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中图分类号:TD406
引言 机械设计与机械制造一直被交织在一起,而两者之间的关系也更为密切。从严格的意义上讲,机械设计是机械制造的前提,而机械制造一般是以设计为基础,才能够进行流畅的制造。可以这样认为,机械设计是机械制造的第一步,也是其重要的组成部分。好的设计可以提高机械产品的性能,确保机器质量的可靠性。因此,从技术层面上进行分析,机械设计与机械制造互相依托,相辅相成。文中将主要以机械的制造与设计等两方面进行技术层面的分析。
一、机械制造的技术分析
1、先进机械制造技术的特点分析
先进的机械制造技术是面临当代技术发展需要的,因此,先进的机械制造技术更具有当代的特点。
首先,传统的机械制造技术已经无法满足现代机械产品的需求。传统的机械制造技术在不断更新,设备也在不断更换。在保存原有技术的基础上,不断更新新的技术,并能够吸取全球最为先进的技术,作为发展的基础。只有如此,机械制造才能满足竞争不断的市场经济。
其次,工业发展的新要求。工业发展迅速,并且在不断融入新的技术体系。如化工,计算机等先进的技术都完美的融合到了一起。以提高生产效率为前提,进行机械制造的技术革新。提高生产效率,满足客户需要,更大的扩展市场。
最后,系统性的技术综合。先进的机械制造技术不只是强调制造的本身,同时也扩大了制造的技术范围。从产品的调研,开发设计以及后续的生产加工等都需要先进的制造技术为依托。
2、我国机械制造技术的现状以及发展方向分析
第一,机械制造的管理。计算机管理制度对于机械制造业而言,是一种未来发展的方向。组织体制与生产模式的更新发展,营造出最新的JIT、AM、LP以及CE等管理理念。在我国,这种管理机制还是比较匮乏的,只有很少的机械制造企业进行这样的管理。因此,我国应该加强机械制造的管理机制。
第二,机械制造的设计。工业发达国家都会采用先进的设计方法,并且不断更新设计数据。尤其是计算机辅助软件的应用,让更多企业开始了无图纸的机械制造。然而,在我国,则缺乏这种先进的计算机软件技术,或者是这样的技术应用并不广泛。因此,在这一技术层面上,我国需要努力与发展。
第三,机械制造的工艺分析。机械制造以高精度,高精细加工作为其发展的趋势。最新的技术,如纳米加工技术、激光加工技术、电磁加工技术等等。这些技术都属于高端的加工技术,在工业发达的国家,这些技术应用较为广泛。而在我国,以上技术应用不多,还处于一种未开发,甚至是未普及的状态。因此,这些高端的技术在我国有待加强。
综上所述,我国的机械制造技术还有很大的发挥空间,很多技术都有待开发或者是普及。
二、机械设计的技术分析
1、机械设计的初期计划设计分析
机械设计的初期计划设计非常类似于计算机软件设计的需求分析,即在设计之前,对机器的设计要求进行调查与分析。从分析的要求与研究中了解机器应该具有的功能。以此,作为机械设计的初期基础,并规定机器在设计与制造过程中的约束条件。
2、机械设计的设计方案分析
方案的设计是机械设计的关键部分,方案是设计中的灵魂,决定着设计的成功与失败。这一设计阶段,需要处理的问题较多。一般认为,要处理实际与理论之间的矛盾。方案的设计不仅要符合机器自身的性能以及功能要求,更要考虑到检验者对于机器的开发与认识以及创新。这一阶段的主要设计步骤可以简单认为:工作原理的定义+机器的基本结构+运动方式的设计+零部件的选取与设计+工程制图的设计+初步设计的检查。
3、机械设计的主要技术设计分析
机械设计的技术设计,这一工序中,对于技术层面的要求最为苛刻。这一阶段主要是对于设计图纸的核对与计算。总图与部件草图的对比核对分析等。此外,要对每个部分的设计都进行严格意义上的核对,不允许出现疏漏,如果出现,则应该做好校对工作。对于待生产的产品,则可以根据产品进行定型设计。
4、机械设计的技术发展趋势分析
4.1、现代的机械产品对于机械设计提出了更高的要求,而对于机械设计而言,其技术层面也发生了转变。
