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（1、沈阳远大铝业工程有限公司 110027； 2、北方重工集团有限公司传动设备分公司 110027）
中图分类号：TH122 文献标识码:A 文章编号：1007-0745（2014）04-0020-01
摘 要：随着现代科技水平日益进步,互联网信息技术、电子计算机技术迅猛发展,各种机械设计方法被广泛应用于现代机械设计领域,呈网格化与全球化发展.现代机械设计具有传统、系统、执行与操作功能,每种功能均具有自身特点.针对现代机械设计的绘图、分析,主要使用计算机技术,以提升设计进度、质量与成功率.本文主要分析现代机械设计的方法,探讨其研究进展.
关键词：现代机械设计 方法 研究
机械设计主要是运动方式与工作原理、机械结构与零件尺寸的计算,以具体描述方式,机械设计处于特定条件下,可构建最佳机械,也就是机械优化设计.目前,计算机科学、系统科学有利于提升机械设计水平,随着新型设计理论、方法逐渐交叉、综合,促使设计手段更为精确化、自动化,对比机械设计进展,主要由大图表形式逐渐转向多目标形式,笔者根据自身多年的从业经验,主要分析现代机械设计的方法,探讨其研究进展.
一、现代机械设计方法
首先,三次设计方法.对某种性能的产品,专业技术人员利用专业知识和技术,就整个系统结构,对各个零部件的功能以及它们如何连接,材料的选用,处观形状与颜色装饰等等进行设计,叫做系统设计.在系统设计阶段,对可计算项目还应求出产品的使用性能指标同各有关元器件、参数之间的函数关系.该方法主要包含系统、容差、参数等三个设计过程,使用参数设计,使各功能部分实现优化组合,组合设计系统各参数,降低产品负面影响.使用容差设计,检验整体机械的设计,确保各参数的波动范围,降低制作成本.使用系统设计,主要包含核心理念、基础部分,正处于机械设计的初始环节.参数与容差设计是机械三次设计方法的核心环节,也作为质量最佳方法.
其次,普适设计方法.普适计算主要是集中在计算和与相邻物理环境的交流以简化用户日复一日的活动.普适计算中,很多情况下易得不易见,频繁的活动物体或嵌入设备与普适网络结构相关,或与相邻普适环境用传感器相连接.该方法主要为经验积累、经验总结,随着时代不断发展,机械设计种类也随之增多,需建立一个系统理论体系,便于总结、归纳,普适设计理念作为设计典型方法,构建系统设计方法,采用策略与规则,侧重机械结构设计,主要包含经验、方法基础,包含经验输入与输出.
第三,公理化设计方法.该方法以决策理论为基础,与普适法相结合,通过科学决策,形成科学基础、法律公则为基础的设计方法.即使系统知识、经验较为缺乏,仍可有效使用公理化设计方法.因此,公理化设计较为传统,部分机械设计较为复杂,若不根据先进理念,则无法进行设计.使用公理化设计,使多个复杂机械设计得以优化设计,获得最佳设计效果.同时,公理化设计包含独立公理化设计,独立性公理要求在设计中必须保持产品及零部件功能的独立性.各功能需求之间应是相互独立的.在一个零件上既不希望出现重复的或相同的功能,也不希望一个零件只有一种功能.
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第四,电子信息技术设计方法.该方法以通讯技术与计算机技术为基础,设计人员通过元算、构思,依靠计算机高效、快速的操作能力进行设计.对于传统机械设计,主要以手绘图纸制作设计方法,采用电子信息技术开展机械设计,具有准确设计步骤、科学设计理念,减少设计强度,实现高效设计,进而保证机械设计质量.
二、现代设计方法的特点
首先,程式性.研究设计的全过程,要求设计者从产品规划、方案设计、技术设计到试验、试制进行全面考虑,按步骤有计划地进行设计.
其次,创造性.突出人的创造性,力求探寻更多新方案,开发创新性产品.
第三、最优化.设计的目的是得到功能全、性能好、成本低的最优产品.
第四,综合性.建立在系统工程和创造工程基础上,综合运用信息论、优化论、相似论、决策论、预测论等相关理论,提供多种途径解决产品的设计问题.
三、现代化机械设计发展研究
首先,生态化发展.由于科技水平逐渐发展,人类更加注重经济发展与环境因素的结合,随着绿色生态的诞生,提倡机械绿色设计,通过资源最大化配置,获取绿色产品设计,经过产品设计,以产品环境为基础,达到缓解需求后,保证产品基本功能、经济性.绿色产品主要包含特点：使用能源,不损害周边环境,不影响人身心健康.为实现社会可持续发展,必须提倡生态化发展,现代机械设计重视生态化设计,可降低资源损耗,提升使用质量、产品竞争力.
其次,智能化发展.随着计算机CAD技术出现,该技术图形功能可服务机械设计,CAD技术结合人工智能,使得CAD系统更具创造力.因现代化机械设计的智能化、集成化特点,使用CAD技术,结合人工智能与专家系统,有利于计算机系统的集成,作为目前常用设计技术,选择计算机技术,可建立整体性模型,详细地描述模型产品工况,处理智能化方式,制定最佳优化设计方案.
第三,定量化与系统化发展.由于现代化机械设计同传统设计对比,其设计经验均有逻辑性、理性提升,建立系统性设计方法,通过整体系统观测机械产品,利用计算机技术,有机协调环境与人关系.实现现代机械设计的系统化,可细化总系统,建立多个子系统,通过现代设计理论,协调子系统,最终系统化设计目标.若采用传统设计方法,呈静态化分析过程,依靠经验感知,无法动态化定量设计,按照实际工况,传统设计方法不能实际反映.采用机械功能设计,按照随机动态化设计.机械设计发展趋势在于定量化设计发展,充分考虑材料、零部件损伤,选择有限元法、数学归纳法,可实现机械优化设计,进而提升机械设计的整体质量、成功率.
四、结束语
综上所述,传统设计方法已无法适用新时期发展需求,现代化机械设计主要依靠传统设计,与得到的多个社会领域相结合,实现整体优化设计,凭借设计方法学、计算机技术,可提升设计成功率、质量、进度,强化市场经济的机械产品竞争力,公理化、普适与三次设计法作为现代化机械设计的主要昂奋,主要呈现定量化与智能化、系统化与生态化发展趋势,随着科技进步,将使机械设计更为拓展,进而提升设计产品的整体质量.
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