现代设计方法论文(1)

现代设计方法论文(1)
现代设计方法论文(1)

目录

1.引言..................................................................................................... - 3 -

1.1发明问题解决理论(TRIZ).................................................................... - 3 -

1.2创新设计方法与理论简介......................................................................... - 3 -

2 基于TRIZ理论的创新设计方法的应用实例 ................................ - 4 -

2.1出瓶装置的创新设计................................................................................. - 4 -

2.1.1突问题描述及其标准化.................................................................. - 4 -

2.1.2 创新设计的确定............................................................................. - 4 -

2.2创新设计在扳手设计中的应用研究......................................................... - 5 -

2.2.1 扳手的设计任务............................................................................. - 5 -

2.2.2 扳手的创新机构............................................................................. - 6 -

2.2.3 扳手的设计评价............................................................................. - 7 -

2.3 基于TRIZ的刨纤类人造板调施胶系统创新设计................................. - 9 -

2.3.1 创新的核心问题............................................................................. - 9 -

2.3.2冲突的定义与分类.......................................................................... - 9 -

2.3.3 冲突解决....................................................................................... - 10 -

2.3.4 确定调施胶系统冲突的QFD过程............................................. - 16 -

3 结论.................................................................................................. - 2

4 -

基于TRIZ的产品创新设计研究

摘要

不断的进行技术创新,是企业能够快速持久发展的保障。在众多的创新法中,前苏联G.S.Altshuller提出的发明问题解决理论(TRIZ)得到了广泛的应用。TRIZ 理论将设计理论和方法有效结合起来,使设计过程具体化,可以缩短创新设计周期。在计算机技术高度发达的今天,计算机辅助创新将多个领域的知识有机地综合起来,更加有助于设计者进行技术创新。论文首先介绍了TRIZ的定义、基本原理及其基本内容,提出了新的TRIZ体系图,体系图包含了TRIZ的主要研究内容,并且表达出各研究内容之间的内在联系。为了形象的描述运用TRIZ解决问题的步骤,提出了TRIZ解决问题流程图,该流程图能够使设计者甚至对TRIZ 不太熟悉的设计者更快的找到解决问题的方法,加快技术创新的发展。

关键词:TRIZ理论创新设计技术创新实际问题应用

Abstract

Constant technical innovation,is the enterprise can quickly the guarantee of the lasting development. In numerous innovative method,the former Soviet union G.S.A ltshuller the invention of the proposed theory of problem solving (TRIZ) has been widely used. TRIZ theory combine design theory and method is effective,shape design process,innovation can shorten the design cycle. In today's highly developed computer technology,computer aided innovation will organically combine multiple areas of knowledge,more help to the designer for technical innovation. Paper first introduces the definition,basic principle and basic content of TRIZ,puts forward a new system of TRIZ diagram,system diagram contains the main research content of TRIZ,and express the inner link between the research content. To the description of the image using the TRIZ the steps to solve the problem,put forward the flow chart of TRIZ solution,the flowchart allows designers to TRIZ even less familiar designer to find the methods to solve the problem faster,speed up the development of technology innovation.

Key words: theory of TRIZ innovative design technology innovation practical problems

1.引言

1.1发明问题解决理论(TRIZ)

TRIZ 理论(发明问题解决理论)由苏联发明家根里奇·阿奇舒勒创立,是基于技术的发展演化规律研究整个设计与开发过程。经过多年发展,TRIZ 理论[1]已成为基于知识、面向人的解决发明问题的系统化方法学,成为一套解决新产品开发实际问题成熟的经典理论体系。TRIZ 解决发明创造问题的一般方法[2]为:①将要解决的特殊问题加以定义、明确;②根据TRIZ 理论提供的方法,将需要解决的特殊问题转化为类似的标准问题,针对标准问题已经总结、归纳的类似标准解决方法;③根据类似的标准解法解决用户需要解决的特殊问题。

1.2创新设计方法与理论简介

创新设计是解决发明问题的设计,经历了产品设计要求、概念设计、通常设计、最终设计结果四个阶段。其中核心阶段是概念设计,创新设计主要是在概念设计阶段解决设计中的冲突。对于创新而言,国内外的技术人员面临着巨大的困难,一方面,局限于技术人员的经验,由于技术人员的经验参差不齐,所能想到的技术创新方法也就不同,经验多的可能想到的创新方案多,经验少的可能比较匿乏。另一方面,局限于技术人员的专业,现在的产品发展向多元化,综合学科发展,由于技术人员的经历有限,不可能对每一个领域都熟悉。因此专业之间的差异造成了创新的障碍。

目前,创新设计出现了许多成功的设计方法和理论,设计方法有:试凑法、头脑风暴法、联想类比法等;设计理论有:日本专家水野滋((Shigeru Mizuno)[3]和赤尾洋二(Yoji Akao)[4]提出的质量功能配置(Quality Function Deployment,QFD),Palh及Beitz[5]的普适设计方法学、Sub的公理性设计、价值工程(Value Engineering,VE),网络化协同设计、功能方法树、设计目录、形态学矩阵等。这些设计方法和理论较为独立,缺乏联系,不能形成一个有效整体系统。在创新设计过程中,这些方法和理论没有给设计人员太多的规则可循,支持提出及实现可能特征的工具集十分有限,设计完全建立在设计人员的经验上。对于经验不足的设计人员或有一定的设计经验但经验含量不高的人员,设计不一定有效。并且这些创新方法和理论的起点过高,对设计人员的经验要求严格,为创新设计增加

难度。而TRIZ理论将设计理论和方法合起来,使设计过程具体化。这些理论降低了设计的难度,大大缩短创新设计周期。发明问题解决理论(TRIZ)当今在发达国家已经成为现代科技创新实践必须依靠科学的理论指导。

2 基于TRIZ理论的创新设计方法的应用实例

2.1出瓶装置的创新设计

2.1.1突问题描述及其标准化

TRIZ 理论认为发明问题的核心是解决矛盾,阿奇舒勒将矛盾划分为管理矛盾、技术矛盾和物理矛盾。其中,技术矛盾是指一个作用同时导致有用及有害两种结果,也可指有用作用的引入或有害效应的消除导致一个或几个子系统或系统变坏。技术矛盾常表现为一个系统中两个子系统之间的矛盾,解决技术矛盾采用阿奇舒勒矛盾矩阵,能够更加高速、有效、大幅度提高创新的成功率。要想使洗瓶机不会停机,需要提高生产率,这就会使出瓶装置结构变得复杂,同时使直径较大的西林瓶通过,是为了提高机器的适应性及多用性,这也会使装置结构变得复杂。经过分析得出需要改善的参数为生产率和适应性及多用性,恶化的参数为设备复杂性。查找TRIZ矛盾矩阵,如表1 所示

表1 洗瓶机出瓶装置的阿奇舒勒矩阵

从阿奇舒勒矩阵中得出,推荐的洗瓶机出瓶装置的发明原理序号共7个。分别为12、17、28、24、15、29、37,对应的发明原理为12-等势、17-维数变化、28-机械系统的替代、24-中介物、15-动态化、29-气压或液压结构、37-热膨胀[6]。

2.1.2 创新设计的确定

综合以上对发明原理的分析,采用可视化电子装置,会极大提高装置的复杂

性,造成设备的价格过高,而采用自复位偏移装置,利用简单的机构就能解决此问题,成本低,结构紧凑,直接安装在原立式超声波洗瓶机上,实现出瓶碎瓶零故障,提高生产效率,易清洁,不会对车间造成污染,符合制药机械规范,符合GMP 要求。所以最终采用的解决技术方案是采用自复位偏移装置,利用偏移联轴器实现自适应调整,具体装置结构如图1所示。该自复位偏移装置安装在立式超声波洗瓶机出瓶部件上,偏移联轴器在保证传递扭矩的同时,轻微偏移出瓶拨盘中心线,以调配西林瓶与滑块间的间隙余量,使大直径西林瓶不至于被挤压碎裂,再由中间两组环形片弹簧提供复位力,使大直径西林瓶通过后出瓶拨盘中心线返回正常置。目前此实用新型已申请专利。

图1 洗瓶机出瓶拔盘自复位偏移装置

2.2创新设计在扳手设计中的应用研究

目前,大家常见的扳手主要有两大类: 一是通用扳手,例如成组的呆扳手或活扳手;二是专用扳手,例如气动扳手、液动扳手、电动扳手、内六角扳手等。如果将以前的各种扳手的优点集合起来,利用上述提到的机械创新原理组合成一类新的扳手,将是很具有创造性和开发性的[8]。

