第二章现代设计技术PPT格式课件下载.ppt
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在原理、方案基本保持不变前提下,对产品作局部变更设计,使之更能满足用户要求。
55创新设计(Creativedesign):
运用成熟的科学技术,从工作原理和结构上设计过去没有的新型产品。
2511/7/20223设计技术:
在设计过程中解决具体设计问题的各种方法和手段。
传统设计技术是以“静态、经验、被动和手工”为特征的。
传统技术难以满足设计的要求。
(1)市场竞争激烈,要求创新性的产品;
(2)新技术、新工艺的涌现,使产品功能与结构趋于复杂;
(3)计算机技术的发展,推动了设计方法及设计手段的现代化。
现代设计技术在传统设计技术基础上发展来的,多学科和多专业交叉的基础科学。
11/7/202242.现代设计技术的内涵
(1)概念概念:
根据产品功能要求和市场竞争的需要,应用现代技术和科学知识,经过设计人员创造性思维、规划和决策,制定可以用于制造的方案,并使方案实施的技术。
设计的范畴不断扩大,从单纯产品设计全寿命周期设计;
设计的组织形式上,从传统的顺序设计方式并行设计方式;
设计手段上,传统的手工设计现代化计算机辅助设计。
11/7/20225方法维方法维方法维方法维产品规划产品规划产品规划产品规划方案设计方案设计方案设计方案设计技术设计技术设计技术设计技术设计施工设计施工设计施工设计施工设计分分分分析析析析综综综综合合合合评评评评价价价价决决决决策策策策时间维时间维时间维时间维逻辑维逻辑维逻辑维逻辑维可靠性设计可靠性设计可靠性设计可靠性设计优化设计优化设计优化设计优化设计模块化设计模块化设计模块化设计模块化设计从系统工程的观点分析,现代设计技术是一个由时间维、逻辑维和方法维共同组成的三维系统。
11/7/20226方法维方法维方法维方法维产品规划产品规划产品规划产品规划方案设计方案设计方案设计方案设计技术设计技术设计技术设计技术设计施工设计施工设计施工设计施工设计分分分分析析析析综综综综合合合合评评评评价价价价决决决决策策策策时间维时间维时间维时间维逻辑维逻辑维逻辑维逻辑维可靠性设计可靠性设计可靠性设计可靠性设计优化设计优化设计优化设计优化设计模块化设计模块化设计模块化设计模块化设计是反映按时间顺序的设计过程。
产品规划-需求分析、市场预测、可行性分析、总体参数、制约条件和设计要求;
方案设计-功能原理设计,确定原理方案;
技术设计-将产品的功能原理具体化为机器产品及其零部件的具体结构;
施工设计-指工程图绘制,工艺文件编写,说明书编写等。
现代设计技术的时间维11/7/20227是解决问题的逻辑步骤。
分析-明确设计任务本质;
综合-综合各种因素,探求解决方案;
评价-对多种方案进行比较和评定,方案调整和改进;
决策-确定最佳的设计方案现代设计技术的逻辑维方法维方法维方法维方法维产品规划产品规划产品规划产品规划方案设计方案设计方案设计方案设计技术设计技术设计技术设计技术设计施工设计施工设计施工设计施工设计分分分分析析析析综综综综合合合合评评评评价价价价决决决决策策策策时间维时间维时间维时间维逻辑维逻辑维逻辑维逻辑维可靠性设计可靠性设计可靠性设计可靠性设计优化设计优化设计优化设计优化设计模块化设计模块化设计模块化设计模块化设计11/7/20228是指设计过程中的各种思维方法和工作方法。
传统设计采用知觉法、类比法等经验为主的设计方法。
现代设计技术采用各种先进的设计理论、方法和工具。
现代设计技术的方法维方法维方法维方法维方法维产品规划产品规划产品规划产品规划方案设计方案设计方案设计方案设计技术设计技术设计技术设计技术设计施工设计施工设计施工设计施工设计分分分分析析析析综综综综合合合合评评评评价价价价决决决决策策策策时间维时间维时间维时间维逻辑维逻辑维逻辑维逻辑维可靠性设计可靠性设计可靠性设计可靠性设计优化设计优化设计优化设计优化设计模块化设模块化设模块化设模块化设计计计计应用现代设计技术的目的是什么?
