学号： 身份证号： 姓名： 得分： 一、单项选择题（每小题1.5分，共27分） 1.试判别矩阵1111???? ? ?，它是（ ） A 、单位矩阵 B 、正定矩阵 C 、负定矩阵 D 、不定矩阵 2.约束极值点的库恩——塔克条件为：-?=?=∑F X g X i i q i ()()* * λ1 ，当约束函数是g i (X)≤0和 λi >0时，则q 应为（ ） A 、等式约束数目 B 、不等式约束数目 C 、起作用的等式约束数目 D 、起作用的不等式约束数目 3.在图示极小化的约束优化问题中，最优点为（ ） A 、A B 、B C 、C D 、D 4.下列优化方法中，不需计算迭代点一阶导数和二阶导数的是（ ） A 、可行方向法 B 、复合形法 C 、DFP 法 D 、BFGS 法 5.内点罚函数Φ(X,r (k))=F(X)-r (k) 1 01g X g X u u u m () ,(())≤=∑，在其无约束极值点X ·(r (k))逼近原 目标函数的约束最优点时，惩罚项中（ ） A 、r (k)趋向零， 11 g X u u m ()=∑ 不趋向零 B 、r (k) 趋向零，11g X u u m ()=∑ 趋向零 C 、r (k)不趋向零， 11 g X u u m ()=∑ 趋向零 D 、④r (k) 不趋向零，11g X u u m ()=∑ 不趋向零 6.0.618法在迭代运算的过程中，区间的缩短率是（ ）
A 、不变的 B 、任意变化的 C 、逐渐变大 D 、逐渐变小 7.对于目标函数F(X)受约束于g u (X)≥0(u=1,2,…，m)的最优化设计问题，外点法惩罚函数的表 达式是（ ） A 、Φ(X,M (k) )=F(X)+M (k) {max[(),]},() g X M u u m k 01 2=∑为递增正数序列 B 、Φ(X,M (k))=F(X)+M (k){max[(),]},() g X M u u m k 01 2 =∑为递减正数序列 C 、Φ(X,M (k))=F(X)+M (k) {min[(),]},()g x M u u m k 01 2 =∑为递增正数序列 D 、Φ(X,M (k))=F(X)+M (k){min[(),]},() g x M u u m k 01 2 =∑为递减正数序列 8.标准正态分布的均值和标准离差为（ ） A 、μ=1,σ=0 B 、μ=1,σ=1 C 、μ=0,σ=0 D 、μ=0,σ=1 9.在约束优化方法中，容易处理含等式约束条件的优化设计方法是（ ） A 、可行方向法 B 、复合形法 C 、内点罚函数法 D 、外点罚函数法 10.若组成系统的诸零件的失效相互独立，但只有某一个零件处于工作状态，当它出现故障后， 其它处于待命状态的零件立即转入工作状态。这种系统称为（ ） A 、串联系统 B 、工作冗余系统 C 、非工作冗余系统 D 、r/n 表决系统 11.对于二次函数F(X)=1 2 X T AX+b T X+c,若X *为其驻点，则▽F(X *)为（ ） A 、零 B 、无穷大 C 、正值 D 、负值 12.平面应力问题中(Z 轴与该平面垂直)，所有非零应力分量均位于（ ） A 、XY 平面内 B 、XZ 平面内 C 、YZ 平面内 D 、XYZ 空间内 13当选线长度l ，弹性模量E 及密度ρ为三个基本量时，用量纲分析法求出包含振幅A 在内的 相似判据为(E 的量纲为（ ）［ML -1T -2］ A 、A=l E 1 1212 -ρ B 、A=l E -- 1 1212 ρ C 、A=l E 100ρ D 、A l E =-11 12ρ 14.平面三角形单元内任意点的位移可表示为三个节点位移的（ ） A 、算术平均值 B 、代数和车员 C 、矢量和 D 、线性组合 15.已知F(X)=(x 1-2)2+x 22,则在点X (0)=00???? ??处的梯度为（ ） A 、?=?????? F X ()()000 B 、?=-?????? F X ()() 020
水泵设计计算分析
平顶山工学院市政工程系0214081-2班 《水泵及水泵站》课程设计任务书 一、课程设计的目的 1、通过课程设计，使学生所获得的专业理论知识加以系统化，整体化，以 便于巩固和扩大所学的专业知识； 2、培养学生独立分析，解决实际问题的能力； 3、提高设计计算技巧和编写说明书及绘图能力； 4、为适应工作需要打一下的基础。考虑美观以及便于施工等要求，根据可 能和合理方案进行技术经济比较选定工程枢纽的布局，建筑物的结构型式，材 料和施工方法等。 二、设计题目：海口城市净水厂送水泵站 三、设计原始资料 1、任务书 某城市所需用水量22.8×104 m3/d，用水最不利点地面标高66.60 m、服务水头24m，泵站处的地面标高65.3 m、水池最高水位64.60m、水池最低水位标 61.60m，经计算管网水头损失19.93m。试进行泵站工艺设计。 2、地区气象资料： 最低气温：-5~15℃，最高气温：35~41℃，最大冰冻深度15㎝。 3、泵站地址1∕100~1∕500地形图（暂缺） 4、站址处要求抗震设计烈度为7°。 5、电源资料：采用双回路供电，电压等级为：220V、380 V、10KV。 四、课程设计内容 城镇给水厂送水泵站扩初设计。 五、设计成果： 1. 说明书：概述：包括设计依据、机组选择、台数、泵站形式和建筑面积、 启动方式等。 2.计算书：按教材中所要求步骤计算，写明计算过程并附必要草图。 图纸：泵站平、剖面图各一张（比例1∕50~1∕200）。 六、设计依据