2.2.1 扳手的设计任务

现在的机械产品越来越复杂,越精细,有很多螺栓类工件都在很小的空间下工作,如何快速高效的拧下它们是当前研究的一个重要课题。图2所示是该工具

的一个方案:

图2 创新设计的过程

该产品是一种快速、灵活的拧螺栓的工具,不仅保持了类似棘轮机构的优点,而且能够在小角度情况下,高效率的工作。它主要解决扳手加速拧螺栓与双向拧螺栓的问题,结合综合创新理论将该两个功能合并一起,实现方便高效拧螺栓的目的。在实现双向拧螺栓的原理上,与棘轮扳手机构不同,是通过手柄与旋转轴的啮合与分离达到双向拧螺栓和调节手柄位置的目的,同时通过行星机构的加速原理实现快速拧转螺栓的功能。该扳手不仅具有类

似棘轮机构的灵活的优点,而且能够达到加速拧紧与松开螺栓的目的,使用方便、灵活、省时、省力,可提高工效。

2.2.2扳手的创新机构

(1)加速机构: 将平常汽车上应用的行星齿轮减速器逆向思维,行星齿轮结构亦可用来加速,结合分离创新理论和移植创新理论,将该机构的优点应用于扳

手上,行星齿轮结构实现了能高速带动轴承套筒的作用,当转动手柄带动行星齿轮机构的行星轮转动时,行星齿轮带动太阳轮转动[7],其传动比的计算公式:i 传

动比=Z套筒/Z轴承齿轮,通过改变套筒的齿数和轴承齿轮的齿数就可以调节传动比的大小,能快速拧下螺栓类构件(见图3):

图3 加速结构

(2)循环机构:该扳手在手的操作位置有一可循环的按钮,当按钮按下时,手柄上的卡轴正好卡在轴的齿轮间,转动手柄便可带动行星齿轮机构的转动;再按一次按钮,手柄上的卡轴与轴上的齿轮脱离,手柄便可不受力地转动到任何位置,解决了小角度情况下拧螺栓的目的,可不用重复取下工具进行工作(见图4)[9]。

2.2.3 扳手的设计评价

对一个方案进行评价的方法有很多种,如评分法、模糊综合评价法、系统工程评价法等,本文以加权计分法为例,对扳手的设计方案进行评价,各项评价指标的重要性不尽相同,为反映评价指标的重要程度,应根据各项指标的相对重要性设置加权系数。各项指标的重要性取决于该项指标所代表的内容对整个方案的影响程度,影响大的加权系数值就越大,反之就小。表2是评价指标。

表2 扳手设计的评价指标

图4 循环机构

便于计算,取各项评价指标的加权系数g i < 1,且 g i = 1。每项评价指标的

加权系数可以根据经验确定,也可以才可以采用判别表法计算求出。在进行方案总分计算时,应将各指标的分值

p i 乘以加权系数值g i 后再求和,即 g p i i N ∑= (1)

式中: N 为方案总分,p i 为各评价指标的分值;p i

为各评价指标的加权系数。以上述实例为例,扳手的设计方案总分得: N = 5 × 0. 2+ 4 ×0. 15+ 4 ×0. 15+ 5×0. 1+ 4 ×0. 1+ 5× 0. 05+ 4 ×0. 05+ 4 ×0.05+ 5 ×0. 05+ 5 ×0. 1= 4. 5, 说明该扳手的设计方案满足价值优化原理,总体评价较好。从上述例子中可以看出,使用创新设计方法设计出来的扳手突破了以前普通扳手的限制,实现了加速拧螺栓和双向拧螺栓的目的,并且可以实现在小角度情况下拧螺栓的目的,不仅具有新颖性, 而且按照科学理论创新设计出来的扳手更具有实用性,解决了现代机械行业中遇到的螺栓难拧的问题。扳手创新设计方案的思路、原理及设计过程都具有很好的

新颖性、科学性和实用性,表明创新设计方法能较好的应用于手动扳手的设计中。

2.3 基于TRIZ的刨纤类人造板调施胶系统创新设计

2.3.1 创新的核心问题

产品是多种功能的复合载体,为了实现这些功能,产品就要由多个零部件组成。为了提高产品的市场竞争力,需要根据市场需求不断地对产品的某个或某些性能进行改进或创新设计[11]。当改变某个零部件的设计,即提高产品某方面的性能时,可能会影响到与被改进零部件相关联的零部件,结果就可能导致产品的另一方面的性能受到影响。如果由于改进而产生的影响是负面影响,则改进设计就出现了冲突。因此可以说,创新设计要做的工作就是解决改进设计过程中的各种冲突,将主要工作聚焦于“冲突”这一焦点上。

2.3.2冲突的定义与分类

Altshuller将冲突分为三类,即:管理冲突(Administrative contradictions )、物理冲突(Physical contradictions)与技术冲突(Technical contradictions ),其中技术冲突是设计中经常出现的一类冲突[12]。

管理冲突是指为了避免某些现象或希望取得某些结果,需要做一些事情,但不知道如何去做。如希望提高产品质量、降低原材料的成本,但不知道如何实现。管理冲突本身具有暂时性,而没有而解决。

(1)技术冲突

技术冲突是指一个功能同时导致有用及有害两种结果,也可指有用功能的引入或有害功能的消除导致一个或几个子系统或系统变坏。技术冲突常表现为一个系统中两个子系统之间的冲突。技术冲突的数学模式如图5所示。技术冲突出现的几种情况:

1)在一个子系统中引入一种有用功能,导致另一子系统产生一种有害功能,或加强了己存在的一种有害功能;

2)消除一种有害功能导致另一种子系统的有用功能变坏;

3)有用功能的加强或有害功能的减少使另一子系统或系统变得太复杂。启发价值,它的解决需要依赖技术冲突或物理冲突的解决。

图5 技术冲突的三种数学模式

(2)物理冲突

物理冲突是指为了实现某种功能,一个子系统或组件应具有一种特性,但同时出现了与该特性相反的特性。物理冲突出现的几种情况:

1)一个子系统中有用功能加强的同时导致该子系统中有害功能的加强:

2)一个子系统中有害功能降低的同时导致该子系统中有用功能的降低。

2.3.3 冲突解决

冲突解决理论是TRIZ的工具之一,应用这种工具可以使设计人员对于任何冲突给出多个解,而后根据实际条件确定一个或几个可能解。

(1)技术冲突的解决

技术冲突是指系统一个方面得到改进时,却削弱了另一方面的期望,如刨花之间相互摩擦会生热,使胶产生提前固化的技术冲突。创新就是要消除技术冲突,改善冲突的一个方面,同时又不会降低另一方面的期望,如图6所示。

Altshulle:通过对冲突的深入研究发现了技术类的39个标准技术参数,任何一个技术冲突都可用其中的一对参数来描述;且任一技术冲突都有创新解,求该创新解的方法被归纳成40条创新原理。这39个标准技术参数如表4-1所示。

图6 TRIZ与传统创新策略的比较

表3 39个通用工程参数

Altshuller通过对上百万件发明专利的分析研究,抽出了40条发明创造所遵循的原理,这40条发明原理成为冲突问题的解决核心。每个原理都有原理名、原理内容、应用实例、实例图解等部分组成,其基本组织结构都是如图7所示

图7 发明原理组织结构

在设计过程中如何选用发明原理作为产生创新概念的指导是一个具有现实指导意义的问题[10]。Altshuller据此建立了一个40行40列冲突矩阵(如表4 ),其中第1行为恶化的特征参数,第卫列为改善的特征参数。除第1行与第1列外,其余39行与39列形成一个矩阵,每个矩阵元素表示恶化特征和改善特征对应的原理序号。

表4 冲突矩阵

根据该冲突矩阵,设计者针对一个具体的问题进行分析,当确认它是属于技术冲突之后,要用问题所属的技术领域中的特定术语描述该冲突。然后,要将冲突的描述翻译成一般术语,由这些一般术语选择标准参数描述冲突。标准参数确定的是一般化问题,并可查询冲突矩阵选择解决原理。一旦某一原理被选定后,必须根据特定的问题应用该原理以产生一个特定的解(如图8所示)。对于复杂的

问题,一条原理是不够的,原理的作用是使原系统朝着改进的理想化方向进行。

图8 技术冲突解决简单流程

(2)物理冲突的解决

在实现某种功能时,对一个系统同时提出相反的要求,因而就出现了物理冲突。物理冲突的解决有4条分离原则,从时间、空间、条件、部分和整体四个方面进行解决。同样,物理冲突的分离原则与技术冲突的创新原理也存在关系。对于一条分离原则,可以有多条创新原理与之对应,由这些内容丰富的发明原理点燃设计者的灵感,从而设计出具有市场竞争力的产品。

