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现代设计方法---优化设计

现代设计方法---优化设计

E=2×105MPa。现要求在满足使用要求的条件下，试设计一个用
料最省的方案。
优化目标
用料最省
V 1 d 2L
4
d
F M
L
强度条件
max
FL 0.1d 3
w
M
0.2d 3
条件 刚度条件
f
FL3 3EJ
64FL3
3Ed 4
f
边界条件 L Lmin 8c14m
例3 设某车间生产A和B两种产品，每种产品各有两道工序，分 别由两台机器完成这两道工序，其工时列于表中。若每台机器每 周至多工作40小时。产品A的单价为200元，产品B的单价为500 元。问每周A、B产品应各生产多少件，可使总产值为最高。 （这是生产规划的最优化问题）
F —弹簧在负荷P作用下所产生的变形量
n —弹簧的有效圈数
d —弹簧材料的直径
G —弹簧材料的切变模量
3
• 根据上式，如己知或先预定 D2、n、d、G 各参数，通过多次试算、
修改，就有可能得到压簧刚度等于或接近于 的设P计参数。
• 刚度公式也可以写成一般的多元函数表达式，即
• 式中 代表性y能指f 标(xi ) ， 是i 设 1计,2参,量,，N分别代 表 、y 、 、 ，所以P xi 。
0 x L
x b
图1－2
这一优化设计问题是具有两个设计变 量(即x和α)的非线性规划问题。
13
例2：有一圆形等截面的销轴，一端固定，一端作用着集中载荷
F=1000N和扭矩M=100N·m。由于结构需要，轴的长度L不得小于
8cm，已知销轴材料的许用弯曲应力[σW]=120MPa，许用扭转切 应力[τ]=80MPa，允许挠度[f]=0.01cm，密度ρ=7.8t/m3，弹性模量

第1章设计方法学 现代设计方法教学课件

第1章设计方法学 现代设计方法教学课件

0.5
寿命 0.2 成本 电池 0.8 性能
0.3
电压
理想值
优等值 及格值 加权系数 实际值A B C
1.6
2.0 3.2 0.2 2.4 2.2 1.6
9.1
8.9 8.6 0.3 9.0 8.6 8.9
120
100 85 0.5 100 110 90
第三节 评价决策
评价决策的具体方法
成 本
评选最佳方案： RT R1
R2
R3 8.4 7.45 7.7
R1分值最高，即为最佳方案。
第三节 评价决策
评价决策的具体方法
（2）技术-经济评价法：先评出方案的技术价Wt和经济价Ww，然后用相对价W和 Wt 、Ww构成平面坐标系作出优度图，对方案进行技术经济综合评价。
1.0 0.8 1 2 3
外观 0.2 0.2 手表 1 1 性能 0.6 0.6 成本 0.2 0.2
计时 0.5 0.3
防水 0.17 0.1
防磁 0.08 0.05
防震 0.17 0.1
夜光 0.08 0.05
第三节 评价决策
解（2）评分及计算总分
确定评价目标，建立评价目标矩阵：
Z z1 z2
z3
z4
z5
z6
二级子 目标 一级子 目标 总目标
第三节 评价决策
评价目标树
对目标系统进行评价时，最末一级子目标的加 权系数满足：
g
i 1
n
i
1, gi 0, i 1, 2,
,n
确定加权系数的方法有两种：经验法和计算法。
gi
wi
w
i 1
n
i
第三节 评价决策

