“現代設計方法”就是以滿足市場產品的質量、性能、時間、成本、價格綜合效益最有為目的,以計算機輔助設計技術為主體,以知識為依托,以多種科學方法及技術為手段,研究、改進、創(chuàng)造產品活動過程用到的技術群體的總稱。
與“傳統(tǒng)設計方法”相比,“現代設計方法”具有系統(tǒng)性、社會性、創(chuàng)造性、宜人性,設計過程智能化,設計與制造一體,設計周期短等優(yōu)點。
擴展資料:
傳統(tǒng)設計師以經驗總結為基礎,運用長期設計實踐和理論計算而形成的經驗、公式、圖表、設計手冊等作為設計的依據,通過經驗公式、近似系數或類比等方法進行設計。
參考資料:現代設計-百度百科
根據目前國內外設計學者進行機械產品方案設計所用方法的主要特征,可以將方案的現代設計方法概括為下述四大類型。
1、系統(tǒng)化設計方法系統(tǒng)化設計方法的主要特點是:將設計看成由若干個設計要素組成的一個系統(tǒng),每個設計要素具有獨立性,各個要素間存在著有機的聯系,并具有層次性,所有的設計要素結合后,即可實現設計系統(tǒng)所需完成的任務。系統(tǒng)化設計思想于70年代由德國學者Pahl和Beitz教授提出,他們以系統(tǒng)理論為基礎,制訂了設計的一般模式,倡導設計工作應具備條理性。
德國工程師協(xié)會在這一設計思想的基礎上,制訂出標準VDI2221“技術系統(tǒng)和產品的開發(fā)設計方法。制定的機械產品方案設計進程模式,基本上沿用了德國標準VDI2221的設計方式。
除此之外,我國許多設計學者在進行產品方案設計時還借鑒和引用了其他發(fā)達國家的系統(tǒng)化設計思想,其中具有代表性的是:(1)將用戶需求作為產品功能特征構思、結構設計和零件設計、工藝規(guī)劃、作業(yè)控制等的基礎,從產品開發(fā)的宏觀過程出發(fā),利用質量功能布置方法,系統(tǒng)地將用戶需求信息合理而有效地轉換為產品開發(fā)各階段的技術目標和作業(yè)控制規(guī)程的方法。(2)將產品看作有機體層次上的生命系統(tǒng),并借助于生命系統(tǒng)理論,把產品的設計過程劃分成功能需求層次、實現功能要求的概念層次和產品的具體設計層次。
同時采用了生命系統(tǒng)圖符抽象地表達產品的功能要求,形成產品功能系統(tǒng)結構。(3)將機械設計中系統(tǒng)科學的應用歸納為兩個基本問題:一是把要設計的產品作為一個系統(tǒng)處理,最佳地確定其組成部分(單元)及其相互關系;二是將產品設計過程看成一個系統(tǒng),根據設計目標,正確、合理地確定設計中各個方面的工作和各個不同的設計階段 。
由于每個設計者研究問題的角度以及考慮問題的側重點不同,進行方案設計時采用的具體研究方法亦存在差異。下面介紹一些具有代表性的系統(tǒng)化設計方法。
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現代設計因為有了計算機和豐富的的支持,更能把一些設計思想可視化,大大縮短了作品與之產生思想的吻合度。當然隨之而來的是設計者要學習的技術性東西越來越多,從而壓縮了對思想的追求。傳統(tǒng)設計需要更多的人文思想積淀與藝術修養(yǎng)素質,作品被實現的周期相對而言很長。但是精品也是很多的。
與傳統(tǒng)的設計相比,現代設計有如下一些具體的特點:
1.傳統(tǒng)的設計中靈感和經驗的成分占有很大的比重,思維借有很大的被動性。
2.傳統(tǒng)的產品設計著重于實現產品本身預定的功能,現代設計則要求把對象置于“人—機—環(huán)境”大系統(tǒng)中。
3.傳統(tǒng)的產品設計偏重于強度堆則,現代的有限單元法、斷裂力學等領域的研究成果,進一步強化了強度設計的能力。在此基礎上,現代產品設計的喉則
4.傳統(tǒng)的產品設計過程往往是根據任務和目標,先作出第一方案,甚至造出樣機,然后通過評定與考核,進行修改,形成第二輪方案.如此反復,直到滿意為止。
