用现代设计方法树立机械设计新理念

更新时间:2024-03-04 作者:用户投稿原创标记本站原创 点赞:8996 浏览:34811

摘 要随着现代科学技术的发展,现代机械产品的设计更加强调创造性,在注重整体功能的基础上用现代设计方法和计算机技术,提高产品设计的质量、效率和精度,满足对产品的适用性,经济性、可靠性、美观性的统一要求.与传统设计相比,运用现代设计方法有明显的优势.本文首先对传统设计与现代设计进行对比分析,了解先进的现代设计方法和技术,并树立机械设计新理念.

关 键 词传统设计;现代设计方法;机械设计;创新理念

中图分类号TH122文献标识码A文章编号1674-6708(2013)89-0103-02

0引言

在很长的一段时间,大多数学生对机械专业认识不够.至少在本科阶段,所知道的只是简单认为机械是一个容易找到工作的专业,太枯燥,没有什么发展前景.尤其是对于机械设计,多数学生认为就是坐在电脑前绘制工程图,用一些基本满足使用条件的零件进行堆积装配.这些错误的认为对多数的学生造成了影响,对机械设计不感兴趣,更对这个专业没有信心.随着计算机技术的发展,现在的机械行业得到了飞速发展,先进的制造技术代替了原有的设计方式,制造设备也有较大改变.

原有的设计多数只是满足使用性这一重要目的,而现代设计的产品在满足使用的前提下,更趋于精密、微小、可靠、美观、机电一体化等.要实现这样的目标,传统制造设备是很难做到的,必须借助先进的制造设备和先进的设计方法才能实现此目的.现阶段对机械设计提出了更高的要求,这也需要我们对高等院校的机械专业课程进行变革.要借助于现代设计方法树立全新机械设计的新思路,新理念,把新思维的设计理念注入当代学生的头脑中,这对我们新技术的革新设计有较大的推动作用.

1传统设计与现代设计对比分析


机械设计是一门很古老的学科.它是设计者根据产品使用的要求对机械的结构、工作方式、控制要求、维护保养等进行思考、分析和设计的过程,最后经过机械制造进行生产.因此机械设计对一个机械产品的诞生起到了至关重要的基础作用,设计的优良直接影响产品最终的质量.

传统的机械设计多数依靠设计者的经验和直觉,经验在传统设计上占的比重较大.因此一个具有几十年设计经验的产品设计者依靠经验也可以设计出很好的产品,但是对于直觉,因人而异.这也可以理解为传统机械设计的部分创新,直觉让每个人设计出的东西略有不同,但传统设计的本质还是经验基础,一成不变.因此传统机械设计,对设计的问题考虑不够全面,只是满足了最基本的使用要求,很少考虑到设计的成本减少和结构的性能可靠,更不会考虑设计的艺术美观.但是传统机械设计周期较短,使用要求基本可以大大满足.对于产品的安全性,一般考虑较为充裕,因此传统机械较为笨重,难以实现精密微小特点.传统机械设计如图1所示.

现代设计方法多数利用计算机技术,在满足使用条件的基础上,在其他方面有较多的考虑,尤其是现在的产品倾向于机电一体化,美观设计等.比如分析设计产品的寿命周期、实现产品的微小精密、考虑合适的安全系数、分析产品特殊部位的负载影响以便进行优化设计等.这些不是设计者的经验和盲目考虑可以解决的,而是利用强大的理论知识和分析软件计算出来的,因此这样的设计更具有科学性和说服力,设计流程如图2所示.

2现代设计方法创新研究

现代设计方法的运用离不开强大的计算机技术.三维造型软件越来越多,较为常用的是Solidworks,Pro/e,UG,CAD等,这样设计的模型,我们可以直观的看出设计的优劣,并且整体的模型装配可以在三维软件中模拟完成,能及时修改因为设计考虑不周引起的装配干涉等因素,这也为后续的分析提供基础.现如今,计算机进行数值分析的运用在机械设计方面发挥了重要作用.MATLAB在现代设计方法中得到了较大的运用,尤其是在优化设计中.通过遗传算法,最优求解等求得最合适的参数,运算过程快而且可靠.现在的计算机辅助工程(CAE)在机械设计中的运用较广,比如ANSYS的机械结构分析,对设计的机械进行模拟仿真可以得出局部的容易受损的部位,在尺寸设计的时候进行额外的考虑.有对动力学进行分析的Adams仿真,分析整体机构的动力学分析.同样还有一些反求设计,柔性设计等先进的设计方法.对产品的可靠性设计利用了概率论的知识,这是两学科的交叉运用.

这些学科的理论知识为现代设计注入了新的活力,创新研究变得有理有据,对机械设计的全面发展有较大的推动作用.

3机械设计新理念

机械设计讲究的是创新,没有创新的东西只能被淘汰.这对我们新一届机械专业的学生是一大考验,不能再简单的认为机械设计就是绘制工程图,不是绘制三维图,也不是简单的考虑使用要求,更不是各种零件的简单组合和装配.因此对现在的机械设计新理念应该植入我们每个设计者的头脑中.

改变传统的设计方式,进行现代设计方法的全新教育模式对提高机械设计成效有较大的帮助.运用现代设计方法进行机械设计是对每个设计者的较高要求,在进行简单的三维造型之后,要根据机械产品的使用条件进行仿真模拟,判断产品的失效位置和可能发生的故障等.对提倡的节能制造,绿色制造更应该过多考虑,如今的产品设计成本较高,在满足使用条件的前提下进行材料使用的减少也是机械设计中的重要目标.

4结论

根据现代设计方法的设计要求,很多课程比如数值分析,计算机仿真,软件工程等多学科对机械设计都有较大的帮助,因此有必要加大设计者的各科知识的学习,对专业课程设计、前沿技术进行专门培训,树立设计者现代机械设计的新理念.对现代的设计理论和最新设计成果进行展示,激发设计者更加的创新能力.只有这样,我们的机械专业人才才能设计出有创新的机械产品.