机械设计的总论,工程师收藏

 新闻资讯     |      2021-07-20 00:45
本文摘要:编者:如果你做过几年、十几年的机械设计,再仔细看看这篇文章,你想写的履历总结已经在这里啦。机械设计(machine design),凭据使用要求对机械的事情原理、结构、运动方式、力和能量的通报方式、各个零件的质料和形状尺寸、润滑方法等举行构想、分析和盘算并将其转化为详细的形貌以作为制造依据的事情历程。机械设计是机械工程的重要组成部门,是机械生产的第一步,是决议机械性能的最主要的因素。

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编者:如果你做过几年、十几年的机械设计,再仔细看看这篇文章,你想写的履历总结已经在这里啦。机械设计(machine design),凭据使用要求对机械的事情原理、结构、运动方式、力和能量的通报方式、各个零件的质料和形状尺寸、润滑方法等举行构想、分析和盘算并将其转化为详细的形貌以作为制造依据的事情历程。机械设计是机械工程的重要组成部门,是机械生产的第一步,是决议机械性能的最主要的因素。

机械设计的努力目的是:在种种限定的条件(如质料、加工能力、理论知识和盘算手段等)下设计出最好的机械,即做出优化设计。优化设计需要综合地思量许多要求,一般有:最好事情性能、最低制造成本、最小尺寸和重量、使用中最可靠性、最低消耗和最少情况污染。这些要求常是相互矛盾的,而且它们之间的相对重要性因机械种类和用途的差别而异。

设计者的任务是按详细情况权衡轻重,统筹兼顾,使设计的机械有最优的综合技术经济效果。已往,设计的优化主要依靠设计者的知识、履历和远见。随着机械工程基础理论和价值工程、系统分析等新学科的生长,制造和使用的技术经济数据资料的积累,以及盘算机的推广应用,优化逐渐舍弃主观判断而依靠科学盘算。(编者注:“老”工程师们要注意了,不进步就会被淘汰)各工业机械的设计,特别是整体和整系统的机械设计,须依附于各有关的工业技术而难于形成独立的学科。

因此泛起了农业机械设计、矿山机械设计、泵设计、压缩机设计、汽轮机设计、内燃机设计、机床设计等专业性的机械设计分支学科。(编者注:老话讲“隔行如隔山”,现在是“同行如隔山”,同样是机械设计,你是这个领域的专家,换到另一个领域你可能是外行了)1设计分类机械设计可分为新型设计、继续设计和变型设计3类。1、新型设计应用成熟的科学技术或经由实验证明是可行的新技术,设计已往没有过的新型机械。

2、继续设计凭据使用履历和技术生长对已有的机械举行设计更新,以提高其性能、降低其制造成本或淘汰其运用用度。3、变型设计为适应新的需要对已有的机械作部门的修改或增删而生长出差别于尺度型的变型产物。2主要流程1、凭据客户需求、市场需要和新科研结果制定设计任务。2、开端设计。

包罗确定机械的事情原理和基本结构形式,举行运动设计、结构设计并绘制开端总图以及开端审查。3、技术设计。包罗修改设计(凭据初审意见)、绘制全部零部件和新的总图以及第二次审查。

4、事情图设计。包罗最后的修改(凭据二审意见)、绘制全部事情图(如零件图、部件装配图和总装配图等)、制定全部技术文件(如零件表、易损件清单、使用说明等)。5、定型设计。

用于成批或大量生产的机械。对于某些设计任务比力简朴(如简朴机械的新型设计、一般机械的继续设计或变型设计等)的机械设计可省去开端设计法式。3设计阶段一部机械的质量基本上决议于设计质量。制造历程对机械质量所起的作用,本质上就在于实现设计时所划定的质量。

因此,机械的设计阶段是决议机械优劣的关键。所讨论的设计历程仅指狭义的技术性的设计历程。它是一个缔造性的事情历程,同时也是一个尽可能多地使用已有的乐成履历的事情。要很好地把继续与创新联合起来,才气设计出高质量的机械。