現代設計方法是隨著當代科學技術的飛速發(fā)展和計算機技術的廣泛應用而在涉及領域發(fā)展起來的一門新興的多元交叉學科。它是以設計產品為目標的一個總的知識群體的總稱。目前它的內容主要包括:優(yōu)化設計、可靠性設計、計算機輔助設計、工業(yè)藝術造型設計、虛擬設計、疲勞設計、三次設計、相似性設計、模塊化設計、反求工程設計、動態(tài)設計、有限元法、人機工程、價值工程、并行工程、人工神經元計算方法等。在運用他們進行工程設計時,一般都以計算機作為分析、計算、綜合、決策的工具。本節(jié)以計算機輔助設計、優(yōu)化設計、可靠性設計、有限元法、工業(yè)藝術造型設計、設計方法學、三次設計等為例來說明現代設計方法的基本內容與特點。
?1、計算機輔助設計
計算機輔助設計(Computer Aided Design),簡稱CAD。他是把計算機技術引入設計過程并用來完成計算、選型、繪圖及其他作業(yè)的一種現代設計方法。計算機、繪圖積極其他外圍設備構成CAD硬件系統(tǒng),而操作系統(tǒng)、語言處理系統(tǒng)、數據庫管理系統(tǒng)和應用軟件等構成CAD的軟件系統(tǒng)。通常所說的CAD系統(tǒng)是只由系統(tǒng)硬件和系統(tǒng)軟件組成,兼有計算、圖形處理、數據庫等功能,并能綜合利用這些功能完成設計作業(yè)的系統(tǒng)。典型的CAD工作過程如圖1-3所示。
?2、優(yōu)化設計
優(yōu)化設計(Optimal Design)是把最優(yōu)化數學原理應用于工程設計問題,在所有可行方案中尋求最佳設計方案的一種現代設計方法。
在進行工程優(yōu)化設計時,首先把工程問題按優(yōu)化設計所規(guī)定的格式建立數學模型,然后選用合適的優(yōu)化計算方法在計算機上對數學模型進行尋優(yōu)求解,得到工程設計問題的最優(yōu)設計方案。
在建立優(yōu)化設計數學模型的過程中,把影響設計方案選取的那些參數稱為設計變量;設計變量應當滿足的條件稱為約束條件;而設計者選定來衡量設計方案優(yōu)劣并期望得到改進的指標表示為設計變量的函數,稱為目標函數。設計變量、約束函數、目標函數組成了優(yōu)化設計問題的數學模型。優(yōu)化設計需要把數學模型和優(yōu)化算發(fā)放到計算機程序中用計算機自動尋優(yōu)求解。常用的優(yōu)化算法有:0.618法、鮑威爾(Power)法、變尺度法、復合型法、懲罰函數法。
3、可靠性設計
可靠性設計(Reliability Design)是以概率論和數理統(tǒng)計為理論基礎,是以失效分析、失效預測及各種可靠性試驗為依據,以保證產品的可靠性為目標的現代設計方法。
可靠性設計的基本內容是:選定產品的可靠性指標及量值,對可靠性指標進行合理的分配,再把規(guī)定的可靠性指標設計到產品中去。
?4、有限元法
有限元法(Finite Method)是以電子計算機為工具的一種數值計算方法。目前,該方法不僅能用于工程中復雜的非線性問題、非穩(wěn)態(tài)問題(如結構力學、流體力學、熱傳導、電磁場等方面的問題)的求解,而且還可以用于工程設計中進行復雜結構的靜態(tài)和動力學分析,并能準確地計算復雜零件的應力分布和變形,成為復雜零件強度和剛度計算的有利分析工具。
?5、工業(yè)藝術造型設計
工業(yè)藝術造型設計時工程技術與美學藝術相結合的一門新學科。他是旨在保證產品使用功能的前提下,用藝術手段按照美學法則對工業(yè)產品進行造型活動,包括結構尺寸、體面形態(tài)、色彩、材質、線條、裝飾及人際關系等因素進行有機的綜合處理,從而設計出優(yōu)質美觀的產品造型。實用和美觀的最佳統(tǒng)一是工業(yè)藝術造型的基本原則。
這一學科的主要內容包括:造型設計的基本要素、造型設計的基本原則、美學法則、色彩設計、人機工程學等。
?6、反求工程設計