物理矛盾的解决有以下4条分离原则:

1)空间分离原则

空间分离原则是将冲突双方在不同的空间分离,以降低解决问题的难度。当关键子系统冲突双方在某一空间只出现一方时,空间分离是可能的。应用该原理时,应先回答如下问题:

冲突一方在整个空间中呈现“正向”或“负向”变化?在空间中的某一冲突一方是不是可以不按一个方向变化?若冲突一方不按一个方向变化,则利用空间分离原理是可能的。

例如:早期中密度纤维板施胶控制系统采用储胶灌分别存储表层与芯层胶液,解决了同一时刻需要两种胶液的物理矛盾。

2)时间分离原则

时间分离原则是将冲突双方在不同的时间段分离,以降低解决问题的难度。当关键子系统冲突双方在某一时间段只出现一方时,时间分离是可能的。应用该原理时,应先回答如下问题:

冲突一方在整个时间段中呈现“正向”或“负向”变化?在时间段中的冲突一方是不是可以不按一个方向变化?若冲突一方不按一个方向变化,则利用时间分离原理是可能的。

3)基于条件的分离原则

基于条件的分离原则是将冲突双方在不同的条件下分离,以降低解决问题的难度。当关键子系统冲突双方在某一条件下只出现一方时,基于条件的分离是可能的。应用该原理时,应先回答如下问题:

冲突一方在所有的条件下是否都要求“正向”或“负向”变化?在某些条件下,冲突一方是不是可以不按一个方向变化?若冲突一方不按一个方向变化,则利用基于条件的分离原理原则是可能的。

4)总体与部分的分离原则

该分离原则是将冲突双方在不同层次的分离,以降低解决问题的难度。当冲突双方在关键子系统层次只出现一方,而该方在子系统、系统或超系统层次内不出现时,总体与部分的分离原则是可能的。

分离原则与发明原理之间有一定的关系。技术冲突总是涉及到两个基本参数A与B,当A得到改善时,B变得更差。从技术冲突出发确定物理冲突的核心是确定另一参数或物体,该参数或物体控制着技术冲突的两个参数A与B。物理

冲突仅涉及系统一个子系统或部件,而对该子系统或部件提出了相反要求。技术冲突的存在往往隐含物理冲突的存在。物理冲突是比技术冲突更难克服的冲突,但设计中若能确定,则较容易解决。物理冲突的确定可通过对问题的详细分析及深刻理解来确定,也可通过对已有技术冲突的进一步分析来确定。

英国Bath大学的Mann教授研究提出,解决物理冲突的分离原则与解决技术冲突的发明原理[13]之间存在密切的关系,对于一条分离原则,可以有多条发明原理与之对应。表5是其研究结果。

表5 分离原则和发明原理之间的关系

图9 TRIZ理论物理冲突解决问题流程图

2.3.4 确定调施胶系统冲突的QFD过程

(1)物理流量的检测及存在的问题

包J纤类人造板调施胶技术[14]的关键是对胶液和物料(如刨花、纤维等)的计量与控制。对物料和胶液进行流量检测系统是一个随动系统,以刨花板调施胶系统为例,刨花和胶有惯性,刨花比胶有滞后,胶液和刨花到达搅拌器存在时差,时差值与管道长短和供胶流速等因素有关。所以,对刨花检测时尽量缩短距离,在离拌胶机最近的地方安装检测刨花流量的装置。对刨花的流量检测方法和装置

有电机转速、冲量流量计、电子皮带秤和计量料仓。

1)电机转速

相当多的生产线是通过改变刨花出料螺旋转速和供胶泵转速调整施胶量的,把二者的转速比作为控制目标,这种间接控制方法是很不科学的。在实际运行中,出料螺旋内刨花的堆积密度是随料仓料位高低、搭桥程度及刨花树种等多重因素变化的,无法保证“螺旋转速”与刨花流量(重量)成正比,因此不能利用“螺旋转速”变化替代刨花流量变化,甚至会产生错误的控制结果;同理,由于供胶泵的磨损程度、胶液勃度及管路畅通程度(有时内部结胶)等因素影响,“胶泵转速”变化亦不能替代胶液流量变化。

2)冲量流量计

利用冲量定理测量流量的流量计称冲量式流量计。其测量原理是当被测介质从一定高度h 自由下落到有一倾斜角的检测板上产生一个冲力,冲力的水平分力与质量流量成正比,垂直力由系统机械机构抵消,水平力引起挡板的水平移动,通过差动变压器式传感器(也可以是其它方法)检测出水平力的大小,而水平力与流量之间存在近似的线性关系,根据这种线性关系来实时检测物料的瞬时流量。

在一些刨纤类人造板生产线,多用冲量流量计测量物料的流量。这种测量方法客观上要求物料以一定的角度下落(否则无法分解出水平分力),物料能完全并均匀的打在挡板上,物料反弹并重新回落到挡板的量尽可能的少,而这些因素是造成测量结果误差的原因。

冲量注计算公式:

)()(22

11v v m t F -=? (2)

若己…口物体的速度v 1, v 2,可用冲量流量计钡”得冲量了F(t)dt ,由此求得物料的质量ma 该方案的优点是测量距离近,在入口前加,能够反应随动情况缺点是精度不高,时间有漂移,易受震动影响,有阻尼装置,且有时机器本身的震动也会产生力。

3)电子皮带秤

在刨花板生产线中,电子皮带秤安装在拌胶机之前,通过检测到的刨花流量信号,控制供胶泵的供胶量,实现调施胶过程自动控制。采用电子皮带秤进行物料流量计量的方法属于重量计量的方法,是在传送带输送碎料过程中同时进行碎料连续自动称重的一种计量方式。当传送带上所运输的碎料通过有效称量段时,称重传感器将重量转换成电信号进行数据处理,通过对刨花瞬时流量、累积量的处理分析,处理后的信号反馈到施胶设备,完成刨花与胶料的随动控制;但也存

在计量不准确的问题,原因如图10所示。

图10 皮带计量不准的原因

皮带秤的进化发展模式大致经过了四个阶段,如图11所示:

应用在刨纤类人造板生产中的电子皮带秤主要由秤体、称重传感器、称重显

示变送器及输送皮带四个主要部分组成。按秤体结构不同,皮带秤可分为自举式和失衡式两种。称重传感器是将非电量的质量转换成电量的转换元件。测速传感器是将非电量的速度转换成电量的转换元件。

图12 皮带秤进化图

自举式电子皮带秤为整体式称量结构,全部秤体由3或4只称重传感器支撑(拉式或压式),传感器上的承载重量为秤体自重和刨花重量。皮带秤安装以后,先调整皮带秤本身皮重,通过变送器进行去皮、校准及标定刨花流量信号。生产中,当刨花进入皮带秤以后,皮带秤上的整体重量增加,由称重传感器测得“总重”信号,数字变送器根据皮带速度推算出刨花的实际流量信号。

自举式电子皮带秤的特点:准确、误差小,但是自举式电子皮带秤的称重传感器需要支撑包括刨花在内的全部秤体重量,因此计量精度受到一定影响,多用于MDF\HDF失衡式皮带秤为“杠杆”式结构,安装1只拉式或压式称重传感器,传感器上的承载重量为刨花的“失衡”重量。皮带秤安装以后,先进行预调平衡,校准、标定刨花流量信号。生产中,当刨花进入皮带的称量区以后,导致“杠杆”失去平衡,由称重传感器测得“失衡”量,数字变送器根据皮带速度进而推算出刨花的实际流量信号。

失衡式电子皮带秤的特点是精度较高,其缺点是使用长时间后,秤体有粉尘,需要定期清零操作,如果维修和使用不当,会造成传感器过载而损坏,而且无法避免诸如称重托辊的非准直度,皮带张力及其变化、皮带运行阻力、皮带刚度、皮带自重的变化、以及皮带输送机的结构性能、皮带速度等“皮带效应”对称重产生的不良影响,从而使得皮带秤在使用过程中暴露出稳定性和可靠性不很好的缺点。多用于刨花板生产线。