首先是对于产品的设计要求更加倾向于智能化。智能化的特点是利用现代化的设计手段,如CAD设计软件以及虚拟的设计技术对需要设计的产品进行模拟设计,并能够通过多媒体等对产品的性能,结构等进行模拟演示。
其次是更加系统化。系统化要求是要将产品的每个部件的有机内在联系进行整合设计,并要求有一定的层次性,通过系统整体来完成设计任务。然后是模块化。模块化的设计理念较为简单,即将具有一定实现功能的模块进行组合,并实现产品的方案设计。
最后是产品的特性设计。依据产品的特性,利用计算机的技术对产品进行知识构建与逻辑推理,最终形成产品的方案设计。设计软件以及虚拟的设计技术对需要设计的产品进行模拟设计,并能够通过多媒体等对产品的性能,结构等进行模拟演示。
4.2、现代机械设计的未来发展与前景分析
第一,性能更加优良。现代的机械产品多要求性能的优良化。因此,在对机械产品设计的过程中,要尽量提高产品设计的性能优良性。其中,优良性能分为可靠性技术设计,动态设计,防腐设计,补偿设计以及控制设计技术等。
第二,更适合市场竞争的设计技术。产品的形成最终是要投放市场,在市场要有绝对的竞争力。面对当前的市场经济体制,要开发新原理以及新技术,给予产品以新技术与新功能。竞争优势的技术设计包括产品的技术创新,成本的降低,仿真设计与智能设计等等。不断的创新技术以及竞争需要,让机械设计更加向市场竞争方向发展。
第三,节能环保的绿色设计理念。对于环境的保护,环保意识在当今社会更加深入人心,因此,对于机械设计而言,也应该以绿色设计为设计理念。对于机械设计的产品要以智能化和绿色化为基础。不仅如此,还要以资源的利用为前提,即通过先进的机械设计技术实现资源利用的最大化。此外,实现资源的循环利用,则是更加先进的机械设计理念。
三、总结语
机械设计与机械制造均有其各自的技术要求与需要,而从两者的关系分析,机械设计是机械制造的前提,也是关键。因此,在机械设计的初期,把好技术的质量关,在制造的过程中从安全,质量等不同方面进行把握,从而实现高质量,高标准的机械产品。
参考文献:
1我国机械设计技术
1.1机械设计初期计划设计
机械设计的初期计划设计分析在某种程度上与计算机软件设计分析有相似之处,机械设计进行前,设计人员要整理和搜集机械的有关资料,充分了解需要设计的机械性能和功能,依据相关资料和数据对机械设计进行初期计划设计。
1.2机械设计的设计方案
机械设计的关键是设计方案,其直接的影响机械设计的质量和水平。在机械设计的设计方案阶段,很多问题需要及时、有效地处理。通常应着重处理理论和实践间的矛盾问题。机械设计的设计方案不仅需要符合机器本身的性能和功能需求,还需要考虑测试人员自身的因素,这包括测试人员对于机器开发、创新等方面的认识是否充分。设计方案的设计步骤主要有以下几点:机械运动方式、结构特点、工作原理、零件选择的正确性等。
1.3机械设计的主要技术设计
机械设计的主要技术设计时,对于主要技术方面的要求较高。对于机械设计的主要技术设计阶段,首先需要核对设计图纸的信息,认真的进行图纸数据的计算、分析总图与部分图,并对数据进行整理。其次要对机械设计的技术设计部分进行仔细审核,确保不出现问题,如出现问题,则需要对各个环节进行重新检查。
1.4机械设计的技术发展方向
现代机械产品对于性能和功能的要求越来越高,这给机械制造业中的机械设计提出更高的要求,当前,机械设计在科学技术的发展中起到了越来越重要的地位,设计质量也不断提高。目前智能化已经成为现代机械产品所必须要具备的。机械产品的智能化需要使用高水平的设计软件对产品进行模拟与设计,增强机械产品的结构和功能性,提高设计水平。另外,机械产品未来还需要具备系统化。现代的机械产品设计需要将产品的各个部分进行系统的有机结合,使其功能发挥到最优的状态。现在机械产品的设计在未来还应更加模块化。模块化的优势是能够快速的将机械性能与功能进行结合,大幅度提升产品的优势,满足机械产品的设计方案需求。现代机械设计的未来发展方向:
1.4.1性能更优的现代机械产品。机械制造业需要设计出性能更好的产品,这需要机械产品的设计人员对产品的性能和质量设计更加严谨。想要让机械产品的性能更加优越需要通过技术设计、防腐设计、控制设计等技术来共同实现。
1.4.2适应市场的现代机械产品的设计技术。在当前的竞争激烈的市场中,想要在市场中占据一席之地,需要机械产品的设计人员开发出新的技术,改变原有机械产品的使用功能,提高机械产品的质量。在进行设计时需要加大技术创新,降低成本和提高智能化水平。只有不断进行技术创新,才能维持市场的竞争力。1.4.3现代机械产品注重节能环保的设计。当前,节能环保已经成为企业发展的目标,环保保护的意识越来越高,成为当今社会发展中重要的组成部分。因此,机械设计人员在进行设计时需要将节能环保和绿色的理念融入到机械产品的设计中去。
2我国机械制造技术
2.1我国先进机械制造技术的特点
目前我国的科学技术不断发展,机械制造技术在机械制造中起到了决定的作用,应用于各行各业,技术与设备的更新需要在原有技术的基础上,应用先进的技术进行改进和创新,满足市场越来越高的要求。另外,先进的机械制造技术对于机械产品的性能和功能提升上有较大的影响。目前我国在工业生产中应用先进的技术,已取得较大的进步,极大的提高了生产效率,对机械制造的技术进行不断的创新,开拓了市场。最后,先进的机械制造技术还具有系统性技术综合的特点,对于机械制造的范围进行扩展,优化产品及后续生产加工的工序。
2.2我国机械制造技术的发展方向
我国的机械制造技术未来的发展方向有以下三点:
2.2.1机械制造的管理。我国机械制造技术发展的未来方向是严格规范计算机管理制度,所以计算机管理的加强,能有促进我国机械制造业的和机械制造技术的发展。
2.2.2机械制造的设计。现在的机械产品设计注重智能化设计,例如应用各种软件及模拟技术对机械产品进行设计,有效的提高了产品的性能和结构。2.2.3机械制造的工艺分析。我国机械制造技术和机械制造工艺向高精密加工和精细加工方向发展。
结束语
[关键词]机械设计;机械制造;技术
中图分类号:F407 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)37-0064-01
引言
机械设计制造技术是衡量一个国家科技发展水平的重要标志。随着科技的发展,计算机网络技术的普及,机械设计方法已经有了实质性改变,科技新成果,不断丰富着机械设计的思想、理论以及方法,不断促进了机械设计发展和变革。在我国,机械制造技术经过多年的发展取得了极大的进步,但是相比较国外一些发达国家而言,还存在着一定的差距。不断地完善机械设计与加强机械制造技术,是保证我国机械制走向世界领先水平的前提条件。
1 机械自动化的科学技术
机械设计制造及其自动化是机械技术和电子技术为主体,多门技术学科相互渗透、相互结合的产物,是正在发展和逐渐完善的一门新兴的边缘学科,机械自动化使机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电器化”迈入了以“机械自动化”为特征的发展阶段。
它的发展至今已经成为一门有着自身体系的新型学科,随着生产和科学技术的发展,还将不断被赋予新的内容。但其最基本的特征可概括为:机械自动化的设计制造是从系统的观点出发,综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感检测技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术,根据系统功能目标和优化组织结构目标,在多功能、高质量、高可靠性,低能耗的意义上实现特定功能价值并使整个系统最优化的系统工程技术。
2. 我国机械设计制造技术发展的现状分析