作为一部完整的机械,它是一个庞大的系统。要提高设计质量,必须有一个科学的设计法式。虽然不行能列出一个在任何情况下都有效的唯一法式,可是,凭据人们设计机械的恒久履历,一部机械的设计法式基本上可以如表所示。以下对各阶段划分加以简要说明。

(一)计划在计划阶段中,应对所设计的机械的需求情况做充实的观察研究和分析(编者注:如仔细研究客户提出的需求及提供相关资料,重复与客户相同明确客户的想法和意图等),通太过析,进一步明确机械所应具有的功效,并为以后的决议提出由情况、经济、加工以实时限等各方面所确定的约束条件。在此基础上,明确地写出设计任务的全面要求及细节,最后形成设计任务书,作为本阶段的总结。

设计任务书大要上应包罗:机械的功效,经济性及环保性的预计,制造要求方面的大致预计,基本使用要求,以及完成设计任务的预计期限等。此时,对这些要求及条件一般也只能给出一个合理的规模,而不是准确的数字。例如可以用必须到达的要求、最低要求、希望到达的要求等方式予以确定。

(二)方案设计凭据差别的事情原理,可以制定多种差别的执行机构的详细方案。例如仅以切削螺纹来说,既可以接纳工件只作旋转运动而刀具作直线运动来切削螺纹(如在普通车床上切削螺纹),也可以使工件不动而刀具作转动和移动来切削螺纹(如用板牙加工螺纹)。这就是说,纵然对于同一种事情原理,也可能有几种差别的结构方案。

原念头部门(编者注:动力部门)的方案固然也可以有多种选择。由于电力供应的普遍性和电力拖动技术的生长,现在可以说绝大多数的牢固机械都优先选择电念头作为原念头部门。热力原念头主要用于运输机、工程机械或农业机械。

纵然是用电念头作为原念头,也另有交流和直流的选择,高转速和低转速的选择等。传动部门的方案就更为庞大多样了。对于同一传动任务,可以由多种机构及差别机构的组合来完成。因此,如果用Ⅳ,表现原念头部门的可能方案数,N2和N3划分代表传动部门和执行部门的可能方案数,则机械总体的可能方案数Ⅳ为Ni×N2×N3个。

(编者注:功效上可行才算是有效方案,再从技术、经济角度作筛选)以上仅是就组成机械的三个主要部门讨论的。有时还须思量到设置辅助系统。

在如此众多的方案中,技术上可行的仅有几个。对这几个可行的方案,要从技术方面和经济及环保等方面举行综合评价。评价的方法许多,现以经济性评价为例略做说明。

凭据经济性举行评价时,既要思量到设计及制造时的经济性,也要用度思量到使用时的经济性。如果机械的结构方案比力庞大,则其设计制造成本就要相对地增大,可是其功效将更为齐全,生产率也较高,故使用经济性也较好。反过来,结构较为简朴、功效不够齐全的机械,设计及制造用度虽少,但使用用度却会增多。评价结构方案的设计制造经济性时,还可以用单元功效的成原来表现。

例如单元输出功率的成本、单件产物的成本等。举行机械评价时,还必须对机械的可靠性举行分析,把可靠性作为一项评价的指标。从可靠性的看法来看,盲目地追求庞大的结构往往是不明智的。一般地讲,系统越庞大,则系统的可靠性就越低。

为了提高庞大系统的可靠性,就必须增加并联备用系统,而这不行制止地会提高机械的成本。情况掩护也是设计中必须认真思量的重要方面。

对情况造成不良影响的技术方案,必须详细地举行分析,并提出技术上成熟的解决措施。通过方案评价,最后举行决议,确定一个据以举行下步技术设计的原理图或机构运动简图。在方案设计阶段,要正确地处置惩罚好借鉴与创新的关系。

同类机械乐成的先例应当借鉴,原先单薄的环节及不切合现有任务要求的部门应当加以革新或者基础改变。既要努力创新,阻挡守旧和照搬原有设计,也要阻挡一味求新而把合理的原有履历弃置不用这两种错误倾向。