4)计量料仓

料仓是人造板生产线中不可缺少的设备,如在刨花板生产中它设置在削片机与刨片机之间用以贮存木片;在刨片机与干燥机之间用以贮存刨花。刨花板生产

现代设计方法与传统设计方法区别

现代设计方法与传统设计方法区别 (1)直觉设计阶段古代的设计是一种直觉设计。当时人们或是从自然现象中直接得到启示,或是全凭人的直观感觉来设计制作工具。设计方案存在于手工艺人头脑之中,无法记录表达,产品也是比较简单的。直觉设计阶段在人类历史中经历了一个很长的时期,17世纪以前基本都属于这一阶段。 (2)经验设计阶段随着生产的发展,单个手工艺人的经验或其头脑中的构思已很难满足这些要求。于是,手工艺人联合起来,互相协作。一部分经验丰富的手工艺人将自己的经验或构思用图纸表达出来,然后根据图纸组织生产。图纸的出现,即可使具有丰富经验的手工艺人通过图纸将其经验或构思记录下来,传与他人,便于用图纸对产品进行分析、改进和提高,推动设计工作向前发展;还可满足更多的人同时参加同一产品的生产活动,满足社会对产品的需求及提高生产率的要求。因此,利用图纸进行设计,使人类设计活动由直觉设计阶段进入到经验设计阶段。 (3)半理论半经验设计阶段 20世纪以来,由于科学和技术的发展与进步,设计的基础理论研究和实验研究得到加强,随着理论研究的深入、实验数据及设计经验的积累,已形成了一套半经验半理论的设计方法。这种方法以理论计算和长期设计实践而形成的经验、公式、图表、设计手册等作为设计的依据,通过经验公式、近似系数或类比等方法进行设计。依据这套方法进行机电产品设计,称为传统设计。所谓“传统”是指这套设计方法已延用了很长时间,直到现在仍被广泛地采用着。传统设计又称常规设计。 (3)现代设计阶段近30年来,由于科学和技术迅速发展,对客观世界的认识不断深入,设计工作所需的理论基础和手段有了很大进步,特别是电子计算机技术的发展及应用,对设计工作产生了革命性的突变,为设计工作提供了实现设计自动或和精密计算的条件。例如CAD技术能得出所需要的设计计算结果资料、生产图纸和数字化模型,一体化的CAD/CAM 技术更可直接输出加工零件的数控代码程序,直接加工出所需要的零件,从而使人类设计工作步入现代设计阶段。此外,步入现代设计阶段的另一个特点就是,对产品的设计已不是仅考虑产品本身,并且还要考虑对系统和环境的影响;不仅要考虑技术领域,还要考虑经济、社会效益;不仅考虑当前,还需考虑长远发展。例如,汽车设计,不仅要考虑汽车本身的有关技术问题,还需考虑使用者的安全、舒适、操作方便等。此外,还需考虑汽车的燃料供应和污染、车辆存放、道路发展等问题。 传统设计是以经验总结为基础,运用长期设计实践和理论计算而形成的经验、公式、图表、设计手册等作为设计的依据,通过经验公式、近似系数或类比等方法进行设计。传

现代设计方法论文

武汉轻工大学 《现代设计方法》课程结业论文题目:现代设计方法在汽车设计中的应用 姓名 学号 班级 专业 院(系) 2017 年5月21 日

现代设计方法在汽车设计中的应用 宋家鹏 (武汉轻工大学机械工程学院,湖北武汉430070) 摘要:本文在分析汽丰设计方法发展的基础上,重点介绍了汽车设计中有待进一步推广应用的几种现代设计方法和技术。 关键词:现代设计方法;系统工程;模糊分析设计;计算机辅助设计(CAD) 0 引言 现代科学技术的发展对汽车的性能、可靠性、经济性等提出更高的要求同时也为汽车的设计、制造提供了改进和创新的设计方法。据统计,一般汽车的质量和性能有60%-70%取决于汽车设计。因此,在设计新产品时应研究和采用新的设计方法和技术,以适应现代汽车发展的要求。为了寻求保证设计质量、加快设计速度、避免和减少设计失误的方法和措施,引发了“汽车现代设计方法”的研究。 1现代设计和传统设计的比较 传统的设计方法是以经验总结为基础,运用力学和数学而形成的经验、公式、图表、设计手册等作为设计的依据,通过经验公式、近似系数或类比等方法进行设计。而现代设计方法则是强调创造性,在注重产品整体功能基础上以现代设计方法和计算机设计为工具的系统设计。这种设计不但可以大大提高设计的质量、精度和效率,而且可以将产品的适应性、经济性、可靠性统一起来,从而高效地设计出性能优良、经济效益显著的新型产品。目前,设计方法和技术正处于不断改善、不断创造的历史时期。可以预见,新的汽车产品将随着现代设计方法、技术和设计科学体系的完善而有新的突破。 2现代设计法的主要内容 现代设计法是在总结传统设计的经验与教训、吸收国外各设计流派的先进内容的基础上,以形态学为分类手段,以方法学为思想指导,具体形成以下十一论: 功能论:现代设计法的宗旨。是保证设计要求功能实现的方法论。 突变论:现代设计法的基石。是设计创新的基础,如创造性设计。 系统论:现代设计工作的前提。进行系统辩识、系统分析,如系统分析法、人机工程等。 信息论:现代设计的依据。进行信号处理,如信息分析法、技术预测法等。 对应论:现代设计的捷径。采用相似、模拟,如相似设计等。 优化论:现代设计的目标。如优化设计等。 智能论;现代设计的核心。发挥人的主动性,使用人工智能,促进设计自动化,如CAD等。 离散论:现代设计的细解。连续体离散求数值解,如有限元和边界元方法。 控制论:现代设计的深化。如动态分析设计法等。 模糊论:现代设计的发展。模糊性定量描述,如模糊综合评判和决策等。 艺术论:现代设计的美感。如造型设计等。

现代设计方法课程设计

前言 据有关统计,在我国机械制造业中,采用有限元方法开发和设计的新产品已达到70%以上;在机械工程、车辆工程、土木工程、航空航天、材料加工工程等领域中从事工程设计与优化、材料宏微观模拟与分析的各类工作和学位论文中,约有90%以上的论文采用有限元方法作为分析工具,并且有限元方法在其中80%以上的论文中起到决定性的作用;可以看出,有限元分析已经成为教学、科研、产品设计中广泛使用的重要工具。近年来,有限元分析已从过去的只有较少数专业人员掌握的理论和方法,变为大学生、研究生、科技工作者、工程技术设计人员广泛使用的通用分析工具,一个重要的原因就是有限元分析商品化软件的普及。 ANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。由世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国ANSYS开发,它能与多数CAD软件接口,实现数据的共享和交换,如Pro/Engineer, NASTRAN, Alogor, I-DEAS, AutoCAD等,是现代产品设计中的高级CAD工具之一。软件主要包括三个部分:前处理模块,分析计算模块和后处理模块。前处理模块提供了一个强大的实体建模及网格划分工具,用户可以方便地构造有限元模型;分析计算模块包括结构分析(可进行线性分析、非线性分析和高度非线性分析)、流体动力学分析、电磁场分析、声场分析、压电分析以及多物理场的耦合分析,可模拟多种物理介质的相互作用,具有灵敏度分析及优化分析能力;后处理模块可将计算结果以彩色等值线显示、梯度显示、矢量显示、粒子流迹显示、立体切片显示、透明及半透明显示(可看到结构内部)等图形方式显示出来,也可将计算结果以图表、曲线形式显示或输出。软件提供了100种以上的单元类型,用来模拟工程中的各种结构和材料。该软件有多种不同版本,可以运行在从个人机到大型机的多种计算机设备上,如PC,SGI,HP,SUN,DEC,IBM,CRAY等。