机械设计制造包括研究产品的设计、生产、加工制造、销售使用、维修服务乃至回收再生的整个过程。它是以提高质量、效益、竞争力为目标,包含物质流、信息流和能量流的完整的系统工程。我们仍然需要正视的是,由于中国底层基础还十分薄弱,与工业发达国家相比,我国的制造业仍然存在着一个阶段性的整体上的不足。我国机械制造业的快速发展,主要依靠技术引进和赶超型发展战略,严重缺乏自主研发环节,这在很大程度上限制了中国机械制造业的发展,加之中国劳动力资源丰富而资金相对短缺,致使机械制造业的科技研发明显滞后。就目前实际情况总体来说,中国的制造业大而不强,中国是制造大国而不是制造强国。
3. 机械产品的现代设计方法
3.1 智能化
智能化设计方法的主要特点是:根据设计方法学理论,借助于三维图形软件、智能化设计软件和虚拟现实技术,以及多媒体等工具进行产品的开发设计、表达产品的构思、描述产品的结构。
3.2 系统化
系统化设计方法的主要特点是:将设计看成由若干个设计要素组成的一个系统,每个设计要素既具有独立性又存在着有机的联系,并具有层次性,所有的设计要素结合后,即可实现设计系统所需完成的任务。
3.3 模块化
模块化设计方法的主要特点是:视具有某种功能的实现为一个结构模块,通过结构模块的组合,实现产品的方案设计。
3.4 基于产品特征知识
基于产品特征知识设计方法的主要特点是:用计算机能够识别的语言描述产品的特征及其设计领域专家的知识和经验,建立相应的知识库及推理机,再利用已存储的领域知识和建立的推理机实现产品的方案设计。
4. 机械制造中先进技术分析
4.1 计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)技术
计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)技术是20世纪制造领域最杰出的成就之一,也是计算机在制造业中应用最成功的范例之一,它是一门多学科综合的技术,也是当今发展最快的技术之一,目前已经形成相关产业。CAD/CAM等新技术在制造业的应用,对制造业的制造模式和市场形势产生了巨大影响,促进了生产模式的转变和制造业市场形势的变化。
4.2 数控加工技术
随着科技的发展,产品的形状和结构的优化,对零件加工质量的要求也越来越高。由于产品改型频繁,在一般机械加工中,单件和中小批量产品所占比重越来越大。为了保证产品质量、提高生产率和降低成本,要求机床不仅具有较好的通用性和灵活性,而且对加工过程中的自动化提出了更高的要求。数控加工技术就是在这种环境下发展起来的,适用于精度高,零件形状复杂的单件和中小批量生产的高效、柔性的自动化加工技术。目前,数控技术发展迅速,应用领域已从航空航天普及到汽车、机床等制造业及其他中小批量生产的机械制造行业中。
4.3 精密与超精密加工技术
随着航空航天、计算机、材料科学、激光和自动控制系统等高科技产业的迅猛发展,综合应用当今先进的加工技术,使机械加工精度已经提高到了0.01μm的亚纳米级,并向纳米级发展。精密加工和超精密加工技术是现代制造技术的前沿和主要发展方向之一,它已经成为国际科技竞争中能否取得成功的关键技术,尤其是精密加工技术在尖端产品和现代武器制造中有举足轻重的地位。
4.4 超高速切削、磨削技术
超高速加工技术是指采用超硬刀具和磨具,利用能可靠实现高速运动的高精度、高自动化和高柔性的制造设备,以提高切削速度来达到提高材料去除率、加工精度和加工质量的先进加工技术。具有切削力小、热变形小、加工精度高和降低加工成本等优越性。
4.5 新一代制造装备技术
4.5.1 少无夹具制造技术
在常规制造系统中,产品生产所需大量夹具不仅耗费大量资金,更严重的是延长了产品的准备时间,形成制造过程中的“瓶颈”,这是造成柔性差、响应速度慢、生产成本高、企业竞争能力弱的主要因素之一。鉴于少无夹具制造技术所具有的重要学术意义和实用价值,国内外多个单位均在这一领域开展了研究工作。
4.5.2 虚拟轴机床
新型并联构型制造装备虚拟轴机床实质上是机器人与机床的混合物,其在结构上完全不同于传统的数控机床,具有模块化程度高,结构简单,速度、动态响应快,造价低等优点,克服了传统的机床设备一些无法避免的固有缺陷。