1、《水泵与水泵站》教材 2、《给排水设计手册》第一、十、十一册 3、《快速给排水设计手册》第四、第五册 七、设计时间安排 给水排水工程泵站课程设计时间18周一周（2010年12月27日—31日），要求学生集中时间完成全部内容，时间安排如下： 1、基础资料收集0.5d 2、泵站规模计算及运行方式确定1d 3、水泵选型及泵房布置0.5d 4、泵房平面图、剖面图绘制2d 5、整理设计计算书和说明书1d 八、设计纪律要求 １、设计中要自主完成，杜绝抄袭现象。 ２、正常上课期间所有设计学生必须到教室进行设计，上午8：00 ~ 12：00，下午2：00 ~ 3：45，不得迟到和早退。 ３、设计期间指导教师实行不定期点名制度，两次无故不到者设计成绩降级。四次无故不到者设计成绩为不及格。 ４、由于设计时间较紧，希望同学们克服困难，按时、认真完成本次设 计任务。 九、成绩评定 学生的课程设计成绩由指导老师根据学生在设计期间的设计图纸、设计计算说明书、答辩、出勤等情况综合评定。成绩分：优、良、中、及格、不及格五个等级。 其中，设计图纸占50%，设计说明书占30%，答辩占10%，出勤占10%。成绩评定标准如下： 优：能认真完成设计指导书中的要求，设计过程中，严格要求自己，独立完成设计任务，图纸整洁、绘制标注规范，设计方案合理，思路清晰，设计说明书内容充实工整，应用理论正确，有创新性。答辩正确，设计期间出满勤。 良：能较好的完成设计指导书中的要求，能独立完成设计任务，设计思路
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。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。此外，还需考虑汽车的燃料供应和污染、车辆存放、道路发展等问题。 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
现代设计方法3000字总结
现代设计方法 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设计领域发展起来的一门新兴的多元交叉学科。以满足市场产品的质量、性能、时间、成本、价格综合效益最优为目的,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、创造产品和工艺等活动过程所用到的技术和知识群体的总称。 现代设计方法有:并行设计、虚拟设计、绿色设计、可靠性设计、智能优化设计、计算机辅助设计、动态设计、模块化设计、计算机仿真设计、人机学设计、摩擦学设计、反求设计、疲劳设计。 一、并行设计 并行设计是一种对产品及其相关过程(包括设计制造过程和相关的支持过程)进行并行和集成设计的系统化工作模式。强调产品开发人员一开始就考虑产品从概念设计到消亡的整个生命周期里的所有相关因素的影响，把一切可能产生的错误、矛盾和冲突尽可能及早地发现和解决，以缩短产品开发周期、降低产品成本、提高产品质量。 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。所谓的虚拟制造(也叫拟实制造)指的是利用仿真技术、信息技术、计算机技术和现实制造活动中的人、物、信息及制造过程进行全面的仿真，发现制造过程中可能出现的问题，在真实制造以前，解决这些问题，以缩减产品上市的时间，降低产品开发、制造成本，并提高产品的市场竞争力。 三、绿色设计 绿色设计是指以环境资源保护为核心概念的设计过程，其基本思想就是在设计阶段就将环境因素和预防污染的措施纳人产品设计之中，将环境性能作为产品的设计目标和出发点，力求使产品对环境的影响为最小。 产品设计的基本流程为：市场调研--草图构思--方案设计。 四、可靠性设计 机电产品的可靠性设计可定义为: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。可靠性设计是以概率论为数学基础，从统计学的角度去观察偶然事件，并从偶然事件中找出其某些必然发生的规律，而这些规律一般反映了在随机变量与随机变量发生的可能性(概率)之间的关系。用来描述这种关系的模型很多，如正态分布模型、指数分布模和威尔分布模型。 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。智能优化设计应该以计算机为实现手段，与控制论、信息论、决策论相结合，使现代机电产品具有自学习、自组织、自适应的能力，其创造性在于借助三维图形，智能化软件和多媒体工具等对产品进行开发设计。 六、计算机辅助设计 机械计算机辅助设计（机械CAD）技术，是在一定的计算机辅助设计平台上，对所设计的机械零、部件，输入要达到的技术参数，由计算机进行强度，刚度，稳定性校核，然后输出标准的机械图纸，简化了大量人工计算及绘图，效率比人工提高几十倍甚至更多。 七、动态设计 动态设计法是在计算参数难以准确确定、设计理论和方法带有经验性和类比性时，根据施工