11/7/20229新产品开发是一个技术创新和价值实现的过程,大致可分为市场分析、产品设计、产品制造和市场营销四个阶段11/7/202210有两个重要的特点:
1)新产品开发过程源于市场、归于市场,也就是说,市场既是新产品开发的出发点,又是新产品开发的归宿,新产品开发成功与否,要接受市场的最终检验。
11/7/2022112)新产品开发过程涉及企业内部众多部门,受到企业内部各种因素和企业外部各种条件的影响。
内部因素包括:
企业本身的人员素质、管理水平、技术水平、经济实力等。
外部条件包括:
相关技术的现实发展水平,当时当地所能提供的技术手段(材料、元件、设备等),以及国家的有关政策、法律等。
在新产品开发中,哪些是事关功败垂成的核心因素呢?
11/7/202212
(2)现代设计技术的核心因素现代设计的核心因素:
质量、时间和成本:
质量:
满足用户功能要求,符合有关法律、标准和生态环境要求,安全性、可靠性、合理寿命,方便使用和维护保养,用户培训、质量保证和维修服务;
成本:
产品成本、合理利润、一次性安装费用和经常性维修费用。
时间:
设计开发的周期,供货的时间、方式等方面的适应能力。
11/7/2022132.现代设计技术的特点
(1)系统性强调用系统的观点处理设计问题。
整体上把握涉及对象,考虑对象与人、环境的联系。
(2)动态性要考虑产品的静态特性,和实际工作状态下的动态特性,考虑与周围环境的物资、能量及信息的交互。
11/7/2022142.现代设计技术的特点(3)创造性是建立在先进的设计理论及工具,能充分发挥设计者的创造性思维,运用各种手段和方法,开发出创造性的产品。
(4)计算机化计算机已渗透到产品设计的各个环节,充分利用计算机的数值计算、严密的逻辑思维能力和巨大的信息存储及处理能力:
优化设计、有限元分析和系统仿真等。
11/7/202215(5)并行化、最优化、虚拟化和自动化强调的是设计过程。
综合考虑产品全生命周期中的所有因素,强调并行设计。
在设计过程中,用优化的理论与技术,对产品进行方案优选、结构优选和参数优选,达到整体优化。
自动化主要依靠计算机辅助设计技术和自动建模技术。
依靠强大的商品化CAD软件的支撑,实现设计虚拟化。
三维建模,能在虚拟的环境中观察和评价。
11/7/202216(6)主动性现代设计在设计初期,就对产品全生命周期(PLM)的各种可能做出准确预测,减少故障的发生,体现了主动性。
11/7/202217主体技术主体技术主体技术主体技术基础技术基础技术基础技术基础技术支撑技术支撑技术支撑技术支撑技术应用技术应用技术应用技术应用技术传统设计理论传统设计理论传统设计理论传统设计理论与方法与方法与方法与方法各产品领域知识与技术各产品领域知识与技术各产品领域知识与技术各产品领域知识与技术计算机辅助设计技术计算机辅助设计技术计算机辅助设计技术计算机辅助设计技术现代设计方法学现代设计方法学现代设计方法学现代设计方法学可信性设计技术可信性设计技术可信性设计技术可信性设计技术设计试验技术设计试验技术设计试验技术设计试验技术相相相相关关关关学学学学科科科科与与与与技技技技术术术术先进制造工艺先进制造工艺先进制造工艺先进制造工艺材料科学材料科学材料科学材料科学自动化技术自动化技术自动化技术自动化技术系统管理技术系统管理技术系统管理技术系统管理技术自然科学自然科学自然科学自然科学政治经济政治经济政治经济政治经济文化社会科学文化社会科学文化社会科学文化社会科学市场营销学市场营销学市场营销学市场营销学.现代设计技术体系结构框图现代设计技术体系结构框图现代设计技术体系结构框图现代设计技术体系结构框图二、现代设计技术体系CADCADCADCAD技术、优化设计、有限元分析、技术、优化设计、有限元分析、技术、优化设计、有限元分析、技术、优化设计、有限元分析、虚拟设计和工程数据库。
