现代设计方法上机学生用本
哈工大 机电产品现代设计方法实验报告
1 实验目的（1）掌握典型机电产品多学科协同优化设计软件环境组成，包括建模软件、分析软件、协同平台；（2）自主设计产品模型、分析过程、优化目标；(3) 对得到的优化结果进行定性分析，解释结果的合理性，编写上机实验报告。
2 实验内容(1) 轴或负载台的有限元分析(2) 基于Adams的运动学分析与仿真3实验相关情况介绍（包含使用软件或实验设备等情况）网络协同设计环境，如图1所示：包括产品CAD建模、有限元分析FEM、动力学仿真ADAMS和控制仿真MATLAB。
计算机网络硬件环境和相应软件环境。
图形工作站和路由器，安装协同设计仿真软件。
型图1 协同设计仿真平台组成典型机电产品协同设计仿真工作流程如下图2所示。
1）利用CAD建模工具，建立产品模型；2）利用ADAMS建立产品运动学模型；3）根据CAD和ADAMS传过来的结构模型和边界条件分析零件应力场和应变场；4）用ADAMS分析得到的运动参数（位移、速度）。
图2 协同设计仿真平台组成SysML语言是UML语言(Unified Modeling Language，统一建模语言，一种面向对象的标准建模语言，用于软件系统的可视化建模)在系统工程应用领域的延续和扩展，是近年提出的用于系统体系结构设计的多用途建模语言，用于对由软硬件、数据和人综合而成的复杂系统的集成体系结构进行可视化的说明、分析、设计及校验。
在这里我们绘制参数图如下。
在下面的参数图中，我们确定了系统中各部件的相互约束情况。
图４产品初步结构与ＳｙｓＭＬ图4实验结果（含操作过程说明、结果记录及分析和实验总结等，可附页）（一）底座转台关键件有限元分析：1，在CAD中打开零件的三维模型图，导出为IGES格式模型文件（*.igs）,在Ansys中运行file->import->IGSE...导入该模型; 或者按照以下步骤创建零件模型。
运行Preprocessor->Modeling->V olumns->Cylinder->Solide Cylinder，弹出如下对话框，在对话框中输入相应数值，。
《现代设计方法》课程教学大纲
现代设计方法》课程教学大纲课程代码：020232025 课程英文名称：Advanced Design Methods 课程总学时：40 讲课：40 实验：0 上机：0 适用专业：车辆工程能源与动力工程装甲车辆工程大纲编写（修订）时间：2017.5一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标现代设计方法是汽车类专业的一门重要的专业基础课。
通过本课程的学习，使学生掌握优化设计和有限元的基本理论和方法，同时通过一些工程实例的研究，培养学生分析和解决工程问题的能力。
（二）知识、能力及技能方面的基本要求通过本课程的学习，学生要对本课的基本内容有系统的理解，掌握其基本概念、理论和方法，运用这些理论分析，解决工程实际问题，并达到如下要求：1．掌握现代设计方法的基本概念、理论及发展趋势。
2．掌握优化设计理论的基本概念、建模方法、搜索方法和无约束问题、有约束问题的求解方法等内容，使学生能够用优化设计方法解决设计中的实际问题。
3．掌握有限元方法的基本理论和方法，在此基础上，能够熟练使用大型工程软件进行实际的工程设计和计算。
（三）实施说明本课程主要包括两部分内容：机械优化设计、有限元方法。
教师在授课过程中可以根据实际情况酌情安排各部分的学时，课时分配表仅供参考。
根据本专业特点，教师应结合本专业的实际问题，在教学过程中注意理论与实际结合，突出实际应用。
课程的教学目标通过讲授、课后作业和后续的实践课程三个环节来实现。
教师要注重对基本概念、基本方法和解题思路的讲解，以便学生在实际应用中能举一反三，灵活运用。
（四）对先修课的要求在学习本课程之前，必须先修完《线性代数》、《理论力学》、《材料力学》等课程。
（五）对习题课、实验环节的要求本课程的主要难点就是在较短的学时内使学生掌握机械最优化设计方法和有限单元法的基本概念、方法和具体步骤。
因此根据课程的基本概念，思想和方法应用及典型的工程问题，选择安排一定的习题，习题通过课堂练、讲相结合和课后作业完成。