现代设计方法3000字总结

现代设计方法 现代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一门新兴的多元交叉学科。以满足市场产品的质量、性能、时间、成本、价格综合效益最优为目的,以计算机辅助设计技术为主体,以知识为依托,以多种科学方法及技术为手段,研究、改进、创造产品和工艺等活动过程所用到的技术和知识群体的总称。 现代设计方法有:并行设计、虚拟设计、绿色设计、可靠性设计、智能优化设计、计算机辅助设计、动态设计、模块化设计、计算机仿真设计、人机学设计、摩擦学设计、反求设计、疲劳设计。 一、并行设计 并行设计是一种对产品及其相关过程(包括设计制造过程和相关的支持过程)进行并行和集成设计的系统化工作模式。强调产品开发人员一开始就考虑产品从概念设计到消亡的整个生命周期里的所有相关因素的影响,把一切可能产生的错误、矛盾和冲突尽可能及早地发现和解决,以缩短产品开发周期、降低产品成本、提高产品质量。 二、虚拟设计 在达到产品并行的目的以后,为了使产品一次设计成功,减少反复,往往会采用仿真技术,而对机电产品模型的建立和仿真又属于是虚拟设计的范畴。所谓的虚拟制造(也叫拟实制造)指的是利用仿真技术、信息技术、计算机技术和现实制造活动中的人、物、信息及制造过程进行全面的仿真,发现制造过程中可能出现的问题,在真实制造以前,解决这些问题,以缩减产品上市的时间,降低产品开发、制造成本,并提高产品的市场竞争力。 三、绿色设计 绿色设计是指以环境资源保护为核心概念的设计过程,其基本思想就是在设计阶段就将环境因素和预防污染的措施纳人产品设计之中,将环境性能作为产品的设计目标和出发点,力求使产品对环境的影响为最小。 产品设计的基本流程为:市场调研--草图构思--方案设计。 四、可靠性设计 机电产品的可靠性设计可定义为: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。可靠性设计是以概率论为数学基础,从统计学的角度去观察偶然事件,并从偶然事件中找出其某些必然发生的规律,而这些规律一般反映了在随机变量与随机变量发生的可能性(概率)之间的关系。用来描述这种关系的模型很多,如正态分布模型、指数分布模和威尔分布模型。 五、智能优化设计 随着与机电一体化相关技术不断的发展,以及机电一体化技术的广泛使用,我们面临的将是越来越复杂的机电系统。解决复杂系统的出路在于使用智能优化的设计手段。智能优化设计突破了传统的优化设计的局限,它更强调人工智能在优化设计中的作用。智能优化设计应该以计算机为实现手段,与控制论、信息论、决策论相结合,使现代机电产品具有自学习、自组织、自适应的能力,其创造性在于借助三维图形,智能化软件和多媒体工具等对产品进行开发设计。 六、计算机辅助设计 机械计算机辅助设计(机械CAD)技术,是在一定的计算机辅助设计平台上,对所设计的机械零、部件,输入要达到的技术参数,由计算机进行强度,刚度,稳定性校核,然后输出标准的机械图纸,简化了大量人工计算及绘图,效率比人工提高几十倍甚至更多。 七、动态设计 动态设计法是在计算参数难以准确确定、设计理论和方法带有经验性和类比性时,根据施工

现代设计方法-习题集(含答案)

《现代设计方法》课程习题集 西南科技大学成人、网络教育学院 版权所有 习题 【说明】:本课程《现代设计方法》(编号为09021)共有单选题,计算题,简答题, 填空题等多种试题类型,其中,本习题集中有[ 填空题,单选题]等试题类型未进入。 一、计算题 1. 用黄金分割法求解以下问题(缩小区间三次)。 342)(m in 2+-=x x x f ,给定初始区间[][]3,0,=b a ,取1.0=ε。 2. 用黄金分割法求解以下问题(缩小区间三次) 32)(m in 2+=x x f ,给定[][],1,2a b =-,取1.0=ε 3. 用黄金分割法求解以下问题(缩小区间三次) 432+=x )x (f min ,给定[][]40,b ,a =,取10.=ε。 4. 用黄金分割法求解以下问题(缩小区间三次)。 12)(m in 3+-=x x x f ,给定初始区间[][]3,0,=b a ,取5.0=ε 5. 用黄金分割法求解以下问题(缩小区间三次)。 107)(m in 2+-=x x x f ,给定初始区间[][]3,0,=b a ,取1.0=ε 6. 用梯度法求解无约束优化问题: 168)(m in 22221+-+=x x x X f ,取初始点[]T X 1,1)0(= ,计算精度1.0=ε。 7. 用梯度法求解96)(m in 12221+-+=x x x X f ,[]T X 1,1)0(= ,1.0=ε。 8. 用梯度法求解44)(m in 22221+-+=x x x X f ,[]T X 1,1)0(=,1.0=ε 。 9. 用梯度法求解无约束优化问题:1364)(m in 222 121+-+-=x x x x X f ,取初始点

现代设计方法简答题汇总

现代设计方法简答题 1、与文件系统相比,数据库系 统的主要特征有哪些? 答:1)实现了数据共享,减少了数 据的冗余。2)数据存储的结构 化3)增强了数据的独立性。4) 加强了对数据的保护。 2,CAD技术在机械工业中的应用主要有哪几方面? 答:CAD技术在机械工业中的主 要应用有以下几方面: (1)二维绘图(2)图形及符号库 3)参数化设计(4)三维造型(5) 工程分析(6)设计文档和生产报 表,特征造型是如何定义的? 特征是指能反映零件特点的,可 按一定原则分类的、具有相对独 立意义的典型结构形状。基于特 征的造型称为特征造型。基于特 征的造型是把特征作为产品零 件定义的基本单元,将产品描述 为特征的集合,包括形状特征、 精度特征、材料特征和其他工艺 特征,从而为工艺设计和制造过 程的各个环节提供充分的信息。 3三维实体模型的实现方法中,体素构造法(CSG)的基本思想是什么?需要存储的几何模型信息有哪些? 答:(1)体素构造法(CSG)的基本 思想是:各种各样形状的几何形 体都可以由若干个基本单元形 体,经过有限次形状拼合运算构 建得到。2)需要存储的几何模 型信息是:所有的基本形体的类参数和所采用的拼合运算过程。 4简述三维实体模型的实现方法 中的CSG方法和B-rep方法 各自的基本思想。 答;CSG方法的基本思想是:各种 各样形状的几何形体都可以由 若干个基本形体,经过有限次形 状集合运算(又称拼合运算)构 建得到。需要存储的几何模型信 息是:所有的基本形体的类型、 参数和所采用的拼合运算过 程。B -rep方法的基本思 想:几何实体都是由若干边界外 表面包容的,可以通过定义和全 面存储这些边界外表面信息的 方法建立实体几何模型。 5. 消隐算法中的基本测试方法 有哪些?各适合哪些方面的测 试? 基本测试方法有:面的可见性测 试、最大最小测试、包含性测试 和深度测试。面的可见性测试适 合于单凸物体的自隐藏面和自 隐藏线的测试。 最大最小测试用来检查两个多 边形是否重叠。包含性测试用来 检查一个给定的点是否位于给 定的多边形内。深度测试是用来 测定一个物体遮挡其它物体的 基本方法。 6.在进行图形处理时,为什么要 引入规格化设备坐标系? 1)用于用户的图形是定义在世 界坐标系里,而图形的输出是定 义在设备坐标系里。不同的图形 设备具有不同的设备坐标系且 其工作范围也不相同。 (2)为了便于图形处理,有必要 定义一个标准设备,引入与设备 无关的规格化设备坐标系,采用 一种无量纲的单位代替设备坐 标,当输出图形时,再转化为具 体的设备坐标。 (3)规格化设备坐标系的取值范 围是左下角(0,0),右上角(1, 1),其工作范围为0~1。 7.简述参数化绘图方法中的几何 作图局部求解法的核心思想。 几何作图局部求解法的核心思 想是:在交互作图过程中随时标 注每个新增加几何元素的自由 度和所受的约束关系;判断几何 求解的局部条件是否充分,通过 遍历检测,依次解出条件成熟的 元素参数;当图形的尺寸标注完 整时,用批处理程序经过多遍扫 描,解出绘图需要的所有未知数。 8.说明直线段编码剪裁算法的 思想和该算法的两个主要步骤。 直线段编码剪裁算法的思想:每 一线段或者整个位于窗口内,或 者能够被窗口分割而使其中的 一部分能很快地被舍弃。两个主 要步骤:第一步先确定一条线段 是否整个位于窗口内,若不是,则 确定该线段是否整个位于窗口, 外,若是,则舍弃;第二步,若 第一步的判断都不成立,那么就

建筑设计论文(范文)

浅谈黄浦江南延段滨江商务区建筑设计

摘要/ 高层办公建筑是高层建筑中的主要类型之一。随着土地资源的日益短缺,作为能够最大程度地实现信息集散,加工与再创造的场所,高层办公建筑在未来相当长的一段时间内,仍将继续成为社会最为需要的建筑类型之一。在办公建筑功能形态发生的一系列变化中,新的复合式高层综合商务办公建筑在瞬息万变的时代里,对传统的办公建筑提出新的挑战。本文以黄浦江南延段滨江商务区为例,从空间交融性、交通合理性、结构灵活性、环境舒适性等相关问题进行探讨和学习。 关键词/ 复合式高层综合商务办公楼、空间共享性、交通合理、结构灵活,环境舒适 随着世界经济的发展,办公室做为生产和处理各种商务活动的信息场所,逐步成为社会生产的基础。人们对办公空间的需求量日益增多。特别是一些国际性大都市中,许多的的公司和大银行的办公场所都集聚在一起形成中心商务区,成为城市区域繁荣和发展的动力源和标志。拌随着技术革新,办公建筑的功能和形态也发生了一系列的变化。办公建筑正式从单一走向复合、由孤立和封闭走向和城市融合。在信息社会中,功能分区越来越弱化,反而强调了各种城市功能在空间和时间上的叠加。复合式高层办公建筑便脱颖而出,并很快在作用和数量上占据了办公建筑的主导地位。这也是高度城市化、集约化、增加人际交往和提高城市活力的必然趋势。 上海黄浦江南延段浦东ES2 单元滨江商务核心区是一组集综合性、多功能、高标准的大型公共建筑。建筑面积(含地下室)140565平方米。主要功能包括综合性商业,办公、餐饮业等。 项目为黄浦江南延段浦东ES2 单元滨江商务核心区,东邻耀龙路、南至友成路、西达耀江路、北到耀元路。正面黄浦江,并与浦西南外滩商务区隔江相望;同时紧邻宽阔的滨江绿化休闲带及拟建游轮码头,交通便捷,四通八达,是该区域商业及人流集聚的枢纽位置。基地建设总用地面积约26050平方米,建筑占地面积约8486平方米,整个地块自然地貌呈正方形。 项目分为南北两部分,北侧设有一栋三层商业建筑和一栋18 层开敞大空间办公写字楼,建筑高度80m,南侧设有一栋28.3m 高的单体办公楼和一栋18 层的小空