现代设计方法简答题
1、什么是CAD？什么是CAD系统？ CAD是指人们在计算机软、硬件的辅助下对产品或工程进行设计、绘图分析，修改和编写技术文件以及显示、输出的一种设计方法。CAD系统一般把应用于CAD作业的计算机.软件.及外围设备总称为CAD系统. 2．为什么CAD系统大都采用人机交互方式工作？ CAD不是完全的设计自动化。实践经验证明，完全的设计自动化是非常困难的。CAD是将人的主导性与创造性放在首位，同时充分发挥计算机的长处，使二者有机的结合起来．从而提高设计质量、缩短设计周期，降低设计费用。因此，人机交流以及人机交互工作方式是CAD系统的显著特点。 3.CAD技术在机械工业中有那些主要应用？结合你用过或见过的CAD的应用” 举一例说明 4.答：CAD技术在机械工业中的主要应用有以下几方面：(l）二维绘图(2）图形及符号库(3）参数化设计(4）三维造型(5）工程分析(6）设计文档及生成报表例：比如，现代数控加工程序的编制 4、与传统的设计方法相比较，CAD技术的主要特点有那些？ 答：CAD技术的主要特点有以下几个方面：.(l）制图速度快(2）图样格式统一，质量高，促进设计工作规范化、系列化和标准化。(3）提高分析计算速度、能解决复杂的设计计算问题。(4）易于技术资料的保存和查找，修改设计快，缩短了产品的设计周期。(5）设计时可预估产品性能。 5．结合实际应用说明CAD工作过程？ 答：例如利用CAD设计一个零件的过程：(l）定义产品的几何模型，进行零件的形体设计，一般用实体造型的方法建立零件的立体图。(2）转换为具体的数据(3）根据后续工作抽取模型中的数据进行处理(4）进行工程分析及计算(5）进行详细设计(6）编制全部设计文档，输出工程图。 6、从硬件配置方面看，CAD系统大致可分为几种类型？每种类型的特点如何？ 答：根据CAD系统中配配的计算机硬件进行分类，这是目市最常用的分类方法(l）集中式主机系统。该系统由一台集中的大型机（或中型、小型机）与若干图形终端连接而成。优点：有一个集中的数据库统一管理所有数据缺点：①由于所有软件都存在主机里，一旦主机失误将影响用户的工作②当计其量过大时，系统响应变慢，甚至于会出现个别终端等待现象。早期的CAD系统大多属于这种类型。(2）分布式工程工作站系统。工程工作站系统本身就是一个独立的单用户CAD系统，也可以以一台主服务器为中心将若干台工程工作站或微机联成网络。这种CAD系统的图形功能强，速度快，内存、外存容量大，是从事CAD课题的首选设备(3）微型计算机．系统：计算能力和图形处理功能不如工程工作站，但是价格低、使用方便。7．企业采用CAD技术好处和风险有那些？为什么短期内效果不显著？ 采用CAD技术的好处是能够提高设计质量、缩短设计周期，降低设计成本，从而加快了产品更新换代的速度，使企业保持良好的竞争能力。但会给企业带来一定的风险和问题，如投资大，需要投入一大笔资金购买软、硬件及支付培训和开发费用；一般不能在段时间内产生效益还有需要一批掌握CAD技术的、具有良好素质的工程技术人员队伍，对原有的技术人员需要培训，这也是影响企业是否采CAD技术一个重要因素8、简要叙述CAD到目前为止的大体发展过程。你认为CAD技术今后的发展方向那些？答：CAD技术 （l）第一代CAD系统出现于50年代末60年代初，美国学者提出了著名的SketchPad 发展的历史大致如下： 系统，为交互式图形学和CAD技术莫定了基础。(2）第二代CAD系统始于70年代，出现了将CAD 硬件与软件配套交付用户使用的交钥匙系统，大多数还是在16位机上实现的三维线框系统及二维绘图系统，只能解决一些简单的产品设计问题。(3）第三代CAD系统始于80年代，在设计与制造方面做到了将设计与制造的各种各样的要求结合起来，导致了新理论、新算法的大量涌现。(4）进入90年代，实体造型、特征造型、曲面造型、真实感图形显示等技术飞速发展。各种功能强大的造型软件相继出现。(5）现在，CAD技术仍在向前发展，在国外有人称它为下一代CAD系统，这是一种支持新产品设计的综合性环境支持系统，它能全面支持异地的、数字化的、采用不同设计哲理与方法的产品设计工作。 9.一个典型的CAD系统的硬件一般有那几部分组成？各部分的作用是什么？ 答：一个典型的CAD系统基本硬件组成，一般户主机、输入设备、输出设备和储存设备四部分组成。(1）中央处理器CPU是控和指挥整个系统运行并执行实际运算、逻辑分析的装置，是系统的核心。(2）输入设备的主要作用是将字符、平面或空间中．点的坐标输入计算机，其基本功能是“定位?”和“拾取”。“定
