机械创新设计方法.pptx

机械创新设计方法演讲人：日期:

目录CATALOGUE02.设计流程规范04.典型案例解析05.优化策略研究01.03.创新工具应用06.应用领域拓展创新理论体系

01创新理论体系PART

TRIZ理论核心原理TRIZ理论核心原理冲突解决原理效应库发明原理进化法则通过发现并解决技术系统中存在的冲突，实现技术创新的突破性。提供解决问题的方法和原则，包括分割、抽取、局部质量等40个创新原理。收集和整理各种科学、技术、物理效应，为解决问题提供创新思路。通过技术进化趋势和规律，预测未来发展方向，为技术创新提供指导。

生物模型从自然界中寻找灵感，提取生物的结构、功能、形态等特征，作为创新设计的原型。仿生原理通过模仿生物的特殊功能和行为，提出新的设计思路和解决方案。仿生技术运用生物力学、材料科学、信息技术等，将仿生原理转化为实际的产品和技术。仿生应用在机器人、医疗设备、交通工具等领域，仿生学设计方法论具有广泛的应用前景。仿生学设计方法论

将产品或系统分解为独立的模块，每个模块具有特定的功能和接口，便于组合和替换。通过模块的组合和变换，实现产品的多样化和创新，提高产品的适应性和灵活性。制定模块的标准和规范，确保不同模块之间的兼容性和互换性，降低生产和维护成本。对模块进行持续改进和优化，提高模块的性能和质量，为组合创新提供更好的基础。模块化组合创新策略模块化设计组合创新模块标准化模块优化

02设计流程规范PART

通过市场调研、用户访谈等方式，收集并分析用户需求，明确设计目标。需求调研基于需求分析结果，明确产品的核心功能和辅助功能，制定功能清单。功能定义将复杂功能分解为若干个子功能，便于后续的设计和实现。功能分解需求分析与功能分解

概念生成与形态构建创意构思根据功能需求，运用头脑风暴、思维导图等方法，产生多种创新设计概念。01通过草图、模型等形式，将设计概念转化为具体的形态和外观。02初步评估对形态设计进行初步评估，确定是否满足设计要求和目标。03形态设计

方案验证与迭代优化测试与评估根据形态设计，制作产品原型，用于验证设计方案的可行性和效果。迭代优化原型制作通过实际测试和用户评估，收集反馈信息，发现设计缺陷和不足。根据测试结果和用户反馈，对设计方案进行调整和优化，不断提高产品质量和用户体验。

03创新工具应用PART

CAD/CAE协同设计技术CAD软件应用使用CAD软件进行三维建模和工程图纸设计，实现产品结构的可视化。01CAE仿真分析利用CAE工具进行强度、刚度、模态、热力学等仿真分析，优化产品结构。02协同设计环境通过协同平台实现多专业、多部门之间的实时协作和数据共享。03

多物理场仿真验证技术采用多物理场仿真技术，模拟真实环境下的产品工作状态。仿真技术应用通过高精度仿真和可靠性分析，评估产品的性能和可靠性。精度和可靠性结合多个物理学科进行仿真分析，实现产品多学科优化设计。多学科优化

利用3D打印技术快速制造产品原型，缩短产品开发周期。3D打印技术采用激光切割技术制作精密的金属或非金属零件。激光切割技术通过快速模具技术，将原型快速转化为可用于批量生产的模具。快速模具制造快速原型制造技术010203

04典型案例解析PART

平行四边形机构采用平行四边形机构能够实现复杂的运动轨迹，提高机械的运动精度和稳定性。工业机械结构创新连杆机构连杆机构可以实现多种复杂的运动规律和动作，如曲柄连杆机构、凸轮连杆机构等。齿轮传动机构通过齿轮的啮合实现机械传动，具有传动比稳定、结构紧凑等优点，如行星齿轮传动、谐波齿轮传动等。

航空航天机构优化飞行器外形优化通过优化飞行器外形，减小空气阻力，提高飞行器的飞行性能。01航天器结构轻量化采用轻量化材料和技术，减轻航天器重量，提高其运载能力和飞行稳定性。02卫星姿态控制系统采用先进的姿态控制系统，实现卫星的精确指向和稳定控制。03

汽车传动系统革新无级变速器采用无级变速器可以实现汽车发动机与变速器的无级调速，提高汽车的燃油经济性和驾驶舒适性。电动汽车动力系统智能驾驶技术电动汽车具有环保、节能等优点，其动力系统需要采用电动机、电池和控制器等关键技术。智能驾驶技术通过传感器、控制器和执行器等设备实现汽车的自动驾驶，提高驾驶的安全性和舒适性。123

05优化策略研究PART

参数敏感性分析方法灵敏度分析通过求解设计参数对目标函数的影响程度，确定关键设计参数。01研究设计参数与性能指标之间的相关性，找出影响性能的关键参数。02可视化分析利用图表直观地展示参数敏感性，辅助设计人员理解和优化。03相关性分析

基于材料分布优化，寻求结构最佳传力路径和承载方式。拓扑优化理论采用有限元法、有限差分法等数值方法，求解拓扑优化数学模型。数值计算方法利用拓扑优化软件，快速实现结构拓扑优化设计。应用软件工具结构拓扑优化技术

轻量化材料适