现代设计法应用ppt课件.ppt

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1、第2章现代设计法应用概述设计的目的是将预定的目标，经过一系列的规划和分析决策，产生一定的信息（文字、数据、图形），形成设计；并通过制造，使设计成为产品。由于科学技术和生产能力的不断进步，设计方法学和创造方法学的开发运用，计算机硬件技术和软件的迅速发展，现代设计法在工程设计中获得广泛应用和巨大成功。现代设计法将基于采用经验、类比、静态、孤立、功能冗余和注重产品物质功能“合格”方案的传统设计，发展成为逻辑、理性、动态、系统工程观点、全面注重产品物质功能和精神功能、高效率和高质量的“最佳”设计。教学目标：1.知识目标⑴熟悉计算机

2、辅助设计的基本知识。⑵掌握计算机辅助机械设计流程图。⑶了解工程数表和线图程序化的基本知识。⑷了解优化设计基本概念和数学模型基本要素。⑸了解创造性思维的类型、特点和创新设计概念。2.能力目标⑴能够运用Matlab基本知识检索工程数表和线图。⑵能够建立简单机械优化设计问题的数学模型。⑶能够分析机械产品实例的创新设计应用。2.1计算机辅助设计2.1.1概述在传统的机械设计方法中，是以实践经验为基础，依据力学和数学建立的理论公式和经验公式，运用数表、图形和手册等技术资料，进行方案拟定、设计计算、绘图和编写设计说明书。在现代设计中

3、，是以产品为总目标的一系列种类繁多的现代设计法和技术的综合运用。由于计算机具有运算速度快、数据处理准确、存储量大和具有逻辑判断功能等特点，成为现代工程设计中分析、计算、综合、决策、数据处理、图形处理和与各种现代设计法结合的不可替代的重要工具。在这种以人机交互设计的方法，就是计算机辅助设计，简称为CAD（ComputerAidedDesign）。从计算机科学的角度来看，机械制造的过程就是在由原材料变成产品的“物质流”，以及对“物质流”进行设计、计划和控制的“信息流”，两者有机结合的过程。在设计阶段CAD运用，包括初始设计、详

4、细设计和工艺设计，是针对设计方案的“信息流”过程。形成设计方案后，制造阶段CAM（ComputerAidedManufacture）运用，包括材料准备、热加工、冷加工、装配、检测、入库等许多环节，主要是针对产品的“物质流”过程。连接CAD与CAM的关键纽带是计算机辅助工艺规程设计CAPP（ComputerAidedPocessingPlanning），在成组技术基础上，用计算机来编制合理零件加工工艺过程，从而将产品设计信息转化为制造信息。由于数控技术的迅速发展，使得机械制造过程由产品设计到制造能够实现全盘自动化，其中包括设

5、计自动化CAD、制造自动化CAM和管理自动化，即计算机辅助管理CAM（ComputerAidedManagement）。这种CAD/CAM/CAM三位一体的系统，称为计算机集成生产系统CIMS（ComputerIntegratedManufactureSestem）。它以计算机辅助设计为核心的工程信息处理系统，与计算机辅助制造为中心的加工、检测、装配自动化的工艺系统，以及经营管理信息系统所组成的综合体。它能够更好地满足现代社会对产品的多品种、中小批量和高性能的要求。图2-1计算机辅助设计过程及其软件系统2.1.2编制CAD

6、程序的方法1.机械设计流程图和计算程序⑴流程图：是流经一个系统的信息流、观点流或部件流的图形代表。⑵机械设计计算程序：MATLAB的名称源自MatrixLaboratory，它是一种科学计算软件，专门以矩阵的形式处理数据，并提供了大量的内置函数，将高性能的的数值计算能力和卓越的数据可视化能力集成在一起，在数学计算和科技应用中脱颖而出。它具有强大的科技计算、图形处理、可视化、开放式和可扩展环境，特别是所附带的几十种面向不同科技应用领域的工具箱支持，已经广泛地应用于数值分析、信号与图像处理、控制系统设计、通讯仿真、工程优化、数

7、学建模和统计分析等各个领域的计算机辅助设计、分析与应用开发，成为目前市场上强有力的工程问题分析计算和程序设计工具。能力训练案例2-1：绘制平键连接（图2-2）的选用和强度校核的流程图，并且编制相应计算程序。已知条件：轴径、轮毂宽度，传递的转矩，平键连接的许用挤压应力。%平键连接尺寸选用的函数文件function[b,h,t,t1]=PJLJCC(d)%函数文件名、输入参数(d)和输出参数[b,h,t,t1]ifd>10&d<=12%轴径范围b=4;h=4;t=2.5;t1=1.8;%平键连接尺寸elseifd>12&d<=

8、17b=5;h=5;t=3.0;t1=2.3;……elseifd>58&d<=65b=18;h=11;t=7.0;t1=4.4;end%平键连接的挤压强度校核d=50;B=112;T=758484;sigma_p=110;%已知条件[b,h,t,t1]=PJLJCC(d)%调用平键连接尺寸选用的函数文件