工程设计学-绪论摘要.ppt

工程设计学 宁波大学机械工程与力学学院 陈兴 副教授 660473 (短号) chenxing@nbu.edu.cn 主要教材及参考书 王安麟,姜涛,等. 现代设计方法[M]. 武汉：华中科学技术大学出版社, 2010. 孟宪颐. 现代设计方法基础[M]. 北京：机械工业出版社, 2009. 张鄂. 现代设计理论与方法[M]. 北京：科学出版社, 2007. （德）G.帕尔, W.拜茨, 张直明等(译). 工程设计学[M]. 北京：机械工业出版社, 1992. 工程设计理论概述 机械产品发展历史 远古机械时期 ——简单工具的出现 古代机械时期 ——功能、结构的多样化 近现代机械时期 ——大型、复杂产品，覆盖到 人类生活的方方面面 工程设计理论概述 工程设计理论的发展历史 工业化之前——无设计理论 产品的设计主要依靠技术的传承 和经验的积累 杰出的代表：达芬奇 工程设计理论概述 工程设计理论的发展历史 工业化时期——设计理论的原始积累阶段 莱登巴林及其学生：提出了若干重要的特征标志和基本原理； 巴赫及里特勒：提出了材料和制造工艺与强度之间的关系； 劳定：提出了机器零件中的力流的提示。 工程设计理论概述 工程设计理论的发展历史 上世纪20年代至今——设计理论的形成及繁荣时期 埃更斯：提出了首个现代意义上的设计方法学观点：一种分步的设计进程，各步骤之间力求达到相互联系，以不断检查和权衡优劣作为设计特征。 韦格鲍尔：设计方法学的理论起点，提出将总任务分解为若干分任务(驱动任务和执行任务)，并对设计中的多种影响因素之间的相互关系作了描述。 工程设计理论概述 设计学理论形成中的重要贡献者 凯塞林：提出了五个优先结构设计原理； 曲赫纳：提出了四个设计基本要素； 马托赛克：提出了设计中的四个重要影响因素； 莱叶：建立了结构设计的基本设计原理和设计准则。 工程设计理论概述 系统技术的进程步骤 工程设计理论概述 系统技术的进程模型 工程设计理论概述 主流工程设计理论 Pahl和Beitz的工程设计学理论(德国) Nam P. Suh的公理化设计理论(Axiomatic Design) (美国) Altshuler的发明问题解决理论(TRIZ) (苏联) Yoshikawa的通用设计理论(GDT) (日本) 工程设计理论概述 Pahl和Beitz的 工程设计学理论 工程设计理论概述 Suh的公理化设计理论(Axiomatic Design) 美国MIT的Suh提出的公理化设计理论，该理论认为设计过程是用户域－功能域－物理域－过程域的映射。在产品概念设计阶段，从功能需求到设计参数的转变过程中，功能与设计参数应满足独立性和最小信息两条公理。若这两条公理满足，原理解才是优化的解。 工程设计理论概述 Altshuler的发明问题解决理论(TRIZ) 工程设计理论概述 Yoshikawa的通用设计理论(GDT) 日本学者Yoshikawa提出了通用设计理论（GDT），认为设计的本质是功能空间到属性空间的映射，并且指出这一映射过程是一项知识密集工程（Knowledge Intensive Engineering）。基于这一过程，实现复杂知识表达和推理的智能CAD（Intelligent CAD）成为当今CAD发展的重要方向。 工程设计理论概述 工程设计理论概述 工程设计理论概述 工程设计理论概述 工程设计理论概述 工程设计理论概述 工程设计理论概述 工程设计理论概述 工程设计理论概述 工程设计理论概述 工程设计理论概述 工程设计理论概述 工程设计理论概述 工程设计理论概述 工程设计理论概述 工程设计理论概述 工程设计理论概述 工程设计理论概述 工程设计理论概述 工程设计理论概述 工程设计理论概述 工程设计理论概述 大变形有限元本构方程的建立 工程设计理论概述 工程设计理论概述 工程设计理论概述 工程设计理论概述 工程设计理论概述 工程设计理论概述 工程设计理论概述 工程设计理论概述 工程设计理论概述 ③ 模块化设计 以模块化设计理论为指导思想，以快速、提高可靠性和降低成本为主要目的，进行机械产品模块化设计。 主要目标是用尽可能少的种类和数量的模块组成尽可能多的