现代设计方法范文
现代设计方法范文
首先，现代设计方法要求将设计分解为各个子系统，并且要分析每个
子系统之间的关系。
这样，可以有效地根据客户要求，深入分析每一个子
系统，并且可以根据客户要求，完成细节设计。
其次，现代设计方法要求设计师负责更加全面的洞察，让设计师能够
从客观的角度去审视设计中存在的问题，从而作出更加恰当的设计决策，
而不是单纯的直觉。
此外，现代设计方法要求深入了解全局，以便设计者能够更加全面地
理解用户的需求，从而做出更加精确的设计。
设计者还要从用户的角度去
思考，试图了解用户需要什么，以及用户期望的交互。
另外，现代设计方法要求设计者使用多样的工具，以协助设计的创新。
比如，可以使用流程图来识别子系统之间的关系，也可以使用设计语言或
设计系统来辅助设计师的创意。
此外，现代设计方法还要求设计者善于利用工具，从而有效的挖掘设
计中的有价值的内容，而不仅仅是单纯的视觉效果。
机械类本科生《现代设计方法》课程教学研究
划 ， 该学科 的 主要 知 识 通２ １ ０ ０ ０— ２—２ ８
计 方法 、 有限元 法 、 机械 优化设 计 、 可靠 性设计 、 计算
机辅助设 计等 ） 和实践 性 教学 环节 （ 课程 设计 、 如 毕
业 设计 等 ） 块 实 施 。在 课 程 教 学 过程 中 ， 把 握 分 要 好相关 课程 的教 学 内容 ， 遵 从 以下 基 本 原 则 ： 并 第
基金 项 目 ： 华 北 水 利 水 电 学 院 ２０ ０ ９年教 改 立 课题 研 究 成 果
作者 简 介 ： 武 兰 英 （９ ４ ）女 ， 北 邯 郸人 ， 北 水 利 水 电学 院 机 械 学 院 副教 授 。 １６ 一 ， 河 华
容 、 真撰写 授课讲 义 。 认 比如 笔者 所 在学 校 ， 现代设 计 方 面 的主要 知 将
来讲 ， 应依据 现代设 计方法 各分 支的成熟 程度 、 用 应
效果 和社会 实际需 求 ， 并结 合人 才培养 目标 、 养计 培
识传授 任务 落实 在 《 现代 设计 方 法 》 《 限元 法 》 、有 、
一
技术 。高校 工 科 专业 一 般 都 开设 《 现代 设计 方 法 》
这 门课 程 ， 目的是 使 学 生对 常 用 现代 设计 方 法 的 其 理论 、 方法 以及创新 思维有 深入 的了解 ， 对计算 机 并 在设 计领域 的应用 有 较深 刻 的认 识 ， 扩展 学 生 专 可
，
教 学 内容 的 特 点 ， 用 合 适 的教 学手 段 ； 用灵 活 多样 的 教 学 方 法 ， 分 调 动 学 生 学 习 的 积 极 性 、 动 性 ； 采 采 充 主
常用现代设计10大方法
常用现代设计十大方法一）计算机辅助设计(CAD-Computer Aided Desi gn)利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作。
简称CAD。
在工程和产品设计中，计算机可以帮助设计人员担负计算、信息存储和制图等项工作。
在设计中通常要用计算机对不同方案进行大量的计算、分析和比较，以决定最优方案；各种设计信息，不论是数字的、文字的或图形的，都能存放在计算机的内存或外存里，并能快速地检索；设计人员通常用草图开始设计，将草图变为工作图的繁重工作可以交给计算机完成；由计算机自动产生的设计结果，可以快速作出图形显示出来，使设计人员及时对设计作出判断和修改；利用计算机可以进行与图形的编辑、放大、缩小、平移和旋转等有关的图形数据加工工作。
CAD能够减轻设计人员的劳动，缩短设计周期和提高设计质量。
发展概况20世纪50年代在美国诞生第一台计算机绘图系统，开始出现具有简单绘图输出功能的被动式的计算机辅助设计技术。
60年代初期出现了CAD的曲面片技术，中期推出商品化的计算机绘图设备。
70年代，完整的CAD系统开始形成，后期出现了能产生逼真图形的光栅扫描显示器，推出了手动游标、图形输入板等多种形式的图形输入设备，促进了CAD技术的发展。
80 年代，随着强有力的超大规模集成电路制成的微处理器和存储器件的出现，工程工作站问世，cad技术在中小型企业逐步普及。
