“现代设计方法”就是以满足市场产品的质量、性能、时间、成本、价格综合效益最有为目的,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、创造产品活动过程用到的技术群体的总称。
与“传统设计方法”相比,“现代设计方法”具有系统性、社会性、创造性、宜人性,设计过程智能化,设计与制造一体,设计周期短等优点。
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传统设计师以经验总结为基础,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。
参考资料:现代设计-百度百科
根据目前国内外设计学者进行机械产品方案设计所用方法的主要特征,可以将方案的现代设计方法概括为下述四大类型。
1、系统化设计方法系统化设计方法的主要特点是:将设计看成由若干个设计要素组成的一个系统,每个设计要素具有独立性,各个要素间存在着有机的联系,并具有层次性,所有的设计要素结合后,即可实现设计系统所需完成的任务。系统化设计思想于70年代由德国学者Pahl和Beitz教授提出,他们以系统理论为基础,制订了设计的一般模式,倡导设计工作应具备条理性。
德国工程师协会在这一设计思想的基础上,制订出标准VDI2221“技术系统和产品的开发设计方法。制定的机械产品方案设计进程模式,基本上沿用了德国标准VDI2221的设计方式。
除此之外,我国许多设计学者在进行产品方案设计时还借鉴和引用了其他发达国家的系统化设计思想,其中具有代表性的是:(1)将用户需求作为产品功能特征构思、结构设计和零件设计、工艺规划、作业控制等的基础,从产品开发的宏观过程出发,利用质量功能布置方法,系统地将用户需求信息合理而有效地转换为产品开发各阶段的技术目标和作业控制规程的方法。(2)将产品看作有机体层次上的生命系统,并借助于生命系统理论,把产品的设计过程划分成功能需求层次、实现功能要求的概念层次和产品的具体设计层次。
同时采用了生命系统图符抽象地表达产品的功能要求,形成产品功能系统结构。(3)将机械设计中系统科学的应用归纳为两个基本问题:一是把要设计的产品作为一个系统处理,最佳地确定其组成部分(单元)及其相互关系;二是将产品设计过程看成一个系统,根据设计目标,正确、合理地确定设计中各个方面的工作和各个不同的设计阶段 。
由于每个设计者研究问题的角度以及考虑问题的侧重点不同,进行方案设计时采用的具体研究方法亦存在差异。下面介绍一些具有代表性的系统化设计方法。
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现代设计因为有了计算机和丰富的的支持,更能把一些设计思想可视化,大大缩短了作品与之产生思想的吻合度。当然随之而来的是设计者要学习的技术性东西越来越多,从而压缩了对思想的追求。传统设计需要更多的人文思想积淀与艺术修养素质,作品被实现的周期相对而言很长。但是精品也是很多的。
与传统的设计相比,现代设计有如下一些具体的特点:
1.传统的设计中灵感和经验的成分占有很大的比重,思维借有很大的被动性。
2.传统的产品设计着重于实现产品本身预定的功能,现代设计则要求把对象置于“人—机—环境”大系统中。
3.传统的产品设计偏重于强度堆则,现代的有限单元法、断裂力学等领域的研究成果,进一步强化了强度设计的能力。在此基础上,现代产品设计的喉则
4.传统的产品设计过程往往是根据任务和目标,先作出第一方案,甚至造出样机,然后通过评定与考核,进行修改,形成第二轮方案.如此反复,直到满意为止。
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涉及领域发展起来的一门新兴的多元交叉学科。它是以设计产品为目标的一个总的知识群体的总称。目前它的内容主要包括:优化设计、可靠性设计、计算机辅助设计、工业艺术造型设计、虚拟设计、疲劳设计、三次设计、相似性设计、模块化设计、反求工程设计、动态设计、有限元法、人机工程、价值工程、并行工程、人工神经元计算方法等。在运用他们进行工程设计时,一般都以计算机作为分析、计算、综合、决策的工具。本节以计算机辅助设计、优化设计、可靠性设计、有限元法、工业艺术造型设计、设计方法学、三次设计等为例来说明现代设计方法的基本内容与特点。
