现代设计方法 修改课件.ppt

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1、第一章：绪论一．设计与设计过程设计就是提出或拟订把某些人工制品组装起来的方案，或者是对人工制品提出改进的措施，以便最佳地满足人们某些特殊的需求。（如机械设计，工业造型设计等)AUTOCAD,VG,SOLIDEDGE任何设计活动都具有如下特征：1).时空性（设计活动受到时间空间的限制）2).设计活动的物质性（所有的设计活动都是在特定的物质条件约束下进行的，如工程材料，资源）3).设计的需求性特征（科学研究和工程设计的最大区别）4).创造性5).设计活动的过程性设计过程：将物资资源转化为技术装置以满足客观需求的实践活动就是一个设计过程。二．设计方法的发展设计方法的研

2、究包括设计步骤和程式以及与之相联系的解决具体设计问题的方法和手段的研究。设计的发展分为四个阶段:1.直观发展阶段（设计过程是凭当事人的智力和灵感，是一种具有很大偶然性的自发设计）2.经验发展阶段（传统设计阶段）建立在经验与技巧能才的积累上。3.中间试验辅助设计阶段局部试验，模拟试验，作为设计过程的辅助手段。通过中间试验可取得可靠的数据，选择合适的结构，从而缩短试制周期，提高设计的可靠性。4.现代设计阶段现代设计方法：即研究现代设计规律，方法，程式等的学问，是一门多元性的新兴交叉学科传统的设计方法和现代设计方法的比较：静态的，经验的，手工的方法。动态的，科学的，计

3、算机的方法（CAD，CAE等）三．现代设计方法的范畴主要介绍狭义的现代设计方法：从一件产品的设计角度来看，可理解为各个环节具体应用的现代方法和技术具体包括：1）信息论方法2）系统论方法3）控制论方法4）优化论方法5）对应论方法6）智能论方法7）功能论方法8）离散论方法9）模糊论方法10）突变论方法11）艺术论方法四．现代设计方法的主要内容1.计算机辅助设计.1）现代CAD技术的内涵及其主要内容2）工程数据处理及数据库技术（LISP等）3）绘图基本原理（图形学）及工程图的绘制2.产品设计理论与方法3.计算机辅助工程（CAE）1）弹性力学基本知识2）有限元法3）应用

4、有限元软件4.最优化设计5.可靠性设计五.目前常用的设计方法有：技术预测法.创造性设计.小统论设计法.信号分析法.相似设计法.模糊设计法.动态分析法.有限单元法和边界元分析设计.优化设计法.可靠性设计.CAD与艺术造型设计法.六.学习现代设计的意义与任务降低制造成本，保证产品使用性能和使用寿命，增强产品的市场竞争力，降低制造与使用能耗，减少制造与使用过程对环境的负面影响，便于资源回收与再利用，有利于可持续发展。任务：掌握理论与相关原理，了解其作用与局限性，解决实际问题。第二章计算机辅助设计（CAD）§1概述CAD是采用硬件与计算机软件系统辅助人们对产品或工程进行

5、设计的方法与技术，包括设计、绘图、工程分析、文档制作等设计活动，是一种新的设计方法，也是一门多学科综合应用技术。现代CAD的研究内容：（1）研究现代设计理论与方法学；（2）研究与设计环境相关的技术。当前，CAD的应用主要有以下几个方面：工程设计与分析、几何造型、绘图、工程数据库和设计文档。1.工程计算与分析.在产品或工程设计中，往往包含着大量而复杂的分析计算工作.如产品性能分析、强度及刚度计算、机构参数计算等。CAD系统往往包含或者连接某些功能强大的工程分析软件，如有限元分析、优化设计、动力学分析等软件，利用这些软件可以对机械零件以及整机进行结构应力应变场.温度

6、场以及流体内部的压力场速度场等的分析计算，从而大大提高设计精度。2.几何造型把物体的形状及其属性转变为计算机的内部表示。对于机械CAD系统，几何造型是其核心功能。几何造型分为线框造型、曲面造型和实体造型。3.绘图绘图工作量占设计工作的50-60﹪，用计算机绘图代替传统的手工绘图可提高速度和质量，是CAD技术的重要应用。4.工程数据库在产品或工程设计中的信息量很大，信息的形式、属性、关系复杂多样。CAD中利用数据库技术建立各种数据库，统一管理工程数据和图形，为设计过程提供各种基本数据及保存结果5.设计文档许多设计属性需制成文档说明或输出报表，有些设计参数需用文档直

7、方图、饼图或线图等表示，由专门软件完成。§2工程数据的计算机处理在计算机辅助设计时，需将设计中要引用的工程数据（实验曲线、图表、各种标准规范、零部件模型数据和加工工艺数据等）存入计算机内存、数据文件或数据库中去，以便在设计时由计算机按设计要求自动检索，结合程序进行运算、加工处理和输出。一.数据组成数据是与现实世界中的某些客观实体相关。实体可以是某些具体的东西，也可以是可触及的抽象概念。我们把实体的特征称之为属性，标识属性的名称称之为属性名。每个属性所能测量或记录的值称之为属性值。数据是描述客观实体的数值、字符及其它符号的集合。如齿轮是个实体，由编号、模数、齿数材

8、、料牌号等几个属性描述。