现代设计理论与方法论文

现代设计理论与方法 班级:材控1031 姓名:黄加全 学号:201020607157

反求工程技术 20世纪以来,由于科学和技术的发展与进步,对设计的基础理论研究得到加强,对着设计经验的积累,以及设计和工艺的结合,已经形成了一套半经验半理论的设计方法。依据这套设计方法进行机电产品设计,称为传统设计。 限于历史和科学发展的原因,传统设计方法基本上是一种以静态分析、近似计算、经验设计、手工劳动为特征的设计方法。显然,随着现代科学技术的飞速发展,生产技术的需要和市场的激烈竞争,以及先进设计科学技术的手段的出现,这种传统设计方法已经很难满足当今时代的需要,从而迫使设计领域不断研究和发展新的设计方法和技术。 现代设计是过去长期的传统设计活动的延伸和发展,它继承了传统设计的精华,吸收了当代科技成果和计算机技术。与传统设计相比,它则是一种以动态分析、精确计算、优化设计和CAD为特征的设计方法。 从20世纪60年代末开始,设计领域中就开始相继出现一系列新兴理论与方法。为了区别过去常用的传统设计理论与方法,把这些新兴的理论与方法称之为现代设计。现代设计理论与方法的内容众多而丰富,它们是功能论、优化论、离散论、对应论、艺术论、系统论、信息论控制论、突变论、智能论和模糊论等方法学构成。 现代设计方法包括可靠性设计方法、化设计方法、并行设计、虚拟设计、绿色设计、动态设计等,这里重点介绍反求工程设计。 1.反求工程技术的基本概述 反求工程(Reverse Engineering,简称:ER) 也称逆向工程,就是针对消化吸收先进技术的系列分析方法和应用技术的综合的一项新技术。反求工程类似

学习“现代设计方法”课程感想

学习“现代设计方法”课程感想 11材料2班夏万林学号20110410210234 现代设计方法,用英文取名为“Modern Design Technique”,是当今时代为产品制造或工程项目完成到实体化全过程而制订的技术上的方案、图样与程序。“现代设计方法”是对应于传统设计方法而提出与发展的,为一种大概念,有大的范畴,其下位可有现代机械设计方法、现代模具设计方法等。 进入大三,迎接我们的是真正的专业课,不再是以前的公共课或者是专业基础课,而《优化设计导论》作为专业课中的必修课,即是非常重要的一门课,同时也是一门结合机械类各科目知识的一门综合性课程。在近一学期的学习中,我不仅仅是学到了比较多的综合性设计方法同时也很好的认识了我们的好老师-卢老师。卢老师的课堂教学非常幽默且具有非常强的科学性。卢老师基本上是每节课都会要求同学自己动手画画做做,不要总是这样听着而什么是事都不做,尽量调动大家学习的积极性,让大家多学点,让同学愿意听,想去学。 这门课程给我们讲解了有限元设计、优化设计、机电一体化设计、计算机辅助设计、创新设计、生命周期设计、虚拟设计、稳健设计、并行设计、智能设计等十种现代设计方法。其中前面四种为较成熟应用正普及类,后面六种为较新颖内容正发展类,可以说是设计学的一个大综合。广义最优化方法有解析法、数值法、图解法、实验法、情况研究法等,工程技术问题中的最优化方法主要是指解析法和数值法,且以数值法为最典型、最具代表性,因此、本书主要讲述数值法。

纵观世界机械类设计发展历史,从19世纪中叶英国工业革命至今,机械工业不断革新其要求也不断改变,现今对各个设计员的要求不断提升,由以前的单一机械结构设计到后来的机电一体化再到如今的机、电、计算机三位一体的设计要求,这样对于我们大学生尤其是三本院校的大学生,本身基础较薄弱,学习现代设计要求也不断提高、相应的难度也在提升。 通过这半个学期的学习,自己对现代设计方法有了一定的认知和掌握。我觉得开设本课程要达到的主要目的是:通过对经典解析法、线性规划与非线性规划法、数值法中的基本概念、理论和方法的学习,对工程设计实例分析的了解和熟悉,我们可以拓宽视野,增强创新设计意识,掌握现代设计方法的基本思想和基本方法,初步具有解决机械优化设计和分析问题的能力。学校的图书馆也有许多相关的书籍期刊,通过课本的学习和课外知识的学习以及《机械设计》课程学习的基础,我对设计过程的复杂性和相关基础过程有了一定的认识,其过程主要为首先是任务的提出,确定需求和潜在的需求;然后是可理解的形成,即概念设计,包括扫描技术可能和产生矛盾统一设想;最后是对可能解的评估、优选和确认,并产生最终解。通过这门课程的学习我还解决了另一个问题,对机械设计的现代设计方法的相关类型有了一定的认识。通过课程中的优化设计、解析法、数值法等方面的学习我深刻的认识到现代设计方法主要基于以下四个类型开展设计方案的。主要是结构模块化设计方法、基于产品特征知识的设计方法、系统化设计方法、智能化设计方法四个方面的设计方法,我的学习提

室内设计论文

室内设计 一切艺术创作的创新问题都是一个永恒的课题,因为没有创新就没有发展,所谓标新立异、推陈出新,都是指在继承过去设计创作成果的基础上,开拓新思路、发掘新的艺术表现形式,寻找新题材。在建筑创作范畴,还要探索新结构、新技术领域、开拓新的材料来源。我国现阶段的室内设计,由于受社会经济和文化发展阶段的制约,还没有形成既结合国情,又具有鲜明时代感的设计风格趋向,普遍出现照抄照搬西洋或中国古代建筑样式或装饰部件的情况,这就是社会上公认的以拼凑代替设计的现象。说明我们缺乏建筑室内设计专业基础知识和基本建筑文化素养。 其具体原因是: 1)对建筑室内环境的意义缺乏理解,缺乏正确的建筑环境意识和观念。2)社会整体建筑文化发展的落后(或称繁荣中的危机)。3)建筑设计、施工管理机制不完善。下面从两个方面来谈: 一.从社会观察中发现一些问题十多年来,我国室内设计从无到有,出现空前活跃之发展势头,对于开创广大人民与过去完全不同的生活环境和工作环境发挥了巨大作用,在设计创作中也出现不少好作用。但由于室内设计作为一种专门的学科和专业,刚刚建立,人才培养还没有跟上形势,行业的兴起更是基础薄弱。出现上述情况是基于根本的设计观念模糊: 1.对环境认识的模糊认为室内设计是在已有建筑空间中进行表面装修和布置家具、悬挂装饰灯具和布置其他装饰品。把室内设计看成单纯的视觉条件的改善。即是从简单的装饰要领出发去认识室内设计,把建筑室内空间内涵与建筑设计割裂开来。实际上,室内设计是建筑设计的一种延续,它们都是属于建筑设计范畴的。 室内环境的设计究竟包含哪些东西,这是值得进一步弄清的问题。室内设计主要指在现代建筑条件下,创造合理完善的建筑室内环境,以满足人们不断增长的物质和精神生活需要。当今室内设计越来越受到重视,是由于它具有很强的社会基础和充分反映时代的需要。 室内设计是现代科技和文化艺术的综合产物,对于室内设计的研究,受到若干新兴科学发展的影响,如行为科学、环境心理学、环境物理学、环境艺术和现代室内设计工程管理等。这门学科最广泛地包罗人的各种生活和生产活动内容,反映了人们相互交往关系和人与自然的关系。室内设计应充分体现人的价值特征,必须以人为主体确立设计依据,研究人的生理和心理特征,寻找和它们相适应的环境形态结构。研究室内环境问题,要研究人的多种生活体验,研究人的感觉、知觉、习惯、智能和各种生活活动规律以及人对于室内环境的各种反

