现代设计方法与技术1.docVIP

现代设计方法和技术 何燚 摘要：现代机械设计已突破传统的机械设计只注重机械产品单纯能实现预期功能的要求，使机械设计向自系统化、信息化、柔性化和智能化的方向发展。 关键词 ：现代机械设计；系统化机械设计；计算机辅助机械设计 。 引言：随着科学技术的进步，机械系统引入的新材料、新工艺、新方法越来越多，实现同一种技术功能所具有的功能载体和技术手段也很多，因此，现代机械系统设计工作者若使自己设计出的产品能立足市场，除要求机械系统能实现预期的功能外，还应使设计出的机械系统满足物美价廉、运行可靠、操作方便、对环境污染小等一系列要求。设计者只有通晓机、电、液等各种综合技术，才能设计出性能价格比优良的机械系统。现代设计方法以计算机为手段，运用工程设计新理论和新方法，式计算结果达到最优化，式计算过程实现高效化和自动化。 以下是几种现代设计方法的简述： 动态设计 机械产品日益向着高速、高效、静谧和可靠性方向想发展，产品结构日趋发展，对其工作性能的要求越来越高。传统的设计方法在质量和寿命方面已很难满足。为了提高现有的够钟动态因素即：载荷相应、结构振动产生的附加载荷和循环交变载荷引起的机械结构的疲劳损坏等，因此动态设计逐渐取代了传统的静态设计方法。 动态设计是一门综合各种学科理论与实验技术的边缘科学，他充分反映了机器的实际动态特性，系统的反映了振动与相应的全过程，在设计过程中分析产品的强度、刚度、振动、噪声和可靠性等问题，从而大幅度提高机械产品的设计水平。 动态设计的一般步骤包括： 系统的动态模型。动态设计主要研究系统的动态模型，一般应以原型及模型结合进行。 载荷识别。 动态特性。即确定系统的输入载荷，一般可直接测出在某些场合可通过系统的响应来间接计算结构的外载荷。有系统输出x（t）和系统特性h（t）求系统的输入f（t）。 动态响应。及记录与分析各种随时间变化的物理参量的时间历程。为了解振动信号的频率成分与分布范围，需进行谱分析。谱分析有频谱分析及功率谱分析两种。 载荷谱：以概率统计的方法研究载荷的特性，对载荷的统计特性用图形、表格、矩阵等形式来表示。 寿命预估。通常应用的是线性累计损伤理论，又称为 Palmgren-Miner理论。 系统仿真。即将实验系统运动规律用数学形式表达，建立其模型，然后用计算机来解析。 减振和防振。即在动态设计过程中，避开共振或减少振动的量值。 随着科技的发展，动态设计将成为在相关统一数据支持下，应用并行工程理论，将产品开发过程中所需的动态设计、测试、性能实验多种手段集于一计算机网络系统之中，式设计人员对产品的各种设计同时进行。设计人员能及时收到修改信息并传递给相关人员。 绿色设计 绿色设计是20世纪90年代初期围绕在发展经济同时，如何节约资源，有效利用能源和保护环境这一主题而提出的新的设计。从20世纪70年代起，在欧美工业发达国家率先形成声势，继而向世界各国延伸。 一批设计师与设计专家对于“绿色设计”思潮的兴起起了直接作用，如美国的设计理论家维克多.巴巴纳克，早在20世纪60年代末，就出版了一部设计理论专著《为真实世界而设计》，该书强调认为设计时应认真考虑优先的资源的使用问题并为保护地球的环境服务。 绿色设计被认为是可持续发展的有效途径之一，已成为现代设计技术的研究热点和主要内容。 绿色设计是有绿色产品的诞生引伸的一种设计方法。具有环境亲和性、价值创新型和功能全成型的特征。 绿色设计通常有三个阶段： 跟踪材料，确定材料输入速出之间的平衡。 对特殊产品或产品种类分配环境费用，并确定相应的产品价值。 对设计过程进行系统研究，而不是将注意力集中在产品本身。 绿色设计的方法： 产品的简约设计 减少生产的少量化设计 流通过程的少量化设计 消费过程中的少量化设计。 关键技术包括：绿色产品评价体系、方法的研究，绿色设计模型的建立，数据资料的收集整理与数据库的建立，方法的系统股研究及知识库的建立。 绿色设计与传统设计的根本区别在于：绿色设计要求设计人员在设计构思阶段就要把降低能耗、易于拆卸、再生利用和保护环境与产品的性能、质量、寿命、成本的要求列为同等的设计目标，并保证在生产过程中能够顺利实现。 总之，面对新的消费趋势与生活方式，设计时必须提出自己行的设计思想和方法。 参考文献：许或靖，《绿色设计》，（2007）第052683号，2007年5月第一版。 优化设计 摘 要：机械优化设计是一门综合性的学科，非常有发展潜力的研究方向，是解决复杂设计问题的一种有效工具。本文重点介绍机械优化设计方法的同时，对其原理、优缺点及适用范围进行了总结，并分析了优化方法的必威体育精装版研究进展。 关键词：优化方法 约束 特点 函数 早期的优化设计是基于人