(编者注:借鉴的关键是要找出原始计存在的不足)(三)技术设计技术设计阶段的目的是发生总装配草图及部件装配草图。通过草图设计确定出各部件及其零件的外形及基本尺寸,包罗各部件之间的毗连,零、部件的外形及基本尺寸。最后绘制零件的事情图、部件装配图和总装图。为了确定主要零件的基本尺寸,必须做以下事情:(1)机械的运动学设计。

凭据确定的结构方案,确定原动件的参数(功率、转速、线速度等)。然后做运动学盘算,从而确定各运动构件的运动参数(转速、速度、加速度等)。

(2)机械的动力学盘算。联合各部门的结构及运动参数,盘算各主要零件所受载荷的巨细及特性。此时求出的载荷,由于零件尚未设计出来,因而只是作用于零件上的公称(或名义)载荷。(3)零件的事情能力设计。

已知主要零件所受的公称载荷的巨细和特性,即可做零、部件的开端设计。设计所依据的事情能力准则,须参照零、部件的一般失效情况、事情特性、情况条件等合理地制定,一般有强度、刚度、振动稳定性、寿命等准则。通过盘算或类比,即可决议零、部件的基本尺寸。

(4)部件装配草图及总装配草图的设计。凭据已定出的主要零、部件的基本尺寸,设计出部件装配草图及总装配草图。草图上需对所有零件的外形及尺寸举行结构化设计。

在此步骤中,需要很好地协调各零件的结构及尺寸,全面地思量所设计的零、部件的结构工艺性,使全部零件有最合理的构形。(5)主要零件的校核。

有一些零件,在上述第(3)步中由于详细的结构未定,难于举行详细的事情能力盘算,所以只能做开端盘算及设计。在绘出部件装配草图及总装配草图以后,所有零件的结构及尺寸均为已知,相互毗邻的零件之间的关系也为已知。只有在这时,才可以较为准确地定出作用在零件上的载荷,决议影响零件事情能力的各个细节因素。

只有在此条件下,才有可能而且必须对一些重要的或者外形及受力情况庞大的零件举行准确的校核盘算。凭据校核的效果,重复地修改零件的结构及尺寸,直到满足为止。

在技术设计的各个步骤中,近三四十年来生长起来的优化设计技术,越来越显示出它可使结构参数的选择到达最佳的能力。一些新的数值盘算方法,如有限元法等,可使以前难以定量盘算的问题获得极好的近似定量盘算的效果。对于少数很是重要、结构庞大且价钱昂贵的零件,在须要时还须用模型试验方法来举行设计,即按开端设计的图纸制造出模型,通过试验,找出结构上的单薄部位或多余的截面尺寸,据此举行增强或减小来修改原设计,最后到达完善的水平。

机械可靠性理论用于技术设计阶段,可以按可靠性的看法对所设计的零、部件结构及其参数做出是否满足可靠性要求的评价,提出革新设计的建议,从而进一步提高机械的设计质量。上述这些新的设计方法和观点,应当在设计中加以应用与推广,使之获得相应的生长。

草图设计完成以后,即可凭据草图业已确定的零件基本尺寸,设计零件的事情图。此时,仍有大量的零件结构细节要加以推敲和确定。

设计事情图时,要充实思量到零件的加工和装配工艺性、零件在加工历程中和加工完成后的磨练要求和实施方法等。有些细节摆设如果对零件的事情能力有值得思量的影响时,还须返回去重新校核事情能力。最后绘制出除尺度件以外的全部零件的事情图。

按最后定型的零件事情图上的结构及尺寸,重新绘制部件装配图及总装配图。通过这一事情,可以检查出零件事情图中可能隐藏的尺寸和结构上的错误。人们把这一事情通俗地称为纸上装配。(编者注:现在使用3D软件设计,很利便修改,所以技术设计的步骤可以交织举行,但不能缺少,固然有些校核可以使用软件自带功效。