现代设计理论与方法重点
绪论 1、设计的的本质是由功能到结构的映射过程，是技术人员根据需要进行构思、计划并把计划变为现实可行的机械系统的过程。 2、计划具有个性化、抽象化、多解性的基本特征。 3、现代设计方法： 计算机辅助设计概念：计算机辅助设计是利用计算机及其图形设备辅助人们进行设计。优化设计是从多种设计方案中选择最佳方案的方法，它以数学中的最优化理论为基础，以计算机为手段，根据设计所追求的性能目标，建立目标函数，在满足给定的各种约束条件下，寻求最优的设计方案。 有限元设计就是利用假想的线和面将连续的介质内部和边界分割成有限大小、有限数目、离散的单位来研究。 稳健设计通过质量工程方法在产品设计阶段就要求把产品设计完美、健全，不受或尽量减少生产线波动带来的影响，以保证产品达到预期的质量效果。 虚拟设计是一种新技术，它可以在虚拟环境中用交互手段对在计算机内建立的模型进行修改，缩短了产品开发周期，提高了产品设计质量和一次设计成功率。 创新设计、智能设计、表面设计、绿色设计、动态设计、摩擦设计、协同设计、工业设计等。一 1、计算机辅助设计（简称CAD）：是计算机科学领域的一门重要技术，是集计算、设计绘图、工程信息管理、网络通信等领域知识于一体的高新技术，是先进制造技术的重要组成部分。 2、CAD：（computer aided design）：即计算机辅助设计CAE(computer aided engineering）：即计算机辅助分析，CAM（computer aided manufacture）：即计算机辅助制造，CAPP（computer aided process planning）：即计算机辅助工艺设计，CIMS（computer integrated manufacturing system）：即计算机集成制造系统， 8、CAD的特点：1）规范化、高质量规范设计流程，统一文档格式，提高设计质量。9、CAD发展方向：脱离图版，实现全自动无纸化设计、生产和制造，是CAD发展的最终目标。 10.CAD的基本功能及优点：1）人机交互 2）几何造型 3）计算分析 4）系统仿真 5）工程绘图 6）数据管理 11、CAD系统组成：CAD系统的硬件结构：计算机、图形输入设备、输出设备 CAD系统的软件：软件系统、支撑软件、应用软件。 二 1、优化设计：是从多种方案中选择最佳方案的设计方法。它以数学中最优化理论为基础，以计算机为手段，根据设计所追求的性能目标，建立目标函数，在满足给定的各种约束条件下，寻求最优的设计方案。 2、P49页：例2-1 黄金分割法求函数，3无约束优化方法：坐标轮换法、牛顿法、 约束优化方法：遗传算法、惩罚函数法、复合形法多目标优化方法：多目标优化问题、主要目标法、统一目标法 三 1、有限元法的概念：把复杂的结构看成由有限个单元组成的整体的一种设计方法 2、有限元法的基本思想：化整为零，积零其整，把复杂的结构看成由有限个单元组成的整体 3、弹性力学中的基本假设：连续性假设，完全弹性假设，各向同性假设，均匀性假设，微小性假设，无初应力假设 2、弹性力学的基本方程：平衡方程、几何方程、物理方程、边界条件
离心泵设计
离心泵设计 目录 1 概述 (2) 2 工艺说明 (2) 2.1 工艺简介 (2) 2.2 物料性质 (2) 2.3 工作温度 (2) 2.4 工作压力 (2) 2.5 尺寸参数 (2) 2.6 其他说明................................. 错误！未定义书签。 3 机械设计....................................... 错误！未定义书签。 3.1 材料选择................................. 错误！未定义书签。 3.2 结构设计 (3) 3.3 设计参数 (3) 4 零部件的选型 (4) 4.1 法兰的选型 (4) 4.2 泵体的选型 (4) 4.3 叶轮的选型 (4) 4.4 其他零部件的选型 (4) 5 总结 (4) 参考文献 (5)
1 概述 本门课程是关于化工机械与设备的基础课程，完成一项相关设计是课程学习的主要目的，也是学好课程的重要方法。 目的是将论运用于实践，提高综合运用知识的能力。 本课程设计的目标是提高查阅资料、理论计算、工程制图、数据处理的能力。 完成本设计需要先学好理论知识再参考各类标准按照规范完成作品。 本设计的主要内容有确定工艺参数、确定材料与结构、完成相关计算以及零部件选型。 2 工艺说明 2.1 工艺简介 即合成氨的生产工艺，工艺大致流程如下： 造气→半水煤气脱硫→压缩机1，2工段→变换→变换气脱硫→压缩机3段→脱硫→压缩机4，5工段→铜洗→压缩机6段→氨合成→产品NH 3 本设备主要在其中起输送液体作用。 2.2 物料性质 水在70℃下的物性数据： 热导率：λ 2 = 0.624 W/(m?℃) 粘度：μ 2 = 0.742×10-3 Pa?s 2.3 工作温度 热流体进口温度70℃。 2.4 工作压力 根据工艺要求，设备允许压强不大于2×105Pa。 2.5 尺寸参数 外型尺寸 L: 352 H:320 a:80 h:180