1、计算机辅助设计
计算机辅助设计(Computer Aided Design),简称CAD。他是把计算机技术引入设计过程并用来完成计算、选型、绘图及其他作业的一种现代设计方法。计算机、绘图积极其他外围设备构成CAD硬件系统,而操作系统、语言处理系统、数据库管理系统和应用软件等构成CAD的软件系统。通常所说的CAD系统是只由系统硬件和系统软件组成,兼有计算、图形处理、数据库等功能,并能综合利用这些功能完成设计作业的系统。典型的CAD工作过程如图1-3所示。
2、优化设计
优化设计(Optimal Design)是把最优化数学原理应用于工程设计问题,在所有可行方案中寻求最佳设计方案的一种现代设计方法。
在进行工程优化设计时,首先把工程问题按优化设计所规定的格式建立数学模型,然后选用合适的优化计算方法在计算机上对数学模型进行寻优求解,得到工程设计问题的最优设计方案。
在建立优化设计数学模型的过程中,把影响设计方案选取的那些参数称为设计变量;设计变量应当满足的条件称为约束条件;而设计者选定来衡量设计方案优劣并期望得到改进的指标表示为设计变量的函数,称为目标函数。设计变量、约束函数、目标函数组成了优化设计问题的数学模型。优化设计需要把数学模型和优化算发放到计算机程序中用计算机自动寻优求解。常用的优化算法有:0.618法、鲍威尔(Power)法、变尺度法、复合型法、惩罚函数法。
3、可靠性设计
可靠性设计(Reliability Design)是以概率论和数理统计为理论基础,是以失效分析、失效预测及各种可靠性试验为依据,以保证产品的可靠性为目标的现代设计方法。
可靠性设计的基本内容是:选定产品的可靠性指标及量值,对可靠性指标进行合理的分配,再把规定的可靠性指标设计到产品中去。
4、有限元法
有限元法(Finite Method)是以电子计算机为工具的一种数值计算方法。目前,该方法不仅能用于工程中复杂的非线性问题、非稳态问题(如结构力学、流体力学、热传导、电磁场等方面的问题)的求解,而且还可以用于工程设计中进行复杂结构的静态和动力学分析,并能准确地计算复杂零件的应力分布和变形,成为复杂零件强度和刚度计算的有利分析工具。
5、工业艺术造型设计
工业艺术造型设计时工程技术与美学艺术相结合的一门新学科。他是旨在保证产品使用功能的前提下,用艺术手段按照美学法则对工业产品进行造型活动,包括结构尺寸、体面形态、色彩、材质、线条、装饰及人际关系等因素进行有机的综合处理,从而设计出优质美观的产品造型。实用和美观的最佳统一是工业艺术造型的基本原则。
这一学科的主要内容包括:造型设计的基本要素、造型设计的基本原则、美学法则、色彩设计、人机工程学等。
6、反求工程设计
反求工程设计(Reverse Engineering)是消化吸收并改进国内外先进技术的一系列工作方法和技术的总和。它是通过实物或技术资料对已有的先进产品进行分析、解剖、试验,了解其材料、组成、结构、性能、功能,掌握其工艺原理和工作机理,已进行消化仿制、改进或发展、创造新产品的一种方法和技术。它是针对消化吸收先进技术的系列分析方法和应用技术的组合。
现代设计因为有了计算机和丰富的的支持,更能把一些设计思想可视化,大大缩短了作品与之产生思想的吻合度。当然随之而来的是设计者要学习的技术性东西越来越多,从而压缩了对思想的追求。传统设计需要更多的人文思想积淀与艺术修养素质,作品被实现的周期相对而言很长。但是精品也是很多的。
与传统的设计相比,现代设计有如下一些具体的特点:
1.传统的设计中灵感和经验的成分占有很大的比重,思维借有很大的被动性。
2.传统的产品设计着重于实现产品本身预定的功能,现代设计则要求把对象置于“人—机—环境”大系统中。
3.传统的产品设计偏重于强度堆则,现代的有限单元法、断裂力学等领域的研究成果,进一步强化了强度设计的能力。在此基础上,现代产品设计的喉则
4.传统的产品设计过程往往是根据任务和目标,先作出第一方案,甚至造出样机,然后通过评定与考核,进行修改,形成第二轮方案.如此反复,直到满意为止。
为了反映设计思想和方法随社会发展的变化,人们通常用“传统设计”和”现代设计”这两个术语。不难理解“传统设计”和“现代设计”都只是相对概念。人们把当前认为先进的那部分系统称为现代的,而其余的都自然成为传统的。若干年后目前的现代部分就可能被新发展了的东西所取代而成为传统的