80 年代中期以来，C AD技术向标准化、集成化、智能化方向发展。
一些标准的图形接口软件和图形功能相继推出，为CAD 技术的推广、软件的移植和数据共享起了重要的促进作用；系统构造由过去的单一功能变成综合功能，出现了计算机辅助设计与辅助制造联成一体的计算机集成制造系统；固化技术、网络技术、多处理机和并行处理技术在CAD中的应用，极大地提高了C AD系统的性能；人工智能和专家系统技术引入CAD，出现了智能CAD技术，使CAD系统的问题求解能力大为增强，设计过程更趋自动化。
现代设计方法课程总结
学生认为课程启发了他们 的思维方式，改变了他们 对设计的看法。
3 增强就业竞争力
学生通过学习现代设计方 法，提升了自己在就业市 场中的竞争力。
课程收获和应用
1
创新思维
学生学会了运用创新思维解决问题，并
团队合作
2
将其应用于实际设计项目中。
学生通过小组项目培养了团队合作和沟
通能力。
3
用户导向
学生学会了以用户为中心的设计方法， 并将其应用于产品和服务的开发中。
3 增强团队合作
通过小组项目和合作学习，培养学生的团队合作和沟通能力。
课程内容和教学方式
设计思维
学习激发创意和解决问题的设 计思维方法。
用户研究
理解用户需求和行为，为设计 过程提供洞察力。
Hale Waihona Puke 原型制作通过原型制作和测试，不断迭 代改进设计方案。
学生反馈和评价
1 实践性强
2 启发性课程
通过实际项目和案例研究， 学生深入理解设计方法并 获得实践经验。
未来发展和扩展方向
跨学科合作
将现代设计方法与其他学科 融合，创造更多的合作机会 和创新可能性。
数字化设计
关注数字化时代的设计趋势， 培养学生的数字化设计能力。
社会影响力
让学生认识到设计的社会影 响力，鼓励他们将设计用于 社会问题的解决。
结论和总结
通过现代设计方法课程，学生不仅学到了专业的设计知识和技能，还培养了 创造性思维、解决问题的能力和团队合作精神。这门课程将继续扩展并为更 多学生带来价值。
现代设计方法课程总结
现代设计方法是一门致力于培养学生创造力和解决问题能力的课程。本课程 总结学生在课程中的学习体验和收获，以及未来的发展方向。
现代设计教育理论知识点
现代设计教育理论知识点一、引言现代设计教育作为一门学科，旨在培养学生的设计思维能力和创造力，为其提供全面的设计教育知识。
本文将介绍现代设计教育的理论知识点，包括设计教育的意义、设计思维、设计过程和设计方法等方面。
二、设计教育的意义设计教育是现代教育的重要组成部分，具有以下几个方面的意义：1. 提高学生的创造力和创新思维能力；2. 培养学生的审美观和设计品味；3. 培养学生的团队合作和沟通能力；4. 培养学生的问题解决能力和实践能力。
三、设计思维设计思维是现代设计教育的核心概念，其主要包括以下几个方面：1. 以人为本：强调设计过程中考虑到用户的需求和习惯，注重人机交互；2. 细节至上：注重设计细节，追求完美和极致，体现专业性和品质；3. 多元思考：鼓励学生从多个角度思考和解决问题，拓展思维广度；4. 创新思维：培养学生的创新能力，鼓励尝试和突破传统。
四、设计过程设计过程是指从问题定义到解决方案的实现，包括以下几个主要步骤：1. 问题定义：明确设计的目标和需求，了解用户需求和市场状况；2. 研究和分析：进行市场调研和用户分析，深入了解用户群体和用户行为；3. 创意生成：提出多样化的解决方案，进行头脑风暴和创意设计；4. 方案评估：对各个解决方案进行评估和筛选，选择最合适的方案；5. 方案实现：将选定的方案进行详细设计并制定实施计划；6. 测试和改进：对设计方案进行测试和改进，不断优化和完善。
五、设计方法设计方法是指在设计过程中使用的具体方法和工具，包括以下几种常见的设计方法：1. 用户体验设计：注重用户的使用体验和情感感受，提高产品的用户满意度；2. 人机交互设计：设计人机界面，使用户与设备的交互更加顺畅和友好；3. 故事板设计：通过故事板来展示产品的功能和使用场景，提高产品的易用性；4. 原型设计：通过制作原型来验证和改进设计方案，减少开发成本和风险；5. 设计思维工具：如头脑风暴、思维导图等，用于激发创意和展开思考。