现代设计方法课件

现代设计方法课件

(或者下移大于上移)，使其既能与筛面有较多的相对运动，以确
保其能有较多的机会从筛孔落下，又可以使分离出的短茎秆和断 穗能够从一端流出。当然，在联合收割机上，为了使分离效果更 佳，一般都利用谷物和混杂物空气动力学特性不同，在气流与筛 孔的联合作用下，将谷物与其混杂物分离。抖动输送板则是利用 抖动板的往复运动使物料均匀地被输送到另一端。物料在输送过 程中，没有必要作往复运动，而是单向运动。传统的分析方法列 出了物料运动分析的方程，并且推出了3个特征数：K1， K2 ，
复杂的质点的运动模拟的建立通常是列动力学微分方程和解 微分方程的过程。如果模拟分析结果包括位移，则用解析方法 为好。其结果或者中间过程不包括位移的，则可以根据题意选 择一种简化问题的方法。解微分方程是模拟分析的难点，所列
微分方程常常没有原函数表达式，可以用数值积分或常微分方
程数值解法来近似地解决，其过程需应用计算机。本章中介绍3 种典型实例：质点的线、平面和空间运动模拟。
大以外，同一个体在不同的时间也存在相当大的差异，这就给理
论分析带来了很大的困难。所以，对于农机问题，试验且重复多 点试验是设计后所不可缺少的环节，而传统的理论分析往往只能 得到定性的结论。本课希望在农机的理论分析上借助于计算机， 由定性向定量分析上有所突破。
农机定量分析的成功与否，除了建模的技巧外，在很大 程度上取决于研究对象：如果问题可以归纳为静力学和运动 学问题，特别是机械运动学(刚体运动学)问题，若所作的假设 符合实际，理论分析的结果是可信的，甚至用不着通过试验 来验证。在农业机械上，谷物收获机拨禾轮轨迹、插秧机秧 爪轨迹计算和绘制等都属于这类问题。非机械运动学问题，
理论分析结论的实用意义取决于理论模型的仿真程度，而 理论模型的仿真程度取决于个人对所研究对象的熟悉程度、经 验、分析的技巧和基础知识水平，如果理论工作者对所研究的 对象有比较丰富的实践知识，他在建立模型过程中就能够正确 的选定影响该物理现象的主要因素，从而决定取舍的内容。丰 富的经验使其能把握正确的方向，而分析的技巧和坚实的基础 知识有助于解决分析中遇到的复杂问题，所以农机理论分析是 农机方面基础和专业知识的综合运用。随着农机学科知识的扩 展，除了要求理论工作者具有深厚的数学、力学、计算机软件 和优化原理知识以及运用这些知识的实际能力外，根据所研究 的具体问题的需要，也要掌握一定的物理学、物料力学、热工 学、传热学、流变学、生物化学和电工学知识，无论采取理论 的或是试验的方法进行农机的研究，均需要计算机辅助。

现代设计方法总结PPT课件

现代设计方法总结PPT课件

可编辑课件PPT
21
五、智能优化设计
随着与机电一体化相关技术不断的发展， 以及机电一体化技术的广泛使用，我们面 临的将是越来越复杂的机电系统。解决复 杂系统的出路在于使用智能优化的设计手 段。智能优化设计突破了传统的优化设计 的局限，它更强调人工智能在优化设计中 的作用。
可编辑课件PPT
22
实现的手段
4、详细设计
在产品的详细设计阶段，继续深化产品的绿色因素， 进行详细的产品设计。细致分析产品的生命周期，从其加 工的原材料，制造、销售、使用到回收利用的每一个阶段， 该产品所有与人、资源、环境相关的因素都要经过细致的 分析与设计。
绿色设计融入工业设计是工业设计发展的必 然趋势，它会使工业设计理论更为充实，使工业设计更加 符合人类社会发展的要求。在产品设计中提出绿色设计绝 非偶然，它是工业产品设计发展的要求，是符合新世纪绿 色消费浪潮的。
劢力学建模劢态特性计算实物试验模型试验不试验建模机械结构劢力修改30基坑支护劢态设计应用实例31八模块化设计八模块化设计结构模块化设计主要是以功能化的产品结构为基础分览现有的产品在分览中考虑到各个要素的可行性从而在早期就预测到设计中可能会出现的矛盾提高设计的可行性和可靠性降低产品的成32模块化设计在齿轮减速器中的应用34对一定界限内的丌同产品的性能觃格迕行分析得出的一系列的功能模块返些模块成为基础通过对它的选择重新组合构成丌同的产品以满足市场需求
图4 在车型各系统详细设计阶段，相关部门提前渗入
可编辑课件PPT
8
二、虚拟设计
在达到产品并行的目的以后，为了使产品一次设计成功，减少反复， 往往会采用仿真技术，而对机电产品模型的建立和仿真又属于是虚拟 设计的范畴。虚拟设计能实现在产品加工制造之前，建立产品的功能、 结构模型，并能对其进行修改和评审，以满足不同客户的要求。它不 仅继承了传统CAD设计的优点也具备了仿真技术可视化的特点，更能 支持协同工作和并行设计，从而缩短了产品开发周期并通过各先进技 术的利用和补充，使产品保持技术上的优势。 机电产品的虚拟设计要以计算机技术(尤其是计算机网络、通信技术) 为基础。对机电产品虚拟设计平台的建立应该包括三个层次的内容: 一是产品模型的建立以及产品设计的优化;二是对产品(包括各部件)的 评价和验证，比如产品性能评价、可制造性的评价;三是产品模型以及 相关信息的传输。要实现虚拟设计过程中产品信息的共享，一般采用 了STEP(产品模型数据交换标准)的格式。 在这些基础上可以建立机电产品虚拟设计系统，该系统集成了 CAD/CAM系统、PDM系统、专家系统以及网络、通讯等系统。

