现代设计理论-绪论PPT推荐.ppt

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1）产品规划阶段产品规划阶段明确设计任务就是决策开发新产品，为新技术系统设明确设计任务就是决策开发新产品，为新技术系统设定技术过程和边界定技术过程和边界11/5/20221-11-1现代设计方法概述现代设计方法概述现代设计方法概述现代设计方法概述2）原理方案设计阶段原理方案设计阶段新产品的功能原理设计。

新产品的功能原理设计。

用系统化设计将确定的新产品功能按层次分解为分功能直用系统化设计将确定的新产品功能按层次分解为分功能直到功能元。

经过必要的原理试验，通过决策评价，寻求其中的到功能元。

经过必要的原理试验，通过决策评价，寻求其中的最优解即新产品的原理方案图。

最优解即新产品的原理方案图。

3）技术设计阶段技术设计阶段把新产品的最优原理方案具体化。

把新产品的最优原理方案具体化。

首先首先总体设计，按照总体设计，按照人人机机环境环境社会要求，对产品各部分的位置、运动、控社会要求，对产品各部分的位置、运动、控制等进行总体布局，制等进行总体布局，然后然后经过结构设计经过结构设计（材料、尺寸等材料、尺寸等）和造和造型设计型设计（美感、宜人性等美感、宜人性等）得到若干结构方案和外观方案。

经得到若干结构方案和外观方案。

经过试验和评价，得到最优结构方案和最优造型方案，得出结过试验和评价，得到最优结构方案和最优造型方案，得出结构设计技术文件、总体布置草图、结构装配草图和造型设计构设计技术文件、总体布置草图、结构装配草图和造型设计技术文件、总体效果草图、外观构思模型。

技术文件、总体效果草图、外观构思模型。

11/5/20224）施工设计阶段施工设计阶段把技术设计的结果变成施工的技术文件。

完成零件工作把技术设计的结果变成施工的技术文件。

完成零件工作图、部件装配图、造型效果图、设计和使用说明书、工艺图、部件装配图、造型效果图、设计和使用说明书、工艺文件等。

文件等。

1-11-1现代设计方法概述现代设计方法概述现代设计方法概述现代设计方法概述“七事一贯制七事一贯制”设计方法设计方法实验、研究、设计、制造、实验、研究、设计、制造、安装、使用、维修。

安装、使用、维修。

传统设计传统设计：

经验设计，半理论半经验设计。

：

电子技术、计算机技术、网络技术的迅猛发展，信息时电子技术、计算机技术、网络技术的迅猛发展，信息时代的来临，市场竞争的需要和新方法、新技术、新工艺、代的来临，市场竞争的需要和新方法、新技术、新工艺、新材料的不断涌现新材料的不断涌现现代设计。

现代设计。

11/5/2022二、二、二、二、现代设计特征现代设计特征现代设计特征现代设计特征3）设计方法的发展设计方法的发展有限元分析、优化、模态分析；

并行设计、虚拟设有限元分析、优化、模态分析；

并行设计、虚拟设计、计算机仿真等。

计、计算机仿真等。

1）设计手段的更新设计手段的更新传统设计效率低；

现代设计无纸设计。

传统设计效率低；

2）产品表示的改变产品表示的改变传统设计二维表示，传统设计二维表示，现代设计现代设计“产品模型产品模型”（ProductModel）三维三维4）工作方式的变化工作方式的变化传统设计过程采用串行方式；

现代设计过程并行传统设计过程采用串行方式；

现代设计过程并行设计。

设计。

1-11-1现代设计方法概述现代设计方法概述现代设计方法概述现代设计方法概述11/5/20221-11-1现代设计方法概述现代设计方法概述现代设计方法概述现代设计方法概述5）设计与制造一体化设计与制造一体化计算机内产品模型直接进入计算机辅助工艺设计计算机内产品模型直接进入计算机辅助工艺设计（ComputerAidedProcessPlanning）系统进行工艺规划系统进行工艺规划和和NC编程，进而加工代码可直接传入编程，进而加工代码可直接传入NC机床、加工机床、加工中心进行加工。

中心进行加工。

6）管理水平的提高管理水平的提高数据库技术的发展改变传统的手工管理模式数据库技术的发展改变传统的手工管理模式管理信息系统管理信息系统（ManagementInformationSystem，MIS）、产品数据管理、产品数据管理（ProductDataManagement，PDM）系统应用提高了设计的管理水平，保证了设计系统应用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。

过程的高效、协同和安全。

11/5/20221-11-1现代设计方法概述现代设计方法概述现代设计方法概述现代设计方法概述7）组织模式的开放组织模式的开放网络技术发展网络技术发展局限于企业内部的封闭设计正在变为不受行政隶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。

属关系约束的、多企业共同参与的异地设计。

三、现代设计原则三、现代设计原则设计产品应满足要求的条件，也是对设计行为的约设计产品应满足要求的条件，也是对设计行为的约束。

束。

现代设计原则是传统设计原则的扩充和完善现代设计原则是传统设计原则的扩充和完善。

1）功能满足原则功能满足原则产品设计目的产品设计目的:

构造能够实现规定功能的产品构造能够实现规定功能的产品11/5/2022

（1）性能指标性能指标指产品的各类技术指标，如机床加工精指产品的各类技术指标，如机床加工精度、传动系统运动精度，电视机分辨力等。

度、传动系统运动精度，电视机分辨力等。

（2）可靠性可靠性指产品在规定的条件和规定时间内完成规指产品在规定的条件和规定时间内完成规定功能的能力。

定功能的能力。

（3）强度原则强度原则要求产品零件具有抵抗整体断裂、塑性要求产品零件具有抵抗整体断裂、塑性变形和某些表面损伤的能力。

变形和某些表面损伤的能力。

（4）刚度原则刚度原则要求外载作用下产品变形在规定的弹性要求外载作用下产品变形在规定的弹性变形内。

变形内。

（5）稳定性稳定性指产品在外载作用下能够恢复其平衡的特指产品在外载作用下能够恢复其平衡的特性。

性。

2）质量保障原则质量保障原则产品质量主要由性能和可靠性决定。

产品质量主要由性能和可靠性决定。

1-11-1现代设计方法概述现代设计方法概述现代设计方法概述现代设计方法概述11/5/20221-11-1现代设计方法概述现代设计方法概述现代设计方法概述现代设计方法概述（6）抗磨损性抗磨损性要求零件在规定时间内材料的磨损量在规要求零件在规定时间内材料的磨损量在规定值以内。

定值以内。

（7）抗腐蚀性抗腐蚀性要求产品在恶劣环境下不被周围介质侵蚀要求产品在恶劣环境下不被周围介质侵蚀的特征。

的特征。

（8）抗蠕变性抗蠕变性要求高温环境工作的产品不发生蠕变或蠕要求高温环境工作的产品不发生蠕变或蠕变变形在规定值以内。

变变形在规定值以内。

（9）动态特性动态特性指在动载荷作用下产品具有良好的抗振特指在动载荷作用下产品具有良好的抗振特性，以保证产品的平稳和低噪声运行。

性，以保证产品的平稳和低噪声运行。

（10）平衡特性平衡特性指旋转产品具有良好的静平衡和动平衡指旋转产品具有良好的静平衡和动平衡特性。

特性。

（11）热特性热特性保证产品具有要求的温度大小、温度分布保证产品具有要求的温度大小、温度分布和热流状态，以及热应力、热变形在规定值以内。

和热流状态，以及热应力、热变形在规定值以内。

11/5/20221-11-1现代设计方法概述现代设计方法概述现代设计方法概述现代设计方法概述3）工艺优良原则工艺优良原则指设计能够且容易通过生产过程实现，包括：

指设计能够且容易通过生产过程实现，包括：

（1）可制造性可制造性

（2）可装配性可装配性（3）可测试性可测试性4）经济合理原则经济合理原则要求产品具有较低的开发成本和使用费用。

要求产品具有较低的开发成本和使用费用。

5）社会使用原则社会使用原则考虑产品投放市场后的表现行为，包括：

考虑产品投放市场后的表现行为，包括：

（1）环境友好性环境友好性；

（2）环境适应性；

环境适应性；

（3）人机友好性；

人机友好性；

（4）可维修性；

可维修性；

（5）安全性；

安全性；

（6）可安装性可安装性；

（7）可拆卸可拆卸性性；

（8）可回收性。

可回收性。

11/5/20221-11-1现代设计方法概述现代设计方法概述现代设计方法概述现代设计方法概述四、部分现代设计方法四、部分现代设计方法四、部分现代设计方法四、部分现代设计方法优化设计，有限元法，可靠性设计创新设计快速响应设计智能设计全寿命周期设计虚拟设计并行设计面向制造的设计绿色设计11/5/20221-11-1现代设计方法概述现代设计方法概述现代设计方法概述现代设计方法概述一、动态设计一、动态设计目目的的：

按按照照机机械械动动态态特特性性的的要要求求对对机机械械设设备备或或结结构构（图形图形）进行审核、修改或重新设计。

进行审核、修改或重新设计。

方方法法：

对对满满足足传传统统工工作作性性能能要要求求的的初初步步设设计计图图样样或或实实物物进进行行动动力力学学建建模模，按按此此模模型型得得到到机机械械的的动动态态特特性性，然然后后对对初初步步设设计计进进行行审审核核，或或按按给给定定的的动动态态特特性性对对原原设设计计进进行行修修改改，或或预预测测机机械械结结构构的的改改变变引引起起的的机机械械动动态态特特性的变化性的变化建建模模方方法法：

理理论论建建模模和和实实验验建建模模。

前前者者按按机机械械结结构构形形状状不不同同采采用用不不同同的的技技巧巧，如如有有限限元元法法或或传传递递矩矩阵阵法法；

后后者者是是针针对对机机械械实实物物或或模模型型进进行行模模态态实实验验、分分析析，建建立立模态模型。

模态模型。

11/5/20221-11-1现代设计方法概述现代设计方法概述现代设计方法概述现代设计方法概述二、反求工程设计二、反求工程设计反反求求工工程程次次序序首首先先是是进进行行反反求求分分析析，针针对对反反求求对对象象的的不不同同形形式式实实物物、软软件件或或影影象象，采采用用不不同同的的方方法。

法。

实实物物反反求求，可可用用实实测测手手段段获获得得所所需需参参数数和和性性能能、材材料、尺寸等。

料、尺寸等。

软软件件如如图图样样可可直直接接分分析析产产品品和和各各部部件件的的尺尺寸寸、结结构构和和材材料料，但但掌掌握握使使用用性性能能和和工工艺艺，则则要要通通过过试试制制和和试试验。

验。

影影象象可可用用透透视视法法与与解解析析法法求求出出主主要要尺尺寸寸间间的的大大小小相相对对关关系系，用用机机器器与与人人或或已已知知参参照照物物对对比比，求求出出几几个个绝