现代设计方法论文
武汉轻工大学 《现代设计方法》课程结业论文题目：现代设计方法在汽车设计中的应用 姓名 学号 班级 专业 院（系） 2017 年5月21 日
现代设计方法在汽车设计中的应用 宋家鹏 (武汉轻工大学机械工程学院，湖北武汉430070) 摘要：本文在分析汽丰设计方法发展的基础上，重点介绍了汽车设计中有待进一步推广应用的几种现代设计方法和技术。 关键词：现代设计方法;系统工程;模糊分析设计;计算机辅助设计(CAD) 0 引言 现代科学技术的发展对汽车的性能、可靠性、经济性等提出更高的要求同时也为汽车的设计、制造提供了改进和创新的设计方法。据统计，一般汽车的质量和性能有60%-70%取决于汽车设计。因此，在设计新产品时应研究和采用新的设计方法和技术，以适应现代汽车发展的要求。为了寻求保证设计质量、加快设计速度、避免和减少设计失误的方法和措施，引发了“汽车现代设计方法”的研究。 1现代设计和传统设计的比较 传统的设计方法是以经验总结为基础，运用力学和数学而形成的经验、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。而现代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设计为工具的系统设计。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，从而高效地设计出性能优良、经济效益显著的新型产品。目前，设计方法和技术正处于不断改善、不断创造的历史时期。可以预见，新的汽车产品将随着现代设计方法、技术和设计科学体系的完善而有新的突破。 2现代设计法的主要内容 现代设计法是在总结传统设计的经验与教训、吸收国外各设计流派的先进内容的基础上,以形态学为分类手段,以方法学为思想指导,具体形成以下十一论: 功能论:现代设计法的宗旨。是保证设计要求功能实现的方法论。 突变论:现代设计法的基石。是设计创新的基础,如创造性设计。 系统论:现代设计工作的前提。进行系统辩识、系统分析,如系统分析法、人机工程等。 信息论:现代设计的依据。进行信号处理,如信息分析法、技术预测法等。 对应论:现代设计的捷径。采用相似、模拟,如相似设计等。 优化论:现代设计的目标。如优化设计等。 智能论;现代设计的核心。发挥人的主动性,使用人工智能,促进设计自动化,如CAD等。 离散论:现代设计的细解。连续体离散求数值解,如有限元和边界元方法。 控制论:现代设计的深化。如动态分析设计法等。 模糊论:现代设计的发展。模糊性定量描述,如模糊综合评判和决策等。 艺术论:现代设计的美感。如造型设计等。
长江大学毕业设计开题报告(离心泵的设计)
长江大学 毕业设计开题报告 题目名称离心泵设计及基于solidworks 三维设计院（系）机械工程学院 专业班级装备11001 学生姓名胡强 指导教师门朝威 辅导教师门朝威 开题报告日期2014.04.10
离心泵设计及基于solidworks 三维设计 学生：胡强机械工程学院 指导老师：门朝威机械工程学院 一、题目来源： 生产实际 二、研究目的和意义： 泵是一种通用的工业机械，特别是离心泵，可以说在是在工业生产中不可缺少的一部分，而在工业生产中，研究泵往往是为了更加高效的液体介质输送水力和结构，能适合更多（甚至是苛刻）的工况条件，泵的生命周期成本更低，环 三、阅读的主要参考文献及资料名称 [1] 关醒凡.现代泵技术手册[M].北京：宇航出版社，1995 [2] 濮良贵，纪名刚.机械设计[M].西安：高等教育出版社，2006 [3] 柴立平.泵选用手册[M].北京：机械工业出版社，2009 [4] 侯作富，胡述龙，张新红.材料力学[M].武汉：武汉理工大学出版社，2012 [5] 张锋，古乐.机械设计课程设计手册[M]. 北京：高等教育出版社，2002 [6] 李世煌，吴桐林.水泵设计教程[M]. 北京：机械工业出版社，1987 [7] 于慧力，冯新敏.轴系零部件设计与实用数据查询[M]. 北京.机械工业出版社， 2010 [8] 王朝晖.泵与风机[M].北京.中国石化出版社，2007 [9] 钱锡俊，陈弘.泵与压缩机[M]. 山东.石油大学出版社，1994 [10] 李云，姜培正.过程流体机械[M]. 北京.化学工业出版社，2008 [11] 汪云英，张湘亚.泵与压缩机[M]. 北京：石油工业出版社,1985 [12] 袁恩熙.工程流体力学[M].北京：石油工业出版社，2012 [13] 查森.叶片泵原理及水力设计[M]. 北京：机械工业出版社,1987 [14] Mario ?avar.Improving centrifugal pump efficiency by impeller trimming .[D].Desalination 249(2009)654-659