传统的设计中灵感和经验的成分占有很大的比重,思维借有很大的被动性,但是今天,技术的加速发展和市场竞争的激烈化,要求人们不断地提出大胆的没想和新的开发目标,要求运用现有的最新技术去创造前所未有的产品,并争取第一代就非常完美成功
现代设计则要求把对象置于“人—机—环境”大系统中。 进行系统的设计,将预定功能在人、机、环境三者间进行科学的分配。
现代的有限单元法、断裂力学等领域的研究成果,进一步强化了强度设计的能力。在此基础上,现代产品设计的喉则。拓宽到产品涉及的更多领域。
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内容来自用户:张晓英
汽车零部件传统设计方法与现代设计方法的比较
姓名:XXX学院:机械与汽车工程学院专业:车辆工程学号: XXX
摘要:汽车零部件的设计方法,可以从不同的角度做出分类。目前较为流行的分类方法是把过去长期采用的设计方法称为传统设计方法,近几十年发展起来的设计方法称为现代设计方法。文中对传统设计方法与现代设计方法的特点、二者的关系进行了详细的说明。
1前言
在近百年中,汽车零部件设计技术经历了由经验设计发展到以科学实验和技术分析为基础的现代设计阶段。20世纪60年代中期,在设计中引入电子计算机后又形成了计算机辅助设计(CAD,Computer Aided Design)等新方法,使设计逐步实现半自动化和自动化。
经验设计是以已有产品的经验数据为依据,运用一些带有经验常数或安全系数的经验公式进行设计计算的一种传统的设计方法。这种设计由于缺乏精确的设计数据和科学的计算方法,使所设计的产品不是过于笨重就是可靠性差。
随着测试技术的发展与完善,在机械设计过程中引进新的测试技术,和各种专用的试验设备,进行科学实验,从各方面对产品的结构、性能和零部件的强度、寿命进行测试。同时广泛采用近代数学物理分析方法,对产品及其总成、零部件进行全面的技术分析、研究,这样就使汽车设计发展到以科学实验和技术分析为基础的阶段。电子计算机的出现和在工程设计中的推广应用,使机械设计技术飞跃发展,设计过程完全改观。(3.1现代设计不仅指设计方法的更新,也包
1)信息论方法, 如信息分析法、技术预测法等。
它是现代设计方法的前提。
2)系统论方法, 如系统分析法、人机工程以及面向产品生命周期的设计。
3)控制论方法, 如动态分析法等。
4)优化论方法, 它是现代设计方法的目标。
5)对应论方法, 如相似设计、反求工程设计等。
6)智能论方法, 如CAE 、并行工程、人工智能等是现代设计方法的核心。
7)寿命论方法, 如可靠性设计、价值工程和稳健性设计等。
8)离散论方法, 如有限元和边界元方法。
9)模糊论方法, 如模糊评价和决策等。
10)突变论方法, 如创造性设计等。
它是现代设计方法的基础。
11)艺术论方法 , 如艺术造型等。
现代主义设计特征:
1、强调创新设计,反对模仿因袭,墨守成规。
2、以现代社会、现代生活为舞台背景,以工业革命发生以来的技术革命作支持。
3、融汇各门类艺术于基础训练之中。
4、加强实践性,推崇既有理论素养,又具备动手能力。
5、坚持学校教育与社会生产相联系。
6、主张标准化的批量化。
现代主义设计是从建筑设计发展起来的,20 世纪20 年代前后,欧洲一批先进的设计家、建筑家形成一个强力集团,推动所谓的新建筑运动,这场运动的内容非常庞杂。
其中包括精神上的、思想上的改革——设计的民主主义倾向和社会主义倾向;也包括技术上的进步,特别是新的材料——钢筋混凝土、平版玻璃、钢材的运用。
扩展资料
萌起
19世纪末叶、20世纪初,世界各地,特别是欧美国家的工业技术发展迅速,新的设备、机械、工具不断被发明出来,极大地促进了生产力的发展,这种飞速的工业技术发展,同时对社会结构和社会生活带来了很大的冲击。
设计界此时面临的问题主要有两方面:
一、如何解决众多的工业产品、现代建筑、城市规划、传达媒介的设计问题,必须迅速形成新的策略,新的体系,新的设计观,新的技术体系,来解决这些问题,这是社会需求和商业需求迫在眉睫的任务。
二、针对往昔所有设计运动只是强调为社会权贵服务的中心,如何形成新的设计理论和原则,以至使设计能够第一次为广大的人民大众服务,彻底改变设计服务的对象问题。
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