)(四)技术文件体例技术文件的种类较多,常用的有机械的设计盘算说明书、使用说明书、尺度件明细表(BOM)等。体例设计盘算说明书时,应包罗方案选择及技术设计的全部结论性的内容。体例供用户使用的机械使用说明书时,应向用户先容机械的性能参数规模、使用操作方法、日常调养及简朴的维修方法、备用件的目录等。其他技术文件,如磨练及格单、外购件明细表、验收条件等,视需要与否另行体例。

(五)盘算机在机械设计中的应用随着盘算机技术的生长,盘算机在机械设计中获得了日益广泛的使用,并泛起了许多高效率的设计、分析软件。使用这些软件可以在设计阶段举行多方案的对比,可以对差别的包罗大型的和很庞大的方案的结构强度、刚度和动力学特性举行准确的分析。

同时,还可以在盘算机上构建虚拟样机,使用虚拟样机仿真对设计举行验证,从而实现在设计阶段充实地评估设计的可行性。可以说,盘算机技术在机械设计中的推广使用已经并正在改变机械设计的历程,它在提高设计质量和效率方面的优势是难以预估的。以上简要地先容了机械的设计法式。广义地讲,在机械的制造历程中,随时都有可能泛起由于工艺原因而修改设计的情况。

如需修改时,则应遵循一定的审批法式(编者注:工程变换,Engineering Change ,EC)。机械出厂后,应该有计划地举行跟踪观察;另外,用户在使用历程中也会给制造或设计部门反馈泛起的问题。设计部门凭据这些信息,经由分析,也有可能对原设计举行修改,甚至改型。

这些事情,虽然广义上也属设计法式的组成部门,可是属于另一个条理的问题。作为设计事情者,应当有强烈的社会责任感,要把自己事情的视野延伸到制造、使用以致报废使用的全历程中去,重复不停地革新设计,才气使机械的质量继续不停地提高,更好地满足生产及生活的需要。

阶段划分说明(一)计划阶段项目任务下达后,计划阶段只是一个预备阶段。此时,对所要设计的机械仅有一个模糊的观点。

(二)方案设计阶段本阶段对设计的成败起关键的作用。在这一阶段中也充实地体现出设计事情有多个解(方案)的特点。机械的功效分析,就是要对设计任务书提出的机械功效中必须到达的要求、最低要求及希望到达的要求举行综合分析,即这些功效能否实现,多项功效间有无矛盾,相互间能否替代等。最后确定出功效参数,作为进一步设计的依据。

在这一步骤中,要恰当处置惩罚需要与可能、理想与现实、生长目的与当前目的等之间可能发生的矛盾问题。确定出功效参数后,即可提出可能的解决措施,亦即提出可能接纳的方案。寻求方案时,可按原动部门、传动部门及执行部门划分举行讨论。

较为常用的措施是先从执行部门开始讨论。讨论机械的执行部门时,首先是关于事情原理(编者注:即实现的方法)的选择问题。例如,设计制造螺钉的机械时,其事情原理既可接纳在圆柱形毛坯上用车刀车削螺纹的措施,也可接纳在圆柱形毛坯上用滚丝模滚压螺纹的措施。

这就提出了两种差别的事情原理。事情原理差别,固然所设计出的机械就会基础差别。特别应当强调的是,必须不停地研究和生长新的事情原理。这是设计技术生长的重要途径。

4设计步骤在设计开始之前,先要制定设计任务。当设计任务比力庞大时,一般接纳三阶段设计,即开端设计、技术设计和事情图设计;当任务比力简朴,如简朴机械的新型设计、一般机械的继续设计或变型设计,则一开始就将设计做到技术设计深度,经审查、修改和批准后做事情图设计,而成为两阶段设计。在三阶段设计中的开端设计阶段,设计的主要步骤是:确定事情原理和基本结构型式,运动设计,设计主要零、部件、绘制开端总图,开端设计审查。

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在技术设计阶段,主要步骤是:凭据审查意见修改设计,设计全部零、部件,绘制新的总图,技术设计审查。在事情图设计阶段,凭据审查意见修改设计,绘制全部事情图和制定全部技术文件。对于批量或大量生产的产物,还要举行定型设计。