4.6 微细制造与纳米技术
随着人们对许多工业产品的功能集成化和外观小型化的需求,使零部件的尺寸日趋微小化。这些需求导致了自20世纪70年代起出现了微细加工和纳米制造技术,他们促使了微型机器向系统化方向发展,并形成了有广阔发展前景的微机电系统(MEMS)。
结束语
综上所述,随着科技水平的不断提升,我国机械制造业取得一定的成绩,但是我国的机械设计与制造技术还存在着一定的不足,这些都严重的影响到我国机械制造业的发展。在机械设计与制造中掌握时展的趋势,不断地对设计方法与制造技术进行完善,采用先进的机械制造技术,从而推动我国机械制造水平的提升。
【关键词】计算机辅助设计;机械设计;应用
1计算机辅助设计技术在机械设计中的应用优势
1.1提高机械设计效率
计算机辅助设计技术具有显著的高效性,应用计算机辅助设计技术可以立体化地展示机械设备内部的各个配件的功能和特点。在实际进行机械设计工作的过程中,计算机设备的计算程序是机械设计工作最为基础的功能,辅助设计程序可以有效提升计算分析的精准性。在机械设计的过程中,应用计算机辅助设计技术可以实现数据的自动运算,减少人力资源的投入,大幅度缩减人工成本,节省机械设计时间,降低整体工作强度。同时,计算机辅助设计技术在机械设计领域中的有效应用还可以针对客户的要求,快速进行机械产品的修改和完善,使得机械设计工作更加合理和便捷。相关设计人员可以有效应用辅助程序进行原有方案的修改,减少设计人员的工作压力,进一步提高机械设计工作的效率和质量,使得传统的设计工作模式获得有效创新和优化[1]。
1.2提高数据处理的精准性
机械设计活动对数据的要求比较高,利用计算机辅助设计技术和计算机辅助设计平台的实施监控功能,能够更好地进行数据的监督和管理,提高数据编辑和修改的速度,设计人员只需要借助计算机辅助设计系统便可以简单地在数据出现错误时直接完成数据修复工作,方便计算机辅助设计工作人员,及时发现设计过程中存在的问题和不足,并科学地完成信息的处理以及上报工作。机械设计工作在数据修改过程中,并不需要耗费大量的人力和物力,利用CAD技术建立数学模型,可以最大限度地进行实物三维立体的还原。其次,还可以建立起三维产品模型,保证模型具有稳定性。投入市场时由专门人员进行模型检测,保证机械设计的安全性,有效消除机械设计的安全隐患。信息系统的有效应用可以打破原有时间和空间的限制,充分利用计算机系统强大的计算能力和控制能力,减少数据处理时间和分析时间,可以集合处理分析及设计为一体来开展计算机设计工作。另外,计算机系统的辅助设计应用可以多角度、全方位地进行产品的监督和管理,减少不必要的人力资源的浪费,提高机械设计产品的可用性[2]。
1.3缩短机械设计工作周期
应用计算机辅助设计技术可以持续缩短机械项目的设计周期,减少原有机械设计活动对人力资源的限制,减轻设计师的工作压力。工程项目设计人员在遇到某些比较复杂的机械结构时,可以应用CAD计算机辅助设计软件进行三维立体结构的快速展示和设计,通过简易的零件组合模式呈现烦琐的零部件结构,在提高设计效率的同时有效降低了设计工作的难度,保证设计活动的有效性和科学性。同时,计算机辅助设计技术的研究还可以避免成本和时间的过度浪费,设计师可以对简易的零部件进行重新组装,保证技术条件的科学化改良,从而可以创造更加优质的创新型机械产品[3]。
1.4零件的修改和设计更加方便
机械设计在实际进行的过程中难免会出现一些不合理和不科学的问题,影响机械整体呈现的效果和功能。因此,机械相关设计人员需要结合设计要求以及工作特征进行科学的调整和优化。传统的机械设计方式应用手绘的方法修改难度比较大,有的甚至需要重新进行设计图的绘制。计算机辅助技术的有效应用可以科学地解决这一弊端问题,在整体设计上通过模拟装配环境进行更换零件的有效推演,使得机械设计活动可以更加方便和简便,达到最佳的机械设计整体效果,有效降低机械设计的成本问题[4]。
2计算机辅助设计技术在机械设计中的应用