现代设计方法课件_优化设计_PPT

现代设计方法课件_优化设计_PPT

现代设计方法
/2
>/2
可行下降方向所在的区域
现代设计方法
假设现已由初始点沿着目标函数的负梯度方向，找到 处于约束条件边界上的点 ，此时目标函数的梯度为f (X(k)) ，约束条件gu(X) ≤0 的梯度为 gu (X(k)) ，并设下 一步的迭代方向为 S(k) 。要求沿 S(k)方向迭代时，既能 满足使目标函数值有所下降的条件，即 [f (X(k))]TS(k)) <0(两向量夹角大于90)，又能满足约束条件，即 [gu (X(k))]TS(k) <0 (两向量夹角大于90)，则 S(k) 必须位于阴 影区。
现代设计方法
满足 [f (X(k))]TS(k)) <0的 S(k)称为下降方向； 满足 [gu (X(k))]TS(k)) <0的 S(k)称为可行方向； 两者都满足的 S(k) 称为可行下降方向。 即:可行下降方向区是位于点X(k)的约束曲线的切线 与目标函数等值线的切线所围成的扇形区域内。
现代设计方法
现代设计方法
第三章 优化设计 Optimization Design
现代设计方法
本章主要内容
➢ 优化设计概述 ➢ 优化问题的数学分析基础 ➢ 一维探索优化方法 ➢ 无约束多维问题的优化方法 ➢ 约束问题的优化方法 ➢ 多目标函数的优化方法 ➢ LINGO在优化设计中的应用
现代设计方法
3.5 约束问题的优化方法
约束问题的优化方法： 设计变量的取值受到某种 限制时的优化方法。只要目标函数和约束函数为 连续、可微的函数，且存在一个有界的非空可行 域，约束优化问题就一定有解。 约束问题的优化方法主要解决三个问题：探索方 向、步长以及初始可行点。
现代设计方法
1. 约束优化问题的直接法---可行方向法 在可行域内按照一定的准则，直接探索出问题的最优 点，而无须将约束问题转换成无约束问题去求优的方 法，称为约束优化问题的直接法。 约束条件常常使得可行域非凸集出现众多的局部极值 点，不同的初始点往往会导致探索点逼近不同的局部 极值点，因此需要多次变更初始点进行多路探索。

《现代设计方法》课件第7章

《现代设计方法》课件第7章

第7章 稳健设计 设计因素x是产品设计中的一些可控因素的集合，即
xT (x1, x2,, xn )
在设计时所确定出的名义值为
(7－4)
xT (x1, x2,, xn )
(7－5)
经加工制造产生的偏差的最大允许值（容差）为
xT (x1, x2,, xn ) (7－6)
一般情况下，在设计中需要确定的不仅是设计变量名义值
(7－2)
其中， y 和 y 称为质量特性的容差，是产品质量特性波动的允许
界限，如图 7-2 所示。 例如，某材料的抗拉强度按其技术规范规定为(45±2)MPa，则该材料
抗拉强度的容差 y y y=2MPa ，名义值 y 45MPa ，极差
R y [43, 47]MPa 。只要该材料出厂的抗拉强度在此极差内都认为是合
第7章 稳健设计
图7－4 稳健设计的图解表示
第7章 稳健设计 稳健设计要求达到以下两个目的。 （1
y y y0 min 或 y2 (y y0)2 min
达此目的的主要方法：①通过产品的方案设计（概念设 计），改变输入输出之间的关系，使其功能特性尽可能接近 目标值。②通过参数设计调整设计变量的名义值，使输出均 值达到目标值。
x Rn ，有时还要合理确定它的容差 x Rn 。在多数情况下，还
要知道变差在容差范围内的概率分布类型和分布参数。
第7章 稳健设计
噪声因素z是不可控因素的集合，即
zT (z1, z2,, zk )
(7－7)
噪声因素一般是属于概率空间 ,,P 内且服从某种概
率分布的一些随机变量。
质量特性y是设计结果的输出。由于受到设计因素x和噪 声因素z的影响，因此y是x和z的线性、非线性、显式或隐式