现代设计方法论文

直齿轮强度的模糊可靠性设计 课程名称:现代设计方法 姓名: 学号:sssss 班级:ffffff 指导老师:vfffff

齿轮传动的可靠性优化设计 摘要:本文介绍可靠性设计与优化设计有机结合的理论和方法。并对可靠性优化设计如何应用于齿轮传动设计中进行了较详细地讨论,最后通过一个实例说明其实现方 法。 关键词:齿轮传动可靠性设计优化设计 0引言: 作用在零部件上的载荷和材料性能等都不是定值,而是随机变量,具有明显的离散性质,在数学上必须用分布函数来描述,由于载荷和材料性能都是随机变量,所以必须用概率统计的方法求解,可靠性设计认为所设计的任何产品都存在一定的失效可能性,并且可以定量地回答产品在工作中的可靠程度。 传统的机械设计中,很早就存在着“选优”的思想。设计人员可以同时提出几种方案,通过分析评价后,选出较好的方案加以采用,这种选优方案在很大程度上带有经验性,也有他的一定的局限性。而现代设计方法中的优化设计则可以避免以上弊端,充分发挥计算机强大的运算和编程功能,使优化算法与计算机相结合运用于机械设计中。 常规齿轮传动的设计是将齿轮所受载荷、应力和强度都视为定量,按一定的强度条件进行设计或校核,这种常规设计安全系数一般比较保守,不仅造成材料的浪费增加成本,往往由于一个参数的改变,而影响其它参数的确定,并且由于考虑齿轮传动的应力、强度及各几何参数的不确定性,引起的误差与实际不符,也不能保证绝对安全,设计出的齿轮传动质量差、可靠性低、承载能力小。因此,为了使齿轮传动设计既贴近实际工况,又有最优方案,提出将优化设计和可靠性设计理论有机结合起来的设计方法,该方法无论对缩小尺寸、减轻重量提高承载能力和保证设计可靠性均有现实意义,可靠性优化设计能给程界带来了巨大经济效益,随着技术更新和产品竞争的加剧,可靠性优化设计的发展前景非常的广阔。

现代建筑设计传统建筑设计应用研究-传统建筑论文-建筑论文

现代建筑设计传统建筑设计应用研究-传统建筑论文-建筑论文 ——文章均为WORD文档,下载后可直接编辑使用亦可打印—— 摘要:建筑行业具有非常悠久的历史,但是由于近年来人们日常生活质量和水平的不断提升,对建筑物提出的要求越来越高。对于设计人员而言,在对建筑物进行设计时,必须要与现阶段发展现状进行结合,这样才能够保证现代建筑设计的整体水平。本文针对传统建筑设计在现代建筑设计中的具体应用情况进行分析,为现代建筑设计质量提升提供有效保障。 关键词:传统建筑;建筑设计;现代建筑;应用措施 引言

我国建筑行业近年来的整体发展状态普遍比较良好,同时建筑行业也是可以推动我国经济发展的重要产业之一。尤其是在进入到新时期背景下,建筑企业在日常运作和发展过程中,人们对建筑物提出的要求普遍比较高,特别是在建筑设计方面更是如此。众所周知,我国传统建筑本身具有非常独特的风格,同时还具有非常丰厚的文化底蕴,对现在的建筑设计而言,具有非常重要的影响和作用。在现代建筑物的设计过程中,设计人员必须要提高对传统设计的重视程度,同时还要与当地的风俗习惯、地理位置、气候条件等各种不同类型因素进行有效结合,这样才能够传统建筑设计理念的合理利用,对现代建筑的稳定发展具有非常重要的影响和作用。 1传统建筑设计理念在现代建筑设计中的应用 随着经济的快速发展,当代建筑工程项目在规划和建设过程中,虽然整体发展形势比较良好,但是对各种不同类型能源、资源的需求量非常大,同时环境污染现象也比较严重。这与我国当前的节能减排号召背道而驰,在对现代建筑进行设计时,设计人员可以结合传统建

筑的设计理念合理的应用到现代建筑当中。通过这种方式在其中科学合理的利用,不仅可以从根本上推动现代建筑的稳定发展,而且还可以真正实现节能降耗的根本发展理念。那么中国传统建筑的设计理念到底是什么?总的概括来说就以下几点“天人合一”“以人为本”“虚实相生”。所以接下来本人简单阐明以下几点理念:(1)天人合一:在《考工记》上有这么一句话:“天有时、地有气、材有美、工有巧,合此四者然后可以为良,材美工巧然而不良,则不时、不得地气也。”它说的是建筑不仅仅需选对材料,做工精巧,还必须合乎天时、地气,与自然谐调才称得上是佳作。因天时、就地利,肯定自然.顺应自然,在自然环境中寻找自己恰当的位置和形态。所以在中国自古以来就有“风水”研究。用今天的科学来解释,也就是研究建筑布局、朝向等等。(2)以人为本:建造建筑的目的都是为人提供需求,从人的角度出发去设计各种不同功能、不同尺度、不同比例的建筑空间。虽然在中国的历史上,建筑都是大多数以等级制度为前提的条件下进行从建筑的整体规划布局到单体建筑布局再到空间节点布局,它们每一个节点都会利用空间的大小、高矮等来体现地位的尊卑和主次,所以也因为如此,古人在各种类型建筑的每个空间处理上都做得淋漓尽致。(3)虚实相生:是传统建筑设计中一个很重要的建筑设计理念,我们都知道建筑设计是一门研究空间如何展现和利用的学科,所以计虚以实就是一种手法。中国自古就有阴阳之说,阴不离阳,阳不离阴。用在建筑上是建筑实体与室外的结合,是墙壁实体部分与虚空间处的对比,是人造与自然的共生。

现代设计方法 论文

现代设计方法论文 机电0902 093260206 赵学龙 摘要:随着以微电子技术为代表现代科学技术的发展,近30年来出现了一批新的设计学科和一系列新的设计理论和设计方法,诸如优化设计、可靠性设计、动态设计、计算机辅助设计,以及设计方法学和有限元分析等。这些方法的发展和应用,使得各个工程领域的设计工作从形式到效果都发生了根本性变化,产生了巨大的经济效益和社会效益。 关键词:微电子技术;设计方法;优化设计;可靠性设计; Abstract: with the development of microelectronics technology as the representative of the development of modern science and technology, for nearly 30 years there has been a number of new design discipline and a series of new design theory and design methods, such as the optimization design, reliability design, dynamic design, computer aided design, and the design method and the finite element analysis. Development and application of these methods, the various fields of engineering design work from the form to the effect produced essential sex to change, produced enormous economic benefits and social benefits. Key words: Microelectronics; design method; optimization design; reliability design; 工程设计和机电产品设计都需要经过调查分析、方案拟定、技术设计、结构设计、试制与实验后的修改完善等设计环节。在传统的设计中,这些环节的工作都是由设计者手工完成的,所用的设计方法大都是基于经验公式和实验数据的类比设计和经验设计。显然,这种设计方法不可能是设计质量有较大提高,而且设计周期一般较长。 现代商品经济的迅速发展,对于工程和产品的性能和质量的要求日益提高。一方面,工程和产品的结构日趋复杂和精密,功能日趋完备和通用;另一方面,工程和产品的更新周期日益缩短,工作可靠性要求日益提高。传统的设计方法已经不能完全满足这一发展的需要。因此这学期我们学习了优化设计和可靠性设计。 优化设计:所谓最优化设计,就是借助最优化数值计算方法和计算机技术,求取工程问题的最优设计方案。进行最优化设计时,首先必须将实际问题加以数学描述,形成一组数学表达式组成的最佳的设计参数。这组设计参数就是设计的最优解。数学模型是对实际问题的数学描述和概括,是进行优化设计的基础,因此,根据设计问题的具体要求和条件建立完备的数学模型是关系优化设计成败的关键。工程设计问题通常是相当复杂的,欲建立便于求解