现代设计方法综述及在农业机械领域的应用
现代设计方法综述及在农业机械领域的应用 令狐采学 随着科技的发展，许多新的成果被引人优化设计，特别是信息化技术的发展推动了设计方法的革命，开发了系列软件，其中包括：CAD、AN SYS、AD AM S、VB、VC等，这些软件各有特色，在应用上相互交叉。其中CAD软件是应用最广，对产业发展影响最大的软件，完全代替了传统的设计方法，使设计更加快捷方便，且具有记忆功能，使传输、保存、调用更加方便。ADAMS软件不但具备虚拟制造、试验和测试功能，而且通过二次开发还可以优化参数，VB和VC软件具有较强的可视性，适合机构的运动学和动力学目标的优化。优化是现代设计的核心技术。现代设计思想和方法大大推动了制造业的发展；反过来，每个设计者必须掌握现代设计方法，并熟练使用各种软件工具。 在国际上，航空、航天、汽车、军工制造业等率先使用现代设计的新技术，农机制造业相对滞后，一般来说在上个世纪相差3—5年，到本世纪时差缩短到l 一3年。在上世纪80年代后期，中国开始引入CAD技术。到本世纪已经推广到高校、研究院所和企业，随着应用和推广，CAD技术不断完善和拓宽，功能更加强大，现在任何机械设计单位如果在设计中不使用CAD软件几乎不可思议。其他软件也有了不同程度的应
用，中国技术力量的构架决定现代设计方法和软件工具首先被研究型高等院校应用，之后是普通院校和大型研究所，最后逐渐转入生产企业。但是现代设计的核心——系统的优化设计技术在国内应用较少，仅仅局限在个别的学科领域，这是因为系统优化首先要建立理论模型、采用适宜的优化方法、设计相关的优化软件的基础上，是一个难度很大的系统工程。例如，应用较为普遍的航空、导弹理论研究面对的介质是空气，其物理性质相对变化较小；而农业机械所处理各种物料，其物理性质差异很大，理论研究和优化方法有其特殊性，不能照搬其他理论和方法。现代设计方法的应用如果包括了系统优化则必须建立设计平台。本文在介绍现代设计方法的同时也将介绍课题组在建设平台方面所做的探索性工作。 1 平台的内容 1．1创新方法的建立 农业机械的创新有特殊性也有其普遍性。农业机械的创新首先是机构的创新，新的机构能够完成传统机构所不能完成的技术要求。机构创新由两部分组成：发现机构创新元素和找到实现创新元素的实施方案。两者都非常重要，但是对不同的项目，相对难度有所不同：有的发现创新元素难度大，有的寻求实施方案难度更大。 1．2理论研究成果
现代设计理论与方法论文
现代设计理论与方法 班级：材控1031 姓名：黄加全 学号：201020607157
反求工程技术 20世纪以来，由于科学和技术的发展与进步，对设计的基础理论研究得到加强，对着设计经验的积累，以及设计和工艺的结合，已经形成了一套半经验半理论的设计方法。依据这套设计方法进行机电产品设计，称为传统设计。 限于历史和科学发展的原因，传统设计方法基本上是一种以静态分析、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，以及先进设计科学技术的手段的出现，这种传统设计方法已经很难满足当今时代的需要，从而迫使设计领域不断研究和发展新的设计方法和技术。 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，吸收了当代科技成果和计算机技术。与传统设计相比，它则是一种以动态分析、精确计算、优化设计和CAD为特征的设计方法。 从20世纪60年代末开始，设计领域中就开始相继出现一系列新兴理论与方法。为了区别过去常用的传统设计理论与方法，把这些新兴的理论与方法称之为现代设计。现代设计理论与方法的内容众多而丰富，它们是功能论、优化论、离散论、对应论、艺术论、系统论、信息论控制论、突变论、智能论和模糊论等方法学构成。 现代设计方法包括可靠性设计方法、化设计方法、并行设计、虚拟设计、绿色设计、动态设计等，这里重点介绍反求工程设计。 1．反求工程技术的基本概述 反求工程(Reverse Engineering，简称：ER) 也称逆向工程，就是针对消化吸收先进技术的系列分析方法和应用技术的综合的一项新技术。反求工程类似
水泵设计要求[1]
4.2.2机组设备 机组内主要设备包括板式换热器、热网循环水泵、热网补水泵。 设备名称：板式换热机组 用途：一次侧高温热水通过换热机组内设备把二次侧低温水加热，并通过循环泵为热用户供热； 机组设备设计、制造、检验、包装和运输均应符合中国国家标准中华人民共和国城镇建设行业标准《板式换热机组》（CJ/T191--2004）和国家机械部标准(JB)的规定，对于国外设备应符合相应的国际标准，并能与国产设备配套使用。这些标准、规范均应是最新有效版本。买方有特殊要求的，高于此标准的，按买方要求的标准。 机组生产厂家严格遵守ISO9001国际化质量体系，必须具有“安全注册许可证”。 板式换热机组（包括板式换热器、热网循环水泵、热网补水泵）的主要技术参数：见设备材料表。 4.2.2.1 设备的运行环境条件 设备安装地点：室内 地震烈度：7度 气象条件：