虚拟设计和工程数据库。
系统设计、模块化设计、反求工系统设计、模块化设计、反求工系统设计、模块化设计、反求工系统设计、模块化设计、反求工程、绿色设计、模糊设计和工业程、绿色设计、模糊设计和工业程、绿色设计、模糊设计和工业程、绿色设计、模糊设计和工业设计等。
设计等。
可靠性设计、安全性设计、动态可靠性设计、安全性设计、动态可靠性设计、安全性设计、动态可靠性设计、安全性设计、动态设计、疲劳设计、耐腐蚀设计、设计、疲劳设计、耐腐蚀设计、设计、疲劳设计、耐腐蚀设计、设计、疲劳设计、耐腐蚀设计、健壮设计和人机工程设计等。
健壮设计和人机工程设计等。
产品的性能试验、可靠性试验、产品的性能试验、可靠性试验、产品的性能试验、可靠性试验、产品的性能试验、可靠性试验、数字仿真试验和虚拟试验等。
数字仿真试验和虚拟试验等。
11/7/202218
(1)基础技术传统的设计理论与方法。
运动学、动力学等。
(2)主体技术计算机辅助设计技术。
数值计算、对信息和知识的独特处理能力。
CAD技术、优化设计、有限元分析、虚拟设计和工程数据库。
11/7/202219(3)支撑技术设计信息的处理、加工、推理与验证提供多种理论、方法和手段的支撑。
现代设计方法学:
系统设计、模块化设计、反求工程、绿色设计、模糊设计和工业设计等。
可信性设计:
可靠性设计、安全性设计、动态设计、疲劳设计、耐腐蚀设计、健壮设计和人机工程设计等。
设计试验技术:
产品的性能试验、可靠性试验、数字仿真试验和虚拟试验等。
11/7/202220(4)应用技术:
针对实用的目的,解决各类具体产品设计领域的技术。
机床、汽车、工程机械等。
11/7/202221本节要点反求工程的定义、分类、应用反求工程设计的基本步骤反求工程的关键技术反求工程设计技术(ReverseEngineering,RE)11/7/202222反求工程(反向工程、逆向工程)1.新产品开发的模式
(1)正向工程是根据零件最终所承担的功能,从无到有,从概念设计出发,进行方案设计、技术设计、施工设计,最终完成产品开发和制造零件。
一、反求工程的含义11/7/20222311/7/202224
(2)反向工程(反求工程、逆向工程)是从产品的有关信息(实物、软件和影像等)寻找这些信息的科学依据,加以消化和吸收,再现出产品,产品的CAD模型是在这些信息的基础上建立的。
11/7/20222511/7/2022262.反求工程分类根据产品信息的来源不同分为:
实物反求产品的实物模型;
软件反求图样、数控程序、技术文件;
影像反求图片、照片或影像等。
11/7/2022273.实物反求工程按照现有零件的实物模型,利用各种数字化技术及CAD技术重新构造样件CAD模型的过程。
基本过程是:
测量;
将所获得的特征数据借助于计算机重构反求对象模型;
对重建的模型进行创新改进、分析;
进行数控编程,快速加工出产品。
以CAD/CAM软件为基础的反求工程应用越来越广泛。
反求工程的目的是完成反求对象的仿制和改进。
11/7/202228
(1)在没有原始设计CAD模型和没有设计图纸的情况下,在对实物进行测量的基础上重构其CAD模型或进一步生成零件的设计图纸,并以此为依据生成数控加工的NC代码或应用快速原型技术,加工复制出一个相
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