2.1三维造型
计算机辅助设计技术在机械设计中的应用可以通过三维造型设计来实现,通过计算机辅助程序立体直接地展示出机械产品的三维信息,给设计人员的设计思路和设计过程提供有效帮助。在计算机辅助设计技术的应用背景之下,设计人员可以直观和快速地进行设计方案的修改与调整,保证设计质量和设计效果。另外,计算机辅助设计软件还可以分析整合原有的产品的版本,为后续产品的优化和升级提供科学的意见,在辅助设计技术应用的过程中加强三维造型效果的优化,能够显著提升计算机辅助技术的应用效率和质量,使得三维造型设计活动能够更加快速准确地完成。
2.2计算机辅助设计技术
在实际机械设计过程中,需要充分利用CAD程序和软件系统的3大功能进行模型的构建与完善,严格按照相关规定和设计原理进行各零部件之间的顺序排列。借助布尔运算进行最合理的部件布局,实现零部件最佳的分布状态。在实际工作的过程中,难免会遇到三维实体模型中一些不符合条件的零件,这些连接的零件磨合度比较差,可以应用计算机辅助设计技术对零件状态进行改变,满足实际工程项目的建设要求。构建机械产品零部件的实体模型,并做好后续加工和完善工作,设计人员要利用计算机辅助设计技术进行模型操作,对零件模型进行重新装配,确保机械装配图的完整性和科学性。
2.3工程分析与结构优化调试
在机械设计的过程中,需要结合机械产品的功能要求,科学调整机械产品的力学结构以及力学性能。通过动力学建模分析以及有限元分析,做好CAD程序工程分析工作以及结构调整工作。从当前我国工程项目和机械设计情况开展来看,我国很多CAD程序都提供了有限元分析软件相互匹配的接口,可以利用软件系统将机械产品的三维实体模型直接在有限元分析程序之中导入,依照结构实施改进和优化,保证三维模型的设计效率。其次,还可以应用机械设计程序对这些设计的碰撞问题动态特征、结构合理状态、运动状态以及材料强度进行妥善优化和细致认证。
2.4计算机辅助设计技术在逆向工程中的应用
在机械设计领域,有时会采取逆向工程的形式进行机械设计活动,逆向工程设计技术的设计手段比较先进,能够更好地满足行业发展的需要。在当前科学技术迅猛发展的背景下,需要结合最新的科技成果,对逆向工程的设计手段进行持续创新。计算机辅助技术的应用可以结合CAD制图软件,有效利用测量坐标的方式将逆向工程的侧重点转向为虚拟模型,减少逆向工程应用过程中的工作量,提高逆向工程的应用效率和应用质量,保证机械设计的效果。
3结语
关键词:现代设计技术机械设计绿色创新
中图分类号:TP391 文献标识码:A文章编号:1672-3791(2012)03(a)-0000-00
1 基于IT技术的设计技术
1.1 仿真与虚拟设计技术
计算机的不断发展,出现的大量的设计软件,如:PROE、CAD、ANSYS、SOLIDWORKS等。这些仿真画图软件形成了更为强大的人机交互系统。所谓仿真便是以计算机为工具,通过软件模拟出与实际想适应的系统模型,通过改变控制条件研究模型运行结果的计算机与机械相结合的技术。当然,工具不是无所不能的,而是为人所用的,软件只是辅助设计师进行设计工作,没有设计师的工作,软件是不会自动完成任何设计的。虚拟设计即是在这种多维化人机交互信息环境中从事设计的技术。目前投入使用的虚拟设计采用的是通过对数据格式进行适当的转换输出利用现有的CAD系统进行建模的环境系统。
1.2 网络协同技术
网络协同设计是在支撑平面和高效的协同工作机制下完善信息管理将分散的设计工作流和资源有机的统一起来从而完成产品的开发设计。网络技术的发展使得网络上大量数据传输和分布的数据库管理成为现实,从而解决了数据在网络上的访问、传输、修改等问题,构造一个三维的网络机械设计平台。
1.3 并行设计