现代教育技术教学设计实验报告
现代教育技术教学设计实验报告摘要：本文针对一个以现代教育技术进行的一次教学设计实验，做出概述，主要包括实验目标、教学内容、实施方法、教学反馈、实验效果及总结。
实验目标：本次教育技术实验着重让小学生理解使用现代教育媒体材料进行学习的重要性，以及要求学生通过上机、研习等途径，来提高学习效率和质量，并且利用信息技术专业用具，实验同学在本次实验中及根据团队合作精神，共同完成任务，从而提升他们的团队协作能力。
教学内容：本次实验的教学内容主要围绕微机原理及其相关知识进行设计，实施教学，在本次教学实验中，我们教学的内容有：计算机组成原理、汇编语言介绍，以及程序设计等。
实施方法：本次实验采用微机实验项目实验法，融合理论与实践相结合，运用多媒体调动学生学习兴趣，激发学生主动探索，积极参与实验。
教学反馈：在本次实验过程中，我们对学生进行了有效的辅导，对于实验中遇到的疑问，我们做出详细的讲解，以达到让学生依托自己的力量能够完成实验的效果。
实验效果：本次实验受到良好的反响，学生们认真完成了实验要求，积极参与实验，学生提出的问题得到了及时而有效的解答，学生们也受到启发，有了进一步认识和理解，使用现代教育技术能更快捷、有
效地提高教学质量。
总结：本次实验内容丰富，积极的教学态度使学生们受益良多，实际的教学实践亦使学生培养自主学习能力，受益无穷，本次实验不仅提高了学生的实际实践能力，同时也使小学生理解使用现代教育媒体材料，培养了他们的团队协作能力。
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现代设计方法上机学生用本班级：车辆工程0802班姓名：杨晓地学号：200803179042上机总成绩：__________________使用说明：1.作业只需交封面(请填上相应的班级、姓名及学号)和1-18页，并请将1-18页正反面打印(封面单独打印)，在相应部分填上答案后装订好(左边装订)；2.因上机时间有限，每次上机前，请提前预习对应附录部分；3.附录部分不交，作为上机参考资料学习；4.上机报告计入平时成绩。
武汉科技大学汽车与交通工程学院车辆工程系2010 年9 月1第一章创建有限元分析模型上机日期：____________练习2.1 创建、求解和分析一个有限元模型在这一章中，建立一个螺旋形弹簧的模型，其中使用了平面和实体单元，并应用了边界条件。
然后用Altair的OptiStruct求解器对模型进行计算。
在本章的最后，用后处理工具察看分析的结果。
练习 2.1 提取一个HyperMesh数据文件在这个练习中，提取一个HyperMesh二进制数据文件。
此时在当前工作区中的模型会被清除掉，然后HyperMesh才开始提取该文件。
提取HyperMesh数据文件并载入模板1. 在任一页面中选择files面板。
2. 选择hm file子面板。
3. 然后使用文件浏览器选择文件spring0.hm。
4. 在浏览器窗口上点击open按钮。
在Confirmation面板上提示说要删除以前的模型，点击yes。
5. 选择template子面板。
26. 点击load…，然后使用文件浏览器选择optistruct文件夹下面的optistruct模板。
选择OptiStruct模板后，可以在使用HyperMesh处理模型时定义OptiStuct 特有的属性。
7. 点击return退出files面板。
练习 2.2 创建材料集(Material Collectors)spring0.hm这个模型只有一个component collector，而且没有材料collector。
在这一步中，创建一个具有低碳钢属性的材料集。
1. 在任何菜单页面上选择collectors面板。
2. 选择create子面板。
3. 将collector的类型设置为mats。
4. 点击name =并输入steel。
5. 将creation method:设置为card image =。
6. 点击card image =并选择MAT1。