现代设计理论与方法-优化设计.ppt

变异运算用来模拟生物在自然的遗传环境 中由于各种偶然因素引起的基因突变，它以很 小的概率随机地改变遗传基因（表示染色体的 符号串的某一位）的值。在染色体以二进制编 码的系统中，它随机地将染色体的某一个基因 由1变为0，或由0变为1。
若只有选择和交叉，而没有变异，则无法在 初始基因组合以外的空间进行搜索，使进化过 程在早期就陷入局部解而进入终止过程，从而 影响解的质量。为了在尽可能大的空间中获得 质量较高的优化解，必须采用变异操作。
可见，这是一个三维非线形规划问题。为了
简化问题，可根据等式约束条件消去一个设计变
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ量：
h = 3 /（ l ·w）
则该问题从原来的三维问题转化为二维问题。
4．建立数学模型的一般过程 1）分析设计问题，初步建立数学模型 即使是同一设计对象，如果设计目标和设计
条件不同，数学模型也会不同。因此，要首先弄 清问题的本质，明确要达到的目标和可能的条件， 选用或建立适当的数学、物理、力学模型来描述 问题
交叉体现了自然界中信息交换的思想。交叉 有单点交叉、多点交叉、还有一致交叉、顺序 交叉和周期交叉。单点交叉是最基本的方法， 应用较广。它是指染色体切断点有一处，例：
A:101100 1110 101100 0101
B : 001010 0101001010 1110
（3）变异 (Mutation Operator)
3．约束条件 1）概念 为产生一个可接受的设计，设计变量本身或
相互间应该遵循的限制条件，称为约束条件。
2）表示方法
约束条件一般可表示为设计变量的不等式约束函数 形式和等式约束函数形式，即
gi（χ）= gi（χ1，χ2，…，χn）≤0 或者 gi（χ）= gi（χ1，χ2，…，χn）≥0

现代设计技术ppt


数字化产品开发
虚拟产品开发
巨型挖土机
数字化样机技术
空气动力学 数值风洞 人机工程学
数 字 化 车 身
数字化样机技术
载重卡车的数字原型 数字化飞机
虚拟产品展示
虚拟产品展示
虚拟产品不仅可用于设计交流，还可作为设计者与销售人员、 销售人员与客户之间的交流。
虚拟产品不仅可显示产品的外观、内部结构以及工作原理，还
CAD
技术及应用
CAD的真髓不是绘图，而是建模和仿真。数字原型（DMU）就是 在三维实体模型的基础上，将零件组装成数字化的虚拟产品。
数字原型可用于检验零部件之间的装配关系，以防止相互干涉，从 而可进行运动仿真。
数字原型可用于透视复杂产品的内部结构，从而可进行装配、维 修等人机工程的研究。它还可用于产品的外观艺术渲染，制作广告。 在三维实体模型的基础上，将零件组装成数字化的虚拟产品。
设计过程中解决具体设计问题的各种方法和手段
设计技术
传统设计 技术
静态、经验、被动、手工
现代设计 技术
动态、科学、主动、现代方法和手段 传统设计技术的继承和发展，多专业和多学科 交叉，综合性技术
原料
人员
报 废 品 原料
报 废 人员 品
设计
试制
设备 厂房
评价
设备
制造
外在因素变化
产品
厂房
市 场 信 息
产品设计过程本质上是一个对信息进行采集、传递、加工处理的过 程，其中包含了两种重要的活动：设计活动和仿真活动。因此产品设计 也可以看作是一个设计活动和仿真活动彼此交织相互作用的过程。设计 活动推动信息流程向前演进，而仿真则是验证设计结果的重要手段。
数字化设计的特点