现代设计方法案例

学生学号实验报告成绩 研究生课程实验报告 课程名称现代设计方法实践与案例 开课学院 专业班级 姓名 指导教师 2015 年 1 月15 日

基于ABAQUS的联轴器有限元分析 摘要:本文介绍了一种CAE有限元分析软件ABAQUS,通过ABAQUS有限元分析软件对一种典型的机械零件——联轴器进行有限元模拟仿真,最后得到联轴器的静态模型分析,并总结了联轴器保护的合理化建议。 关键词:联轴器;ABAQUS ;静态模型 1. ABAQUS简介 ABAQUS 被广泛地认为是功能最强的有限元软件,可以分析复杂的固体力学结构力学系统,特别是能够驾驭非常庞大复杂的问题和模拟高度非线性问题。 ABAQUS 不但可以做单一零件的力学和多物理场的分析,同时还可以做系统级的分析和研究。ABAQUS的系统级分析的特点相对于其他的分析软件来说是独一无二的。由于 ABAQUS优秀的分析能力和模拟复杂系统的可靠性使得 ABAQUS 被各国的工业和研究中所广泛的采用。 ABAQUS 产品在大量的高科技产品研究中都发挥着巨大的作用。 真实世界的仿真是非线性的,ABAQUS包括一个丰富的、可模拟任意几何形状的单元库。并拥有各种类型的材料模型库,可以模拟典型工程材料的性能,其中包括金属、橡胶、高分子材料、复合材料、钢筋混凝土、可压缩超弹性泡沫材料以及土壤和岩石等地质材料。ABAQUS为用户提供了广泛的功能,且使用起来又非常简单。包括高度非线性问题,用户只需提供一些工程数据,像结构的几何形状、材料性质、边界条件及载荷工况,就可以得到结果。 2.联轴器ABAQUS静态模型分析 2.1联轴器功能基础 联轴器是用来联接不同机构中的两根轴(主动轴和从动轴)使之共同旋转以传递扭矩的机械零件。在高速重载的动力传动中,有些联轴器还有缓冲、减振和

现代设计方法

机械设计方法实验报告 姓名: 学号: 成绩: 指导教师:

进退试算法实验报告 一、实验目的 1.加深对进退试算法的基本理论和算法步骤的理解。 2.培养独立编制、调试计算机程序的能力。 3.掌握常用优化程序的使用方法。 4.培养灵活运用优化设计方法解决工程实际问题的能力。 二、实验要求 1.明确进退试算法基本原理及程序框图。 2.编制进退试算法程序。 三.实验内容 计算实例:用进退试算法求函数())2 t f的搜索区间。 (+ =t t ①.进退试算法基本原理简述 进退试算法的基本思想是:按照一定的规律给出若干试算点,一次比较各试算点的函数值的大小,直到找出相邻的三点的函数值按“高——低——高”变化的单峰区间为止。

②、程序的流程图 ③.编制进退试算法程序 #include #include #define f(t) (t*(t+2)) void sb(double *a,double *b) { double t0,t1,t,h,alpha,f0,f1; int k=0; printf("请输入初始点t0="); scanf("%lf",&t0); printf("\n请输入初始步长h="); scanf("%lf",&h); printf("\n请输入加步系数alpha(需大于1)="); scanf("%lf",&alpha); f0=f(t0); t1=t0+h; f1=f(t1); while(1) { printf("\nf1=%lf,f2=%lf,t0=%lf,t=%lf,h=%lf,k=%d",f0,f1,t0,t1,h,k);

现代设计方法论文(1)

目录 1.引言..................................................................................................... - 3 - 1.1发明问题解决理论(TRIZ).................................................................... - 3 - 1.2创新设计方法与理论简介......................................................................... - 3 - 2 基于TRIZ理论的创新设计方法的应用实例 ................................ - 4 - 2.1出瓶装置的创新设计................................................................................. - 4 - 2.1.1突问题描述及其标准化.................................................................. - 4 - 2.1.2 创新设计的确定............................................................................. - 4 - 2.2创新设计在扳手设计中的应用研究......................................................... - 5 - 2.2.1 扳手的设计任务............................................................................. - 5 - 2.2.2 扳手的创新机构............................................................................. - 6 - 2.2.3 扳手的设计评价............................................................................. - 7 - 2.3 基于TRIZ的刨纤类人造板调施胶系统创新设计................................. - 9 - 2.3.1 创新的核心问题............................................................................. - 9 - 2.3.2冲突的定义与分类.......................................................................... - 9 - 2.3.3 冲突解决....................................................................................... - 10 - 2.3.4 确定调施胶系统冲突的QFD过程............................................. - 16 - 3 结论.................................................................................................. - 2 4 - 基于TRIZ的产品创新设计研究

现代设计方法综述

现代设计方法学综述摘要 现代设计方法已经成为一个新的技术领域。经阅读文献 本文从现代设计方法的基本定义出发 通过与传统机械设计方法的对比 阐述现代设计方法的 特点及主要内容 特别是该方法体现的先进性,接着立足于其现状 展望其发展趋势。关键字 现代设计方法 设计思想 传统机械设计方法 主要内容 趋势0 引言目前 随着 科学技术的迅猛发展和计算机技术的广泛应用 市场竞争愈演愈烈 而且市场竞争已是国 际化的、动态化的和多元化的。当前, 我国国民经济各部门也迫切需要质量好、效率高、消耗低、价格便宜的先进的机电产品,而产品设计是决定产品性能、质量、水平和经济效益的重要环节。传统的机电产品设计是一种以强度和低压控制为中心的安全系数设计、经验设计、类比设计和机电分离设计,也称常规设计。而现代机电产品设计方法则是强调创造性 以电子计算机为手段, 运用工程设计的新理论和新方法, 使计算结果达到最优化, 使设计过程实现高效化和自动化。因此, 运用现代设计方法可以适应市场剧烈竞争的需要, 提高设计质量和缩短设计周期。1 现代设计方法的定义及设计思想1. 1 现代设计方法的涵义现代设计方法 Modern Design Technigue 是新理论与计算机应用相结合的产物。它是以思维科学、设计理论系统工程为基础,以方法论为手段,以计算机为工具的各种方案、图样和程序的总和。对此定义作出以下解释: 1 迄今为止, 尚未阅读或检索到有明确给出过现代设计方法的定义, 尽管这种叫法、书名有很多, 或偶尔见到有对现代设计方法(技术)作过某种解释, 但很难视之为对这一概念的定义。 2 虽有文献报道, 在机械设计理论、设计技术等方面出现的新领域中, 已有设计方法学---- 是研究科学的设计思想、设计步骤和设计组织等的方法 及设计系统学---- 是研究对于同一问题所能取得几种设计方案的科学方法, 可也未提到现代设计方法。 3 于是, 借助于各种字词典, 对现代设计方法做出上述定义寻找依据: 现代是个泊来词 是指现在这个时代(中国多指1919 年至现在)。设计为了满足人类和社会的功能需求 将预定的目标通过人们创造型思维 经过一系列规划、分析和决策 产生载有相应的文字、数据、图形等信息的技术文件 以取得最满意的社会与经济效益。方法多指解决问题的门路、程序等。如工作方法、思想方法。综合以上解释, 加之考量现代设计方法领域的实际, 成为定义现代设计方法依据。基于以上依据而给出上述现代设计方法的这个定义, 只是个人认识, 不一定完全正确, 也不一定十分科学, 仅供参考, 并请大家 讨论。1.2 现代设计方法的设计思想科学技术发展的历史和实际表明, 机械工业是科学技术物化为生产力的重要载体。在以前的工业革命尤其是现在的工业化过程中, 机械与电子、信息、冶金、电力、化工、轻工、建筑等诸多领域科技成果的有机结合, 为国民经济的发展和人们生活质量的提高不断地提供了先进设备、器械和用品。科学技术成果要转变为有竞争力的新产品, 设计起着关键性的作用。现代机械设计以理论计算为设计主题 最本质的工作是从无到有创造出一部机器以满足我们的要求 由设计分析和设计综合共同构成贯穿 整个设计过程的始终。也就是说, 机械设计问题是一个决定机械产品一序列的技术、经济及社会环境效果的问题。2 现代设计方法与传统设计方法的比较2.1 传统机械设计方法在传统设计理论发展时期 由于受机械生产水平的制约、客观条件的限制以及当时计算手段的局限等一系列原因, 人们的思维还未被充分开发。同时 社会对机械生产的要求不象今天这样向高速、高效、精密、轻量化、自动化方向发展, 机械系统和产品结构也不象今天这样日趋复杂。传统设计在进行理论分析时, 基于其观念的制约和所确定的力学—数学模型的需要, 常将复杂的具体问题作了一些等效处理,使理论分析的目的性和问题的本质更加明确, 也使分析的过程得到简化。2.1.1 传统设计方式方法分类 1 理论设计根据长期总结出来的设计理论和实验数据所进行的设计称为理论设计。如对简单受拉杆的强度设计设计强度计算式σ≤σlim / s 或F/ A ≤σlim / s 式中 F :作用在杆上的外载荷A :拉杆的横

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