7. 点击create/edit。
这一步就将MAT1这个card image赋给了这个新材料steel。
如果某个输入域里没有值，表示当前相应的项是关闭的。
只要点击其标题就可以打开。
如果要在这个card image中为一个块输入一个值，点击相应的数据区域，然后输入数字。
8. 点击E，单击数据输入区并输入2.0e5。
9. 点击NU，单击数据输入区并输入0.30。
10. 点击return。
3练习 2.3 创建和编辑组件集(Component Collectors)在这个练习中，要创建两个component collector。
一个只是为了建模的目的，另一个则用来保存分析中用到的实体单元。
通过将建模过程中使用的单元放到一个独立的collector中，当模型建完以后，可以很方便地删除这些单元。
为二维单元创建一个component collector这些二维单元被用来构造这个管状模型的实体单元。
1. 将collector type:设置为comps。
2. 点击name =并输入shell_elems。
3. 将creation method:设置为no card image。
在这个collector中的单元只是用来建模的。
因为在分析中并不使用它们，所以没有必要为它们指定OptiStruct中component的card image。
4. 点击material =并选择steel。
当创建一个component collector时，HyperMesh会要求指定一个材料collector。
如果这时没有指定，则HyperMesh会自动创建一个与该component 同名的“虚假的”材料collector。
为了避免随后不得不删除这个虚假的材料collector，现在就将材料指向现有的steel材料。
5. 点击color并从互动菜单中选择一个颜色。
6. 点击create完成对这个component collector的创建。
为实体单元创建并编辑一个component collector1. 点击name =并输入solid_elems。
2. 将creation method:设置为card image=。
3. 点击card image =并从弹出菜单中选择PSOLID。
4. 点击material =并选择steel。
5. 点击color并从弹出菜单中选择一个颜色。
6. 点击create来创建这个collector。
因为在PSOLID这个card中没有可以编辑的输入区域，就不用使用create/edit选项了。
7. 点击return退出collectors面板。
4将工作保存在一个hm 数据文件里1. 点击files。
2. 选择hm file子面板。
3. 点击save as …打开文件浏览器，在File的输入框中原有的文件名将会高亮显示。
输入需要的文件名来取代它，例如spring.ex2.03.hm。
4. 点击save。
5. 点击return退出files面板。
练习 2.4 用Spline面板创建二维单元设置当前component并创建二维单元1. 在global面板中点击component =并选择shell_elems。
2. 点击return。
3. 从2D页面中，选择spline面板。
4. 将操作对象类型设置为lines。
5. 点击图中那个圆周的边。
6. 将曲面创建方法设置为mesh, dele surf。
7. 点击create。
此时会出现一个信息“Lines appear planar, project to plane?”。
8. 点击yes。
9. 点击set edge to。
10. 点击elem density =并输入14。
11. 点击圆周上原有的网格密度值，这个值变为14。
12. 选择element type子面板。
13. 将单元类型设为quads。
14. 点击模型上蓝色的单元类型按钮，这个按钮应该在圆的中心位置。
现在，当前的按钮变成了正方形。
此时应当点击绿色的set all按钮。
15. 点击mesh。
圆周上的图形应当符合下图。
16. 点击return接受画出的网格并退出meshing面板。