现代设计方法章PPT教案


第二章 计算机辅助设计(CAD)
➢ 2.1 概述 ➢ 2.2 工程数据的计算机处
理 ➢ 2.3 图形的生成与变换
第18页/共70页
2.1 概述
➢ CAD是采用计算机硬件与软件系统辅助人们对产品 或工程进行设计的方法与技术，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。
2
2
1.2
>8~10
3
3
Байду номын сангаас
1.8
>10~12
4
4
2.5
>12~17
5
5
3.0
>17~22
6
6
3.5
>22~30
8
7
4.0
>30~38
10
8
5.0
>38~44
12
8
5.0
>44~50
14
9
5.5
>50~58
16
10
6.0
第26页/共70页
轮毂t1 1.0 1.4 1.8 2.3 2.8 3.3 3.3 3.3 3.8 4.3
从复杂性或层次级别来看，我们可将数据分 为以下几种形式：
1).字段 字段是数据中最基本的用来描述实体某个
属性的数据元素，也称数据项，如一个零件名 称或材料牌号(如40Cr)。 2).记录
描述某个实体各个属性字段的集合，上表 中每行各个字段的集合就构成了一条记录。
第27页/共70页
3).文件(记录的集合) 相同性质记录的集合就是文件。如一台机器
2)实用化设计
关键工作是将原理方案结构化，转化为具有实用水平的装置， 完成从总体设计、零件设计到制造施工的全部技术资料。

现代设计方法(李思益)章 (3)


