现代设计方法---设计方法学
- 格式:ppt
- 大小:1.90 MB
- 文档页数:29
第一章设计方法学1. 现代设计目标:缩短产品设计周期;提高产品质量;降低生产成本。
T--缩短产品设计周期Q--提高产品质量C--降低其成本2. 传统设计法特点:静态的、经验的、手工式的、(近似计算)现代设计法特点:动态的、科学的、计算机化的、(精确计算)3.现代设计理论与方法的发展分为:(1)直觉设计阶段(2)经验设计阶段(3)半理论半经验设计阶段(4)现代设计阶段4.系统-执行特定功能而达到特定目的,相互联系,相互作用的元素。
具有特定功能的、相互间具有一定联系的许多要素构成的一个整体,即由两个或两个以上的要素组成的具有一定结构和特定功能的整体都是系统。
5.系统化设计的特征:由上而下、由总到细。
基本方法:系统的分析和综合。
6.黑箱法定义:把系统看成是一个不透明的,不知其内部结构的“黑箱”,在不打开黑箱的前提下,利用外部观测,通过分析黑箱与周围环境的信息联系,了解其功能的一种方法。
根据系统的某种输入及要求获得某种输出的功能要求,从中寻找出某种物理效应或原理来实现输入-输出之间的转换,得到相应的解决方法,从而推求出“黑箱”的功能结构,使“黑箱”逐渐变成“灰箱”、“白箱”的一种方法。
7.系统化设计的步骤:8、评价的目标内容:(1) 技术评价目标——可行性,创造性,可靠性(2) 经济评价目标——成本,利润,市场潜力(3)社会评价目标——社会效益和影响9.技术-经济评价法(a)技术价Wt : Wt=(Piqi)/Pmax(Pi-各技术评分值;qi-加权系数;Pmax-最高分值5分或10分)(b)经济价Ww:Ww=Hi/H=0.7Hz/H (Hi-理想成本;H-实际成本)(c)技术-经济综合评价:均值法:W=(Wt+Ww)/2双曲线法:W= (Wt.Ww )10.产品价值V=F/C ( F-功能C-成本)11.寿命周期成本(要会画出它的曲线图,并做分析)C=C1+C2 C1-生产成本C2-使用成本12、提高V途径(分5种情况讨论)F ↑/C →=V ↑功能F →/C ↓=V ↑成本F ↑/C ↓=V ↑功能、成本F ↑↑/C ↑=V ↑功能F ↓/C ↓↓=V ↑成本第二章机械优化设计1.优化设计的数学模型统一形式描述:min f(x) x=[x1,x2,………xn]Ts.t. gi(x)<=0 i=1,2,3…mhj(x)=o j=1,2,……n(p<n)2. 迭代过程X(k+1)=x(k)+α(k)s(k)x(k)——第K步迭代点α(k)——第K步迭步长s(k)——第K步迭代方向3. 终止准则:(1)点距准则:(1)1 k k k ksαε+-=≤X X(2)下降准则:(3)梯度准则:4.一维搜索方法 : 对一维(也称一元或单变量)目标函数f(x)寻求其最优解x*的过得程称为一维优化,所使用的方法称为一维优化方法。
《现代设计方法学》课程简介课程内容:《现代设计方法学》课程是机械设计制造及其自动化专业本科的一门专业课,以研究产品设计为对象。
它以计算机为手段,运用工程设计的新理论和新方法,使计算结果达到最优化,使设计过程实现高效化和自动化。
现代设计方法学作为现代机械设计的有力工具,涉及到设计方法学、有限单元法、优化设计以及可靠性工程等内容。
本课程将根据机械设计和创新设计的需求,详细介绍了现代设计方法的的基本概念、常用方法和分析步骤等内容。
通过本课程的学习,使学生掌握先进的设计理念;掌握现代的设计方法;培养学生分析研究的能力。
Brief IntroductionCourse Description:Modern Design Theory and Methodology is a professional classes for the Mechanical Design, Manufacturing and Automation students. As a powerful analysis tool for mechanic design, Modern Design Theory and Methodology involves in design methodology, finite element method, optimization