室外环境温度范围（最高/最低）：36.5/-33.4℃ 室内温度：0～40℃ 室内相对湿度：51% 输送介质的特性 输送介质：热网循环水 介质温度：一次侧≤130℃，二次侧≤85℃ 泵入口压力：≥0.30MPa 4.2.2.2供货范围 4.2.2.2.1主、辅机设备 主机设备包括：板式换热器、热网循环水泵、热网补水泵。 辅机设备包括：换热器的设计、制造、检验、测试、包装、运输；泵的机座、地脚螺栓、螺母及垫片，泵组本身所需的冷却水、密封水等管道及阀门；水泵与电机间的联轴器、附件及护罩，现场指导安装、调试、试运行、验收及对用户操作和维修人员提供培训等。还应包括随机和运行三年所需的备件和易损件，其价格应包括在总标价
中。 4.2.2.2.2成套范围内各系统的管材及附件 凡属机组本体范围内的辅助设备、管道及附件安装设计和材料供应等由卖方负责。 4.2.2.2.3仪表测量元件 各机组上安装就地显示仪表。 4.2.2.2.4连接件 设备接口处的法兰、反法兰及附件等（包括成型垫）。 4.2.2.2.5备品备件及专用工具 卖方应分别提供免费供应的备品备件清单及推荐使用的备品备件清单。 卖方应随泵组提供拆装设备所需要的专用工具及检修所需的专用工具，并说明专用工具的名称、用途和数量。提供所用零部件详细的规格、型号和材质清单。 4.2.2.2.6货到达目的地后，卖方在接到买方通知后及时赶到现场与买方一起根据运单和装箱单组织对货物包装、外观和件数进行清点检验，如发现任何不符合之处并由双方代表确认。属卖方责任后，由卖方处理解决。买方
现代设计理论与方法作业 (大作业)
现代机械设计理论与方法 （大作业）
1、采用系统化设计流程及所学现代设计方法详细阐述某公司需要投资研发一款新型产品的整个设计流程和采用方法。 （1）请具体阐述采用哪些设计方法，如何去完成新产品的规划设计过程？（2）请具体阐述采用哪些设计方法，如何去完成新产品的方案设计过程？（3）请具体阐述采用哪些设计方法，如何去完成新产品的技术设计过程？（4）请具体阐述采用哪些设计方法，如何去完成新产品的施工设计过程？ 答： （1）产品规划设计包括三个主要阶段：第一个阶段是市场细分及选择阶段。在这个阶段，主要通过市场调研与分析，研究如何细分市场，以及企业如何选择细分市场，最后确定企业对细分市场的战略选择。第二个阶段是定义新产品概念。在这个阶段中要对某个细分市场，收集其需求的主要内容，包括客户需求、竞争需求及企业内部需求，并确定企业在该细分市场的产品定位，然后寻找和定义新产品概念。第三个阶段是确定产品规划阶段。在这一阶段中需要从技术层面分析新产品属于哪个产品族及其开发路径，并根据公司的战略确定新产品开发的优先顺序和组合策略，然后依据企业资源状况，制定新产品开发的时间计划。 产品规划设计的步骤为：信息集约→产品设计任务→预测调研→可行性分析→明确任务要求→可行性报告、设计要求项目表。 进行产品规划设计的主要方法有：设计方法和预测技术。支持产品规划设计的主要理论有：设计方法学、技术预测理论、市场学、信息学等。 （2）新产品的方案设计过程大致可以分为方案设计和方案评审两个阶段。方案设计阶段的步骤为：总共能分析→功能分解→功能元求解→功能载体组合→获得功能原理方案（多个原理方案）→原理试验→评价决策→最优原理方案→原理参数表、方案原理图。 进行产品的方案设计的方法主要有：系统化设计方法、创造技法、评价决策法、形态学矩阵法。 主要的理论指导包括：系统工程学、形态学、创造学、思维心理学、决策论、模糊数学等。 （3）对产品进行技术设计时，首先要对结构进行总体设计，包括了对产品的结构设计和造型设计。进行新产品的技术设计的主要步骤为：
泵的设计方法及发展趋势
泵的设计方法及其发展趋势 刘华志1,王春波2(1.焦作工学院机械工程系,河南焦作454000;2.河南省武陟县电业局,河南武陟454350) 摘要: 叙述了泵的各种设计方法,认为计算机辅助设计将成为泵设计行业的主流发展方向,借助于计算机辅助设计可以大大的缩短设计周期,并可按规定目标对泵进行快速优化,从而大大减少试验的次数,降低生产成本. 关 键 词:泵;相似设计法;速度系数法;CAD中图分类号:TH164 文献标识码:A 文章编号:1007 7332(2003)03 0214 031 传统设计方法在传统的泵设计方法中,设计人员把许多半经验公式应用于设计中,对于泵主要技术参数的确定主要有相似设计法和速度系数法. 1.1 相似设计法相似设计法是根据流体力学中的相似原理,选用性能好且与所设计泵相似的模型泵,对其过流部分的全部尺寸进行放大或者缩小而进行设计.其对模型泵的要求是: 与设计泵具有相等或者相似的比转速; 效率、抗气蚀性能、特性曲线均符合要求;!技术资料齐全;?所设计的泵和模型泵雷诺数之比Re/Rem=1.0~1.5.这样设计出的泵一般具有和模型泵相等或者相近的性能.对于实型泵的参数用注脚#p?