第3章 创造及创新设计方法
（1）间接性。这里的间接性是指凭借其它信息的触发， 或通过已有知识和信息来认知没有直接感知的或根本不能感知 的事物，并预见和推知事物的发展进程和结果。例如，科学家 感知到了万物之间存在一定的吸引力，但通过思维活动后，才 得出了万有引力定律和公式。
（2）概括性。概括性是指它能略去不同类型事物之间表 面的、具体的差异，从中抽象出共同本质或特征并加以反映描 述。例如，材料或机械零件的强度计算公式就是人们分析、计 算、概括、提炼出来的适应不同材料、结构、工作性能要求的 设计计算准则。
形象思维灵活、新奇，抽象思维严密，发挥各自的优势并 综合运用可获得创新型的成果。
第3章 创造及创新设计方法
2．发散思维与收敛思维 围绕问题的各种信息，从不同方向和角度出发，从多方面 寻求问题的各种可能的解法的思维方式称为发散思维。发散思 维具有流畅（反映敏捷，快速想出各种解法）、灵活（触类旁 通，不受思维定势约束）和独特（打破常规，有特色）等特点。 发散思维是创造性思维的基本形式之一，是创造的出发点。常 用的发散思维方法有横向、纵向、逆向、分合、颠倒、质疑、 对称等。 在大量设想或多种方案的基础上，能提出一到两个被公认 为最好的方案的思维方式称为收敛（集中）思维，它是一种采 用比较、筛选、组合、论证、综合、归纳等进行的思维活动。
第3章 创造及创新设计方法
3.２ 思维类型及其特点 3.２.1 思维的定义及特点 不同学科对“思维”这个概念有着不同的定义。例如，恩 格斯从哲学角度认为：思维是物质的运动形式。心理学认为： 思维是人脑对客观现实概括和间接的反映，它反映的是事物本 质和内部规律。思维科学认为：思维是发生在人脑中的信息交 换。综合对思维的各种各样的解释，可给思维这样一个定义： 思维是人脑对客观现实的反映，是人脑对所接受和已储存的来 自客观世界的信息进行有意识或无意识、直接或间接的加工处 理，从而产生新信息的过程。思维具有如下特点：
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站起来，一般与水平面成105°较合适； 4)椅子前面的边缘应做成圆弧，以防其损伤人体； 5)如果椅子靠背与垂直面的角度大于30°，椅子上方应增加
靠垫，使头枕在上面得以休息； 6)新产品设计应考虑即使使用者改变姿势也不妨碍舒适感。
45
共79页
现代设计方法的主要内容
从现代设计方法的角度，椅子的设计方法可以总结为： 1)如何保证设计的椅子最省料、成本最低、结构尺寸合
33
共79页
现代设计方法的主要内容
1. 计算机辅助设计CAD
2. 产四品、设本计课理程论讲与方述法现—代—设机计电方产品法造的型内设容计
3. 计算机辅助工程CAE 4. 优化设计
5. 机械可靠性设计
34
共79页
现代设计方法的主要内容
1、 计算机辅助设计(CAD) 计算机辅助设计是指在设计活动中，利用计算机作为工
国际上研制了功能完善的有限元分析软件，如ANSYS和 Abaqus等，带有强大的前处理和后处理。
37
共79页
现代设计方法的主要内容
4、优化设计 优化设计亦称为最优化设计，是以数学规划理论为基
础，以电子计算机为辅助工具，将设计问题按规定的格式 建立数学模型，并选择合适的优化算法，选择或编制计算 机程序，然后通过计算机自动获得最优设计方案。
现代设计方法
有关本课程的说明
1. 课程属性 本课程为必修课、考查课。
2. 教材 所选教材为钟志华编写的《现代设计方法》。
3. 课时分配 该课程总课时36，学分2，其中，理论教学30学时，总复习2
学时，考试2学时，机动2学时。 4. 考核方式
本课程期末考试为闭卷考试，最终成绩为平时成绩和期末考 试成绩，其中平时成绩占20%，期末考试成绩占80%。
9、 反求工程 反求工程是针对消化吸收先进技术的一系列工作方法
和应用技术的组合，包括设计反求、工艺反求、管理反求 等各个方面。它以先进产品的实物、如软件(图样、程序、 技术文件等)或影像(图像、照片等)作为研究对象，应用现 代设计的理论方法以及生产工程学、材料学和有关专业知 识进行系统的分析研究，探索并掌握其关键技术，进而开 发同类产品。这样的产品开发模式称为反求工程(Reverse Engineering,RE)。
理?(优化设计问题) 2)如何保证椅子的耐久性，能可靠地工作?(可靠性设计问
题) 3)如何使设计的椅子满足人体舒适要求?(人机工程学问题)
46
共79页
现代设计方法的主要内容
4)如何保证设计的椅子外观、造型美观?(产品造型设计问题) 5)如何保证椅子设计过程的计算更精确?(有限元问题) 6)如何保证椅子设计的效率?(计算机辅助设计问题) 7)如何使椅子报废后可以回收利用?(绿色设计问题)
绿色设计的核心是3R(Reduce，Reuse，Recycle)。
绿色设计的主要内容包括：绿色产品设计的材料选择 与管理、产品的可拆卸性设计、产品的可回收性设计。
44
共79页
现代设计方法的主要内容
实例：椅子的设计 1)坐下后，人的大腿与躯干所构成角度不可小于105°； 2)椅子靠背应根据人的腰椎曲线设计，并能托住腰部为好； 3)椅子座面应向后倾斜，但倾斜角度如果过大，会使人难以
13
共79页
概述
市场全球化和企业竞争的加剧，使产品开发面临以下挑战 (1)产品试销售期明显缩短、产品开发周期极大缩短； (2)产品品种数急剧增加； (3)设计对象越来越复杂 (4)设计过程越来越复杂 (5)对设计产品的要求越来越高 (6)设计风险加大
14
共79页
概述
制造的灵魂是设计，设计的灵魂是创新。这就意味着设 计是从无到有，从不足到完善的一个创造性的活动。设计的 内容很广泛，几乎涉及到人类所有的创造活动，机械设计、 建筑设计、服装设计以及如今的产品造型设计等等。完成一 个设计方案就需要一定的设计思想和方法（随着社会的进步、 科学技术的发展，设计已形成一门完整的体系），并且这些 思想和方法随社会的发展而变化，因而有了“传统设计”与 “现代设计”的概念。
40
共79页
现代设计方法的主要内容
7、 价值工程
价值工程是以功能分析为核心，以开发创造性为基础， 以科学分析为工具，寻求功能与成本的最佳比例，以获得最 优价值的一种设计方法或管理科学。在市场激烈竞争中，只 有功能齐全、性能好、成本低的产品才有优势。
价值是产品功能与成本的综合反映，可用数学式表示：
VF C
18
共79页
概述
1. 传统设计与现代设计比较 （1）设计方案的表达工具——手工绘图、AutoCAD。
19
共79页
概述
20
共79页