传统的机械设计每下一个分支工作必须等上一个结束后才能开始,这是低效的串行设计,这种设计缺乏信息交换以及可操作性。并行设计作为一种设计哲理,是在原有信息集成基础上,集成地、并行地设计产品。并行设计更强调功能上和过程上的集成,在优化和重组产品开发过程的同时,实现多学科领域专家群体协同工作。从任何产品设计来看,并行设计采用每个时刻可容纳的设计过程相应增加,使整个设计过程尽可能同时进行。并行设计的特点是并发个协同,并发是指设计活动的并发进行,协同是指多学科设计队伍活动的协作。网络技术的发展以使得并行设计成为机械设计的重要方法之一。
1.4 智能设计
智能设计的发展,从根本上取决于对设计本质的理解,智能设计系统不仅仅是对人脑某些思维特征的模拟,而且需要具有自学习适应的能力,能够较好地支持设计过程自动化。我国市场经济的发展对产品设计与开发提出了强烈的创新要求。在当前的市场经济体系中,对产品设计不仅要求特立独行,还要求简单方便效率的设计。
2 基于数学知识的设计技术
2.1 有限元设计
有限元法又称有限单元法,是求解偏微分方程的一种有效的数值方法。有限元法发展至今天,已经成为工程数值分析的有力工具,取得了巨大的进展,利用它成功地解决了一大批有重大意义的问题,很多通用程序和专用程序投入了实际应用,而且应用愈加广泛,已拓展到诸多领域。
2.2 优化设计
优化设计就是在满足特定的约束条件下,利用建立数学模型的方法来求取设计的最佳值。优化设计的目标就是最优化设计对象,其手段便是依靠先进的计算机辅助软件。因此,优化设计还可以被看作为通过计算机语言来模拟达到最佳设计方案的现代科技手段。优化设计大体上包括两点内容:首先,建立符合实际的数学模型,把设计要求抽象为约束条件和函数;其次,根据所建立的模型利用计算机进行数学模型的求解从而得到优化设计方案。任何机械设计问题,总是要求满足一定的工作条件、载荷和工艺等方面要求,并在强度、刚度、寿命、尺寸范围及其他一些技术要求的限制条件下寻找一组设计参数。
2.3 可靠性设计
产品可靠性设计是指在产品的开发设计阶段将载荷、强度等有关设计量及其影响因素作为随机变量对待,应用可靠性数学理论与方法,使所设计的产品满足预期的可靠性要求。产品开发设计阶段的主要内容还包括预测设计对象的可靠度、找出并消除薄弱环节、不同设计方案之间的可靠性指标比较等,可分为定量分析与定性分析两个方面。定量分析是应用概率统计方法、布尔代数、马尔可夫过程理论、故障树分析等计算产品的失效概率。定性分析是通过故障模式、影响及致命度分析、事件树分析、故障树分析等对事故种类、原因、后果等进行罗列和分析。
3 基于新概念的设计技术
3.1 绿色产品设计
由于绿色产品设计是一个新的改变,因此无论在国外或在国内,人们对于这一新概念有着各种不同的称呼。有绿色设计、生态设计、面向环境的设计,也有人根据产品生命周期不同阶段所进行的绿色设计,而分别称为“面向包装的设计”、面向使用的设计、面向维修的设计、面向拆卸的设计、面向回收的设计等。绿色产品设计从产品安全生命周期出发,考虑了生命周期各个阶段对环境的影响。特别是在产品生命终止后,绿色产品设计必须考虑废弃产品如何回收。再生和利用。只有这样才能使废弃产品对环境的影响减至最小,才能最大限度地提高资源的循环利用率。
3.2 机械创新设计
机械创新设计可以分为三个过程:直觉思维、逻辑思维、创造过程。直觉思维对事物内部各种关系的领悟过程是一种在下意识状态下完成的过程,具有强烈的灵感凸显特点。逻辑思维是运用逻辑推理的思维对自己提出的创造目标进行分析,把复杂问题分解为若干小问题,求出每个分支的解,再将各个分支综合起来从而逼近目标。创造过程是提出一个创造目标,这个目标本身也可能就是一个创造灵感;为了实现这个目标,必须进行分析和逻辑推理;这个过程中出现的技术难关,必须经过反复实验才能找到最终解;而这些解法的发现,往往又带有突发性、直觉性,最终实现创造目标。
4 结论
伴随着科技日新月异的发展,各个领域技术的相互融合,工程技术人员需要不断提高自己的能力,在机械设计中灵活运用各种现代设计技术,只有这样设计出来的产品才能满足社会市场的需求。
参考文献
[1] 张海筹.基于IT技术的现代机械设计方法[J].机械设计与制造,2005,5(5):145-146.