表示,对模型泵的参数用注脚#m?表示.有上式可以推出两台相似泵的尺寸关系(2)相似设计法简单、方便, 但也存在以下几个方面的问题[2]: (1)关于性能和效率问题.在进行相似设计时,所有的换算都是在模型泵和实型泵效率相等的条件下进行的.实际上,相似放大或缩小时泵的效率并不完全相等,如果实型泵比模型泵大,则实型泵的实际扬程和效率比计算值略大一些,实型泵和模型泵尺寸相差的越大,扬程和效率计算值和实际值差的越大.因此在选择模型泵时,应尽可能选择尺寸差的不大的泵. (2)关于结构形式的影响.如果模型泵和实型泵结构形式相差太大,则实型泵不再具备模型泵性能的优点.例如:锅炉给水泵功率大、轴径粗,如果用一般单级悬臂泵模型相似设计给水泵,则效果不好.因此,应尽量选用同一种结构形式的模型进行相似设计. (3)关于修改模型问题.设计泵时,如果找不到与比转数ns完全相等的模型,则可以找比转数相接近的模型来进行修改,通常用修改模型泵流量的办法来改变模型泵的比转数,使之等于要设计的比转数,这就带来一定的误差. (4)关于气蚀相似问题.根据相似原理,相似泵的气蚀转数C应该相等.但实践表明,2台泵要做到入口部分完全相似是非常困难的,所以,实型泵的气蚀性能参数最后应该以实际试验值为准.(5)关于修正实型泵入口部分.在进行设计时,要保证模型泵和实型泵完全相似,特别是入口部分的完全相似是很困难的,因为泵的结构形式、叶片厚度、相对粗糙度、雷诺数和液体粘度都影响叶轮入口的相似.一般情况下,小泵放大,轮毂直径过小,而大泵缩小,轮毂直径过大,所以要根据具体情况修正实型泵入口部分.总之,用相似设计法虽然很方便,但它只能保持在原有水力模型的水平.因此,在采用相似设计法时,必须结合模型试验,不断分析和改进原有模型不足之处,逐步提高产品水平. 1.2 速度系数法速度系数法就是设计时按ns选取速度系数,作为设计叶轮尺寸的依据.速度系数法实质也是相似设计,只是它是建立在一系列而不是1台相似泵的基础上,它是利用大量的经验公式、统计系数计算各个过流部件的尺寸.对于缺少合适的模型泵的情况,一般都广泛地采用速度系数法来确定泵各部件的尺寸.速度系数法总的经验公式和半经验公式很多,对于同一个变量的确定往往有不同的经验公式可以利用,因而不是生搬硬套就能设计出优秀的水力设计,而往往要融入设计人员的经验和智慧.和相似设计法一样的是,用速度系数法进行产品设计时,虽然设计计算比较方便,但是产品只能保持原有的水平.因此,在采用速度系数法设计产品时,应结合模型试验,不断创造新的优秀的模型,并充分应用这些模型的速度系
现代设计理论与方法(最终版)
第一章设计方法学 1. 现代设计目标：缩短产品设计周期；提高产品质量；降低生产成本。 T--缩短产品设计周期 Q--提高产品质量 C--降低其成本 2. 传统设计法特点：静态的、经验的、手工式的、（近似计算） 现代设计法特点：动态的、科学的、计算机化的、（精确计算） 3.现代设计理论与方法的发展分为：（1)直觉设计阶段（2)经验设计阶段 （3)半理论半经验设计阶段（4)现代设计阶段 4.系统－执行特定功能而达到特定目的，相互联系，相互作用的元素。 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。 5.系统化设计的特征：由上而下、由总到细。 基本方法：系统的分析和综合。 6.黑箱法定义：把系统看成是一个不透明的，不知其内部结构的“黑箱”，在不打开黑箱的前提下，利用外部观测，通过分析黑箱与周围环境的信息联系,了解其功能的一种方法。 根据系统的某种输入及要求获得某种输出的功能要求，从中寻找出某种物理效应或原理来实现输入-输出之间的转换，得到相应的解决方法，从而推求出“黑箱”的功能结构，使“黑箱”逐渐变成“灰箱”、“白箱”的一种方法。 7.系统化设计的步骤： 8、评价的目标内容： （1) 技术评价目标——可行性，创造性，可靠性 （2) 经济评价目标——成本，利润，市场潜力 （3）社会评价目标——社会效益和影响 9.技术-经济评价法 （a)技术价Wt : Wt=(Piqi)/Pmax （Pi-各技术评分值；qi-加权系数；Pmax-最高分值5分或10分）
（b)经济价Ww：Ww=Hi/H=0.7Hz/H （Hi-理想成本；H-实际成本）（c)技术-经济综合评价：均值法：W=（Wt+Ww)/2 双曲线法：W= (Wt.Ww ) 10.产品价值V=F/C ( F-功能C-成本) 11.寿命周期成本（要会画出它的曲线图，并做分析） C=C1+C2 C1-生产成本C2-使用成本 12、提高V途径（分5种情况讨论） F ↑/C →=V ↑功能 F →/C ↓=V ↑成本 F ↑/C ↓=V ↑功能、成本 F ↑↑/C ↑=V ↑功能 F ↓/C ↓↓=V ↑成本 第二章机械优化设计 1.优化设计的数学模型 统一形式描述： min f(x) x=[x1,x2,………xn]T s.t. gi(x)<=0 i=1,2,3…m hj(x)=o j=1,2,……n(p