概述
21
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概述
22
共79页
概述
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共79页
概述
24
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概述
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共79页
概述
26
共79页
概述
（2）工程问题的解析求解——传统设计的计算依赖工程问 题的解析求解方法、现代设计是CAE技术。
V—价值(Value) F—功能评价(Function) C—总成本(Cost)
价值工程包括价值、功能、成本三个要素。
41
共79页
现代设计方法的主要内容
8、模块化设计 模块是一组同时具有相同功能和结合要素而具有不同性能或
用途甚至不同结构特征但能互换的单元。 产品模块化的思想是将某一产品按一定的规则分解为不同的、
16
共79页
概述
4)现代设计阶段 设计工作实现设计自动化和精密计算。 同时，对产品的设计不仅考虑产品本身，还要考虑对系统和 环境的影响；不仅考虑技术领域，还要考虑社会、经济等因 素；不仅考虑当前，还要考虑长远发展。
17
共79页
概述
“现代设计”与“传统设计”只是相对的概念（随着时 间的流逝，它们之间的差别会逐渐消失，当前的现代设计将 成为传统的）。二战以后，电子计算机技术及相关技术的发 展和成熟是现代设计方法产生的前提。
39
共79页
现代设计方法的主要内容
6、 虚拟设计 虚拟现实(Virtual Reality,VR)是采用计算机技术和多
媒体技术，营造一个逼真的具有视、听、触等多种感知的人 工虚拟环境，使置身于该环境的人通过各种多媒体传感交互 设备与这一虚构的环境进行实时交互作用，产生身临其境的 感觉。
虚拟设计的基本构思是用计算机来虚拟完成整个产品开 发过程。在计算机上建立产品模型，并进行各种分析，改进 产品设计方案，用数字化形式代替传统实物原型试验，在数 字状态下进行产品静态和动态分析，再进行集成改进。
具，帮助工程技术人员进行设计的一切适用技术的总和。是 人和计算机结合、各尽所长的新型设计方法。
具有提高设计质量、节省设计时间、提高效率、降低成 本等特点。
CAD集成化是当前CAD技术发展的一个重要方面，形式之 一是将CAD和CAM集成为一个CAD/CAM系统。
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现代设计方法的主要内容
2、 工业造型设计 工业产品造型设计是指利用艺术手段按照美学法则对工
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概述
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概述
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概述
（3）传统设计——串行设计；现代设计——并行设计。
传统顺序设计过程模型
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概述
并行设计过程模型
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概述
2. 现代设计的产生
二战以后，电子计算机技术及相关技术的发展和成熟是 现代设计方法产生的前提。
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概述
、CAE技术。 （2）新的设计思想——机电产品造型设计、可靠性设计和 优化设计。 （3）另外，摩擦学设计方法、人机工程学设计方法、绿色 产品设计方法。
有利于产品设计、制造及装配的许多模块，然后按照模块来组织 产品和生产。
模块化设计是对产品进行市场预测、功能分析的基础上，划 分并设计出一系列通用的功能模块；根据用户的要求，对这些模 块进行选择和组合，就可以构成不同功能或功能相同但性能不同、 规格不同的产品。这种设计方法称为模块化设计。
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现代设计方法的主要内容
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现代设计方法的主要内容
10、绿色设计
绿色设计(Green Design)也称为生态设计(Ecological Design)、环境设计(Design for Environment)等。其基本 思想是：在设计阶段就将环境因素和预防污染的措施纳入 产品设计中，将环境性能作为产品的设计目标和出发点， 力求使产品对环境的影响最小。
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现代设计方法的主要内容
3、 有限元法 有限元法是以计算机为工具的一种现代数值计算方法。
不仅用于工程中复杂的非线性问题(如结构力学、流体力学、 热传导、电磁场等)的求解，而且还用于工程设计中复杂结构 的静态和动力学分析，并能精确地计算形状复杂的零件的应 力分布和变形，成为复杂零件强度和刚度计算的有力的分析 工具。
一、设计的概念及内涵
国际工业设计学会(International Council Societies of Industrial Design):设计是一种创造性活动，它的目的 在于决定产品的包括性能、过程、服务及整个生命周期各个 方面的品质，以获得一种使生产者和消费者都能满意的整体。
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概述
设计的的基本内涵： (1)需求是设计的动力源泉 (2)设计的本质是创造性的 (3)设计是先进生产力的代表 (3)设计是以技术性、经济性、社会性、艺术性为目标
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概述
工业设计的特征： (1)需求特征 (2)创造性特征 (3)程序特征 (4)时代特征
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概述
国家体育场——“鸟巢”