在设计的每个步骤中,都可能发现前面步骤中某些决议不合理,这就需要折回到前面谁人步骤,修改不合理的决议,重做随后的设计事情。(1) 制定设计任务这是设计的前期事情。设计任务的凭据是用户订货、市场需要和新的科研结果。

设计部门应用种种技术和市场情报,拟列可能方案,比力其利弊,与谋划部门和用户配合商议,制定合理的设计任务目的。这对新型设计特别重要。任务目的的失误将造成经济上的严重损失,甚至遭到全面失败。(2) 确定事情原理和基本结构型式  如设计任务未作明确划定,设计的第一个步骤就是确定总体方案,即确定所要应用的事情原理和与之相应的结构型式。

例如设计大功率船用柴油机,首先要确定是用二冲程、双作用、十字头、低速柴油机,还是用四冲程、单作用、中速柴油机。又例如设计用以粗碎岩石的破碎机械,首先要确定是接纳以挤压和弯折为主要破碎作用的颚式或旋回式破碎机,或者接纳以打击为主要作用的单转子或双转子打击式破碎机。

(3) 运动设计  设计的总体方案确定之后,接着需要运用机构学的知识,选用合适的机构以获得所需的运动方案。上面提到的颚式破碎机依靠其动颚板的摆动使进入破碎腔的岩石受到挤压、弯折和劈裂作用而破碎,而动颚板的摆动则可以接纳双肘板机构的简朴摆动,或者接纳单肘板机构的庞大摆动。

在新型设计中,可能会需要综合一个新的机构以获得所要求的运动方案,这常是一个难题的事情。因此,设计者一般只管应用已有的和成熟的机构所提给的运动方案。(4) 结构设计和绘制开端总图  运动设计之后,设计者开始举行结构设计,盘算机械各主要零件的受力、强度、形状、尺寸和重量等,并绘制主要零、部件草图。

这时如发现原来选用的结构不行行,就必须调整或修改结构。同时还应思量有无可能发生过热、过分磨损或振动的部位。在这一步骤中,设计者通过绘制草图会发现各部门的形状、尺寸、比例等方面的矛盾。

为了增强或革新某一方面,可能会削弱或恶化另一方面。这时必须权衡轻重,举行协调,以到达最佳综合效果。(编者注:设计的本质就是不停权衡决议的历程)。

草图经重复修改认为开端满足后,便可绘制开端总图和估算造价(成本预估)。开端总图严格按比例绘制,选取足够的视图和切面图。(5) 开端审查  开端总图绘制后,需要请对该类机械有履历的设计、制造和使用人员以及用户或委托设计单元的代表举行开端审查。

审查效果如认为设计不适用(如重量、体积太大,造价太高,对结构的可靠性有怀疑等),则须重新举行运动设计,甚至改用此外事情原理和基本结构型式。多数情况是对设计接纳某些改善措施。

(6) 技术设计  凭据开端审查意见,对设计举行修改,并绘制所有的零件和部件图。对主要的零件和部件举行准确的应力分析,按分析效果修正零件的形状、尺寸等细节,并划定材质和热处置惩罚。

确定零件加工精度以及部件和总装的装配条件。完成润滑设计、电气设计(驱动和控制)。重绘总图,某些重要的和批量生产的机械有时还要制作出模型。将完成的技术设计提交第二次审查。

(7) 绘制事情图  凭据第二次审查的意见作最后的修改后,就可以绘制正式的零件图、部件装配图和总装配图,编写零件表、易损零件清单、使用指南等技术文件。设计卖力人应注意协调零件间的尺寸,核对耦合件间的公差配合,复核某些零件的强度和刚度。零件图完成后开始图纸核对,这是很是重要的事情。经由仔细校对的图纸能保证加工后装配顺利。

最可靠的校对方法是凭据已绘制好的零件图重绘出一张总装配图(编者注:将设计好的零件在电脑中重新按装配毗连方式绘制总装配),所有矛盾之处就会体现出来。在绘制零件图的同时还需要举行两项事情:一是工艺性审核,使零件便于加工并降低制造成本;二是尺度审核,使零件结构要素、尺寸、公差配合、热处置惩罚技术条件以及尺度和通用零件等切合尺度的划定。(8) 试生产和定型设计 对于单件或小批生产的机械,经由上述步骤完成的设计图纸可以投入正式生产。

