现代机械设计方法的内容及特点

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现 代机 械设 计 方 法 ，是 随着 当代 科学技术 的飞速发展和计算机技术 的广泛应 用 ，而 在设 计 领域 发展 起 来 的- 门新兴 的多元 交叉 学 科 ；它所 涉 及 的学 科 范围非 常广 泛 。

-、 现代机 械 设计 方法 的主 要 内容1.设计 方 法 学是 研究 设计 的 -般 性方 法 、技 巧 、手段 、进程规律的- 门新型综合学科。目前国际上 对设 计 方法 学 的研 究 主要 分 为两大学派 ，即德 国学 派 和英美 学 派 。前者 的特征 是偏 重研 究设 计 的过 程 、步骤 和 规律 ，进 行 系统 化 的逻 辑分 析 ，并 将成 熟 的设计模式 ，方法等编成规范供设计人员参考 ，从而形成 了系统 的分析设计法体系 ；后者 则 重视 创造 性设 计 的研 究 ，强 调创 造能 力 的开发 ，在 总结 了人 类 创造 性思 维 的特 点 、类 型 的基 础上 ，归 纳 出各种不 同的创 造性 技法 ，形成 了创 造 性设 计法 体 系 。

2.计算机 辅 助设计是利 用计 算机 来 辅 助设 计 人员 进行 U 工程和产品设计 ，以实现最佳设计 的-鸯 种技术。随着高科技产业的迅速发展 ，计长 算机辅助设计已成为-门新的学科。-征 个产品或-项工程的传统设计过程是设计者根据设计任务的要求 ，参考 已有 的经验和资料 ，进行构思设计方案 、建立设计 模 型 、计 算 、分析 、绘 图 、反 复修 改 等过程 ，最 后设 计 出满 足要 求 的产 品 ，并 绘制出 图纸和 编制 出设 计 文件 。在设 计 过程中，有创造性的思维劳动 ，也有复杂 的计算 及 绘 图等 ，其工 作量 大 ，而 且要 做 很 多重复 、烦琐 的劳动 ，这些环节都要 由设计者来 完成 ，设计 效率 低 。随着 现代 科学 技术 和生产 的迅速 发展 ，产 品 的设 计 速 度和质 量 要求 越 来 越 高 ，市 澈 争 加 剧 ，迫 切需 要 将 设 计人员从简单而烦琐的计算和画图中解放出来 ，用更多的时 间来 进 行创造 性 的设计 。因 而 ，传 统 的手 工设 计方 法越来 越难 以适 应现 代化 发展 的需要 。计 算 机辅 助设 计就是将计算机高速而精确 的运算功能 、大容量存储和数据处理 的能 力 、丰富 而灵 活 的 图形文 字处 理 功能 与设 计者创造性思维能力 、综合分析及逻辑判断能力结合起来 ，形成人与计算机各 自发挥所长 ，又紧密配合的系统 ，从而 极 大地 加 快 了设 计 进 程 ，缩 短 了研 制周 期 ，提 高 了设计质量 。这种人机结合的交互式设计过程 ，构成了计算机辅助设计 的工作过程。

3.优 化 设 计- 般工程设计 问题都存在着许多种可能的设计方案。人们在进行设计工作时 ，总是力求从各种方案 中寻求 最佳 设计 方 案 。现代 设计 方 法能 进行 工 程优 化设 计 ，首 先需 将 工程 问题 即优 化设 计 所规 定 的格 式 ，建立 数 学模 型 ，然后选用合适的优化计算方法 ，在计算机上对数学模型进行寻优求解 ，得到工程设计问题的最优设计方案。最优化设计是保证产品具有优 良的性能 ，减轻 自重或体积 ，降低工程造价 的-种有效设计方法。同时也可使设计者从大量烦琐和重复的计算工作中解脱出来 ，使之有更多的精力从事创造性的设计 ，提高设计效率。

4.可靠性 设计机 械 可靠 性 是 指 机 械 产 品在 规 定 的 条 件 下 和规 定的时 间 内 ，完 成 规 定功 能 的能 力 ，它 是衡 量 机 械 产 品 质量 的- 个 重要 指 标 。机械 可 靠 性设 计 是 将 概 率 统计 理论 、失 效 物理 和机 械 学 等相 结 合 起来 的综 合 性 工 程 技术 。机 械可靠 性设 计方 法 的主要 特 征就 是将 常规设 计 方法 中所 涉 及 的设 计 变 量 ：如 材 料强 度 、疲 劳 寿命 、载荷 、几何尺寸及应力等所具有的多值现象 ，都看成是服从某种分 布 的随机 变量 ，根 据 机械 产 品 的可靠 性 指标 要求 ，用概率统计方法设计出零部件的主要参数和结构尺寸。

二 、现代 设计 方 法的 特点1.程 序性现代设 计方 法研 究设 计 的全 过 程 ，要 求 设计 者 从产品规 划 、方 案设 计 、技 术设 计 、总体 设 计 、施 工 设 计 到试 验 、试 制进 行全 面考 虑 ，按 步骤有 计 划进 行设 计 ，强 调设 计 、生 产 与销售 的- 体化 。

2.创 造 ·生现代设 计 突 出人 的创 造性 ，充 分发 挥设 计 者 的创 造性思维能力及集体智慧 ，运用各种创造方法 ，力求探寻更好 的 突破性 方案 ，开 发创 新产 品 。

3.系统 ，陛现代 设计 强 调用 系统 工程技 术处 理 系统 问题 。设 计时 分 析 各部 分 的有 机联 系 ，力 求 系 统 整体 最 优 ，同时 要考 虑系 统与 外界 的联 系 。

4.优 化 ·生通过优化理论及技术 ，对技术系统进行方案优化 、参 数优 化 、结构 优化 ，争取 使 技术 系 统整 体最 优 ，以获得功能全 、性 能佳 、成本 低 、价值 优 的产 品 。

5.综 合 性现代设计方法是- 门综合性 的边缘学科 ，采用逻辑 、理论 、相似 论 、模 糊 论 、可靠 性 、有 限元 、人 机 工 程 学及价 值 工程 、预测 学等 理论 。

6.计 算机技 术 的广 泛应 用计 算 机技 术 的飞 速 发展 和 广 泛 应用 带 来 了信 息 革命 ，使人们的设计思想和方法有了飞跃的变化。随着计算 机 软 件 的发 展 ，以及 工 程 数据 库 、网络 技 术 的 广 泛应用 ，使得工程技术人员 的设计效率大大提高 ，设计手段更加精确 ，设计方法更加现代化 ，设计方式 由传统 的串行设计 ，发展为并行设计 ；使企业的组织模式发生改变 ，管理水平提高 ，实现优势互补和资源共享 ，进而实现可持续 发展 。

(作 者 单位 ：黑龙 江正信 建设 工程 管理有 限公 司 )### 黑龙江国土资源201 3.4现代机械设计方法的内容及 寺1 特点