工程概论作业1new

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1、综述动态设计、绿色设计面向X的设计、价值工程和健壮设计2011级机械八班陈相羽20111025一、摘要本文介绍机械设计中动态设计、绿色设计面向X的设计、价值工程和健壮设计的主题思想、概念、应用及其发展前景。二、关键词DFX（面向产品生命周期各某环节的设计），动态设计，绿色设计，面向X的设计（DFX），价值工程，健壮设计。三、引言随着社会的高速发展，科技对设计提出了更高的要求。本文从动态设计，绿色设计，面向X的设计（DFX），价值工程，健壮设计介绍了当今先进的设计方法。四、正文（一）、动态设计（kineticdesign；dynami

2、cdesign）随着生产和科学技术的高速发展，机械产品与设备也日益向高速、高效、精密、轻量化和自动化方向发展，产品的结构日趋复杂，对其工作性能的要求也愈来愈高。为了使这些产品和设备安全可靠的工作，其结构系统必须具有良好的静、动态特性。现代机械结构动态设计就是在这个背景下应运而生的一种科学设计方法，也是近年来振动工程界开展的最广泛的研究领域之一。当前，为了提高我国机械产品在国际市场中的竞争能力，如何保证产品的高性能、高质量和低成本，是机械产品设计面临的新问题。为此，要求在设计阶段能预估机械结构的静、动特性。因此，机械动态设计方法已成为

3、设计人员必须掌握的设计手段。研究机械动态设计分析技术具有很重要的现实意义。1、动态设计的定义1）、在动态作用下，以结构构件动力状态反应为依据的设计。有时可采用动力系数方法简化为静态设计。2）所谓“动态设计”是指机械结构和机器系统的动态性能在其图纸的设计阶段就应得到充分考虑，整个设计过程实质上是运用动态分析技术、借助计算机分析、计算机辅助设计和仿真来实现的，达到缩短设计周期、提高设计效率和设计水平的目的。2、动态设计的内容１）建立一个切合实际的机械系统动态力学模型，从而为进行机械系统动态力学特性分析提供条件；２）选择有效的机械系统动态

4、优化设计方法，以获得一个具有良好的机械系统动态性能的产品结构设计方案。动态分析的主要理论基础是模态分析和模态综合理论。采用的主要的方法有：有限元分析法、模型试验法及传递函数分析法。模态分析法具体包括两个方面：系统固有特性分析和动态响应分析。系统固有特性包括系统的各阶固有频率、模态振型和模态阻尼比等参数。进行固有特性分析是为了避免系统在工作时发生共振或出现有害的振型，并且为系统进一步的响应分析作准备；动态响应分析是计算系统在外部激振力作用下的各种响应，包括位移响应、速度响应和加速度响应，并将它控制在一定的范围内。系统对外部激振响应会导

5、致系统内部产生动态应力和动态位移，从而影响产品的使用寿命和工作性能，或产生较大的噪声。机械系统的建模方法分为两大类：●理论建模法●实验建模法(1)理论建模法按机械系统不同而采用不同的技巧，因而有多种方法（一般主要采用有限元方法和传递矩阵法）；(2)实验建模法是指对机械系统（实物或模型）进行激振（输入），通过测量与计算获得表达机械系统动态特性的参数（输出），再利用这些动态特性参数，经过分析与处理建立系统的数学模型。3、机械系统动态设计的基本原则和步骤动态设计的目标是在保证机械系统满足其功能要求的条件下具有良好的动态性能，使其经济合理、

6、运转平稳、可靠。因此，必须把握机械结构的固有频率、振型和阻尼比，通过动态分析找出系统的薄弱环节来改进设计。一、动态设计的原则是：(1)防止共振；(2)尽量减小机器振动幅度；(3)尽量增加结构各阶模态刚度，并且最好接近相等；(4)尽量提高结构各阶模态阻尼比；(5)避免零件疲劳破坏；(6)提高系统振动稳定性，避免失稳。具体设计时，以上述为基本原则，应根据具体设备的要求，给出动态设计指标。二、机械系统动态设计基本工作步骤如下：(1)建立动力学模型根据机械结构或机械系统的设计图纸，建立系统动力学模型或应用试验模态分析技术（如有限元分析）建立

7、结构的试验模型。(2)动态持性分析建立出结构的动力学模型后，求解自由振动方程得到结构的振动固有特性；引入外部激励进行动力响应分析；进行振动稳定性分析。(3)动态设计指标的评定根据机械系统或结构在设计时提出的动态设计原则，对机械系统或结构的动态性能进行评定。(4)结构修改和优化设计如果结构的某些指标没有满足动态设计原则的要求，要进一步改善其动态性能，则根据要求改进原来的设计，转到步骤(1)重新开始动态设计，直至达到要求为止。（二）、绿色设计1、绿色设计的起因及形成：当今人类面临着人口增长迅速、自然资源短缺、环境污染严重等问题，人类无节

8、制地开发利用自然资源，给自身生存环境造成危机。除了工业、农业等生产过程造成的破坏之外，人们日常生活中制造的大量垃圾也给生态环境造成极大的破坏。家庭日常生活资源消耗的大幅度增加。不仅是由于人口的增加，还由于人均物资消费量的增加。有证据表