对于成批或大量生产的机械,在正式生产前要先试制样机,举行功效试验和判定,通事后,再按批量生产工艺举行批量试生产。在批量试生产中所泛起的问题还可能需要对设计作相应的修改,方成为可供正式生产使用的定型设计。

5约束条件(设计准则)机械零件的设计具有众多的约束条件,设计准则就是设计所应该满足的约束条件。(1)技术性能准则技术性能包罗产物功效、制造和运行状况在内的一切性能,既指静态性能,也指动态性能。例如,产物所能通报的功率、效率、使用寿命、强度、刚度、抗摩擦、磨损性能、振动稳定性、热特性等。技术性能准则是指相关的技术性能必须到达划定的要求。

例如振动会发生分外的动载荷和变应力,尤其是当其频率靠近机械系统或零件的固有频率时,将发生共振现象,这时振幅将急剧增大,有可能导至零件甚至整个系统的迅速损坏。振动性稳定准则就是限制机械系统或零件的相关振动参数,如固有频率、振幅、噪声等在划定的允许规模之内。又如机械事情时的发烧可能会导致热应力、热应变,甚至会造成热损坏。

热特性准则就是限制种种相关的热参数(如热应力、热应变、温升等)在划定规模内。(2)尺度化准则与机械产物设计有关的主要尺度大致有:观点尺度化:设计历程中所涉及的名词术语、符号、计量单元等应切合尺度;实物形态尺度化:零部件、原质料、设备及能源等的结构形式、尺寸、性能等,都应按统一的划定选用。方法尺度化:操作方法、丈量方法、试验方法等都应按相应划定实施。

尺度化准则就是在设计的全历程中的所有行为,都要满足上述尺度化的要求。现已公布的与机械零件设计有关的尺度,从运用规模上来讲,可以分为国家尺度、行业尺度和企业尺度三个品级。

从使用强制性来说,可分为必须执行的和推荐使用的两种。(3)可靠性准则可靠性:产物或零部件在划定的使用条件下,在预期的寿命内能完陋习定功效的概率。可靠性准则就是指所设计的产物、部件或零件应能满足划定的可靠性要求。(4)宁静性准则机械的宁静性包罗:零件宁静性:指在划定外载荷和划定时间内零件不发生如断裂、过分变形、过分磨损和不丧失稳定性等等。

整机宁静性:指机械保证在划定条件下不出故障,能正常实现总功效的要求。事情宁静性:指对操作人员的掩护,保证人身宁静和身心康健等等。情况宁静性:指对机械周围的情况和人不造成污染和危害。6设计方法学设计方法学的目的是将设计思维上升为理性历程,从而使设计能循一定的逻辑举行,使更多的设计人员能作出好的设计。

它大致包罗以下一些内容:(1)将设计的阶段分得很细,使每一阶段成为有章可循和有理可据的思维运动。(2) 将乐成的或良好的设计储存起来,建设设计资料库,以供以后设计时参考或接纳。(3) 在设计事情中引进价值工程的观点和方法,对设计中的矛盾举行功效与成本的权衡,以获得良好的使用效果。(4) 在设计中接纳摩擦学、振动学、断裂力学、有限元法、可靠性设计、优化设计、系统工程、人类工程学等新兴学科的知识,提高设计的科学性,淘汰盲目性。

(5) 将设计事情规模扩大,向前延伸到市场预测,向后延伸到售后服务。(6) 运用盘算机辅助设计以淘汰设计劳动量、提高设计速度和设计质量。7展望未来机械设计学必将渗透到半导体制造、生物工程、纳米技术和机械人等行业中去,在对社会生长做出孝敬的同时,不停完善自己,使理论进一步创新。(1)进一步实现系统性。