of design,reliability engineering and etc. This course aims to develop the students' appreciation of basic principles, common methods and analysis steps.After taking this unit, the student should be able to improve the advanced designing ideas, modern designing methods and analysis capabilities.《现代设计方法学》课程教学大纲一、教学内容第一章绪论1.1 设计的概念1.2 传统设计与现代设计1.3 部分现代设计方法简介1.4 学习现代设计方法的意义教学重点:近代设计学的发展及学科组成教学难点:部分现代设计方法第二章设计方法学2.1 概述2.2 设计系统2.3 技术系统及其设计类型2.4 产品规划方法2.5 方案的系统化设计2.6 创造性思维和方法2.7 TRIZ原理与计算机辅助创新2.8 设计中的评价与决策教学重点:设计系统及技术系统,设计的决策方法教学难点:创新设计第三章优化设计3.1 优化问题的数学描述3.2 优化方法的数学基础3.3 一维优化3.4 多维无约束优化方法3.5 多维约束化方法3.6 机械最优化设计中的其他相关问题3.7优化设计工具软件3.8优化设计实例教学重点:各种优化问题的数学描述及求解教学难点:实际问题的优化求解第四章可靠性设计4.1 概述4.2 可靠性的定义及度量指标4.3 可靠性工程中的常用概率分布4.4 可靠性设计原理4.5 机械强度可靠强度计算4.6 系统的可靠性设计4.7 故障树分析教学重点:可靠性设计原理及可靠性的度量指标教学难点:系统的可靠性设计第五章有限元法5.1 概述5.2 弹性力学的基本理论5.3 弹性力学有限元法5.4 等参数单元的原理及数值积分5.5 有限元分析中的若干处理方法5.6有限元分析软件5.7有限元方法应用实例教学重点:弹性力学有限元法教学难点:有限元分析中的若干处理方法二、教学要求第一章绪论教学要求:通过本章教学使学生了解现代设计方法的基本概念,熟悉现代设计方法的内容。
第一章1、产品的广义综合质量:包括Q质量、C成本、T时间、E环境、S服务等2、设计范畴在不断扩大如何理解:传统设计通常只限于方案设计和技术设计,然而计算机技术的飞速发展与广泛应用深刻影响着产品设计开发过程、制造过程、营销及售后服务过程,同时也促进着这些过程的交叉融合,使设计内容与边界不断扩展:产品规划——制造过程的工艺、检验、试验、包装、运输、营销、市场策划、产品运行、维护、使用、报废、回收——全过程全生命周期各个环节的设计(产品全生命周期设计)。
3、现代设计和传统设计的相对性:人们把当前认为先进的那部分系统称为“现代的”,而其余的都自然成为“传统的”;若干年后目前的现代部分就可能被新发展的东西所取代而成为传统的。
设计方法也一样,也有传统的和现代的之分,而且不断由传统走向现代。
例如:CAD技术,相对于可靠性设计、疲劳设计等,可以认为是一种现代设计方法;但也有传统CAD技术和现代CAD技术之分。
1)传统CAD技术,主要指计算机辅助绘图。
2)现代CAD技术中,计算机能够为设计提供图形支持以外的更多更广泛的支持,如概念设计、产品数据管理PDM、分析、决策、预测、仿真等。
3)现代CAD技术包括了CAD技术在集成化、网络化、智能化方面的最新成就。
如:CAD/CAM/CAE/CAPP/CAQ, ICAD (Integrated CAD)、网络化协同设计、智能设计。
4、网络化设计:一种新兴的产品设计方式。
目的:使分布在不同地点的产品设计人员以及其他相关人员,通过网络,采用各种各样的计算机辅助工具,协同地进行产品设计活动,实现产品信息的共享和交换、设计方案的讨论、设计结果的检查与修改,使产品设计工作能够跨越时空进行。
5、绿色设计:1)基本思想:在设计阶段就将环境性能作为产品设计目标和出发点,力求对环境的影响最小。
2)措施:通过合理的材料选择和结构设计等措施,使产品具有良好的可拆卸性、可维护性、可回收性、重复利用性。