17. 点击return退出spline面板。
要保存文件，在任何主面板上点击files选择hm子面板。
点击save as…弹5出文件浏览器。
选择文件后点击save。
当保存完成后，点击return继续工作。
练习 2.5 用Line Drag面板创建三维单元在这个练习中，将在前一个练习中创建的平面单元沿着那条螺旋线拖拽。
通过这种方式，可以创建三维的实体单元。
设定当前的component 并创建3维单元1. 在global面板中点击component =并选择solid_elems。
2. 点击return。
3. 点击宏菜单中的gfx per打开performance图形模式。
4. 在3D页面里选择line drag面板。
5. 选择drag elems子面板。
6. 点击elems并选择displayed。
7. 点击line list将其激活。
8. 在图形区中选择那条螺旋线。
9. 点击切换按钮选择use default vector选项。
10. 点击on drag =并输入120。
这个数字表示沿着螺旋线创建的单元层数。
11. 点击drag。
12. 点击return接受画出的网格。
13. 点击return返回主菜单。
6要保存文件，在任何主面板上点击files选择hm子面板。
点击save as…弹出文件浏览器。
选择文件后点击save。
当保存完成后，点击return继续工作。
练习 2.6 清理模型此时壳单元和几何已经没用了，我们可以从数据文件中删除这两个component collectors。
1. 按下F2，或者从Tool页面中选择delete面板。
2. 将操作对象类型设置为comps。
3. 点击comps。
4. 选择geometry和shell_elems这两个collectors。
5. 点击select。
6. 点击delete entity。
7. 点击return。
练习 2.7 创建载荷集(Load Collectors)在这一部分中，创建边界条件的载荷集。
对这个模型，要建立两个载荷工况，一个正压力和一个侧向力。
通过将这些力放到相应的载荷集里，可以更方便地定义载荷步的组合并创建载荷工况。
1. 从任何菜单页面选择collectors面板。
2. 选择create子面板。
3. 将collector type设置为loadcols。
4. 点击name =并输入constraints。
5. 将creation method设置为no card image。
6. 点击color并选择一个颜色。
7. 点击create。
8. 点击name =并输入compression。
9. 点击color并选择一个颜色。
10. 点击create。
11. 重复上面8-10的步骤创建另一个名为lateral的载荷集。
12. 点击return退出collectors面板。
7练习 2.8 对模型施加约束在这个练习中，在模型的一端创建约束。
在每一个载荷工况下都会使用这些相同的约束。
设置当前的载荷集和视角1. 在global面板上将load col =设置为constraints。
2. 点击return。
3. 在永久菜单上选择view面板。
4. 选择rear并将模型在y轴正方向的一端放大。
记住放大功能可以通过使用CTRL+鼠标中键来实现。
5. 点击return。
创建约束1. 在BCs页面上选择constraints面板。
2. 选择create子面板。
3. 点击nodes并选择on plane。
4. 在弹簧这一端面上任意点中三个节点。
这些点将会被用于定义一个平面来寻找其它节点(N1, N2和N3)。
(参见下图)5. 点击tolerance =并输入.01。
6. 切换到plane选项。
7. 点击select entities。
8. 点击size =并输入30。
89. 点击对应的复选框激活label constraints选项。
10. 激活自由度(dof)1、2和3。
因为这些单元是实体单元，所以自由度4、5和6 是没有用的。
11. 点击create就约束了选中的节点。