即从系统看法入手,把机械产物看作一个系统或整体,依赖盘算机技术,实现人、机、情况和相互协调。详细来说,是把总系统剖析为若干个子系统,接纳种种现代设计理论和方法,追求系统优化为目的协调各子系统的设计和匹配。(2)深化智能化设计。随着科技的进步和生长,设计要越来越多地思量智能的因素。

大量设计内容都可通过建设模型,来形貌机械产物的种种工况行为,对模型求解可预测产物的性能、设计的合理性和最优性。例如,各种车辆性能评价的智能决议系统,齿轮箱设计专家系统,故障诊断系统等已应用在新车的开发设计中。

(3)越发注重绿色思想。绿色设计技术是对产物在其生命周期中,按切合情况掩护、资源使用率最高、能源消耗最低的要求举行设计的技术。

要求设计者从全周期思量产物的情况属性和基本属性,在设计时始终驻足于人的身心康健、情况掩护等,同时要求所设计的产物具有可接纳使用性,对情况的损害最小。8现代设计方法1、专业现代由机械设计和盘算机专业人员配合开发的盘算机软件,能够反映和形貌机械产物在实际工况下的种种损伤、失效和破坏的机理,可以定量分析和盘算机械零件和机械的动态行为,并形成牢固的设计法式,这就是专业的现代设计方法,如:振动分析和设计,摩擦学设计,热力学传热设计,强度、刚度设计,温度场分析等等。这些软件都是在传统的设计方法基础上,应用盘算机技术开发出来的。

例如:用Pro/M软件分析机械装置的动态特性,用ANSYS软件分析应力都是这方面很好的例子,为准确判断装置的可靠性和选择设计参数奠基了基础。2、通用现代为了满足机械产物性能的高要求,在机械设计中大量接纳盘算机技术举行辅助设计和系统分析,这就是通用的现代设计方法。常见的方法包罗优化、有限元、可靠性、仿真、专家系统、CAD等。

这些方法并不只是针对机械产物去研究,另有其自身的科学理论和方法。1)优化设计机械优化设计是最优化技术在机械设计领域的移植和应用,其基本思想是凭据机械设计的理论,方法和尺度规范等建设一反映工程设计问题和切合数学计划要求的数学模型,然后接纳数学计划方法和盘算机盘算技术自动找出设计问题的最优方案。

它是机械设计理论与优化数学、电子盘算机相互联合而形成的一种现代设计方法。2) 仿真与虚拟设计盘算机仿真技术是以盘算机为工具“建设实际或遐想的系统模型”并在差别条件下对模型举行动态运行实验的一门综合性技术。

而虚拟技术的本质是以盘算机支持的仿真技术为前提,在产物设计阶段,实时地并行地模拟生产品开发全历程及其对产物设计的影响,预测产物性能、产物制造成本、产物的可制造性、产物的可维护性和可拆卸性等,从而提高产物设计的一次乐成率。这种方法不光缩短产物开发周期,也实现了缩短产物开发与用户之间的距离。

3)有限元设计这种方法是使用数学近似的方法对真实物理系统(几何和载荷工况)举行模拟。还使用简朴而又相互作用的元素,即单元,就可以用有限数量的未知量去迫近无限未知量的真实系统。

它不仅能用于工程中庞大的非线行问题、非稳态问题的求解,而且还可用于工程设计中举行庞大结构的静态和动力分析,并能准确地盘算形状庞大零件的应力漫衍和变形,成为庞大零件强度和刚度盘算的有力分析工具。4)模糊设计它是将模糊数学知识应用到机械设计中的一种设计方法。机械设计中就存在大量的模糊信息。如机械零部件设计中,零件的宁静系数往往从守旧看法出发,取较大值而不经济,但在其允许的规模内存在很大的模糊区间。

机械产物的开发在各阶段常会遇到种种模糊问题,虽然这些问题的特点、性质及对计谋的要求不尽相同,但所接纳的模糊分析方法是相似的。它的最大特点是,可以将各因素对设计效果的影响举行全面定量地分析,得出综合的数量化指标,作为选择决断的依据。


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