反求工程設計(Reverse Engineering)是消化吸收并改進國內外先進技術的一系列工作方法和技術的總和。它是通過實物或技術資料對已有的先進產品進行分析、解剖、試驗,了解其材料、組成、結構、性能、功能,掌握其工藝原理和工作機理,已進行消化仿制、改進或發(fā)展、創(chuàng)造新產品的一種方法和技術。它是針對消化吸收先進技術的系列分析方法和應用技術的組合。
現代設計因為有了計算機和豐富的的支持,更能把一些設計思想可視化,大大縮短了作品與之產生思想的吻合度。當然隨之而來的是設計者要學習的技術性東西越來越多,從而壓縮了對思想的追求。傳統(tǒng)設計需要更多的人文思想積淀與藝術修養(yǎng)素質,作品被實現的周期相對而言很長。但是精品也是很多的。
與傳統(tǒng)的設計相比,現代設計有如下一些具體的特點:
1.傳統(tǒng)的設計中靈感和經驗的成分占有很大的比重,思維借有很大的被動性。
2.傳統(tǒng)的產品設計著重于實現產品本身預定的功能,現代設計則要求把對象置于“人—機—環(huán)境”大系統(tǒng)中。
3.傳統(tǒng)的產品設計偏重于強度堆則,現代的有限單元法、斷裂力學等領域的研究成果,進一步強化了強度設計的能力。在此基礎上,現代產品設計的喉則
4.傳統(tǒng)的產品設計過程往往是根據任務和目標,先作出第一方案,甚至造出樣機,然后通過評定與考核,進行修改,形成第二輪方案.如此反復,直到滿意為止。
為了反映設計思想和方法隨社會發(fā)展的變化,人們通常用“傳統(tǒng)設計”和”現代設計”這兩個術語。不難理解“傳統(tǒng)設計”和“現代設計”都只是相對概念。人們把當前認為先進的那部分系統(tǒng)稱為現代的,而其余的都自然成為傳統(tǒng)的。若干年后目前的現代部分就可能被新發(fā)展了的東西所取代而成為傳統(tǒng)的
傳統(tǒng)的設計中靈感和經驗的成分占有很大的比重,思維借有很大的被動性,但是今天,技術的加速發(fā)展和市場競爭的激烈化,要求人們不斷地提出大膽的沒想和新的開發(fā)目標,要求運用現有的最新技術去創(chuàng)造前所未有的產品,并爭取第一代就非常完美成功
現代設計則要求把對象置于“人—機—環(huán)境”大系統(tǒng)中。 進行系統(tǒng)的設計,將預定功能在人、機、環(huán)境三者間進行科學的分配。
現代的有限單元法、斷裂力學等領域的研究成果,進一步強化了強度設計的能力。在此基礎上,現代產品設計的喉則。拓寬到產品涉及的更多領域。
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內容來自用戶:張曉英
汽車零部件傳統(tǒng)設計方法與現代設計方法的比較
姓名:XXX學院:機械與汽車工程學院專業(yè):車輛工程學號: XXX
摘要:汽車零部件的設計方法,可以從不同的角度做出分類。目前較為流行的分類方法是把過去長期采用的設計方法稱為傳統(tǒng)設計方法,近幾十年發(fā)展起來的設計方法稱為現代設計方法。文中對傳統(tǒng)設計方法與現代設計方法的特點、二者的關系進行了詳細的說明。
1前言
在近百年中,汽車零部件設計技術經歷了由經驗設計發(fā)展到以科學實驗和技術分析為基礎的現代設計階段。20世紀60年代中期,在設計中引入電子計算機后又形成了計算機輔助設計(CAD,Computer Aided Design)等新方法,使設計逐步實現半自動化和自動化。
經驗設計是以已有產品的經驗數據為依據,運用一些帶有經驗常數或安全系數的經驗公式進行設計計算的一種傳統(tǒng)的設計方法。這種設計由于缺乏精確的設計數據和科學的計算方法,使所設計的產品不是過于笨重就是可靠性差。
隨著測試技術的發(fā)展與完善,在機械設計過程中引進新的測試技術,和各種專用的試驗設備,進行科學實驗,從各方面對產品的結構、性能和零部件的強度、壽命進行測試。同時廣泛采用近代數學物理分析方法,對產品及其總成、零部件進行全面的技術分析、研究,這樣就使汽車設計發(fā)展到以科學實驗和技術分析為基礎的階段。電子計算機的出現和在工程設計中的推廣應用,使機械設計技術飛躍發(fā)展,設計過程完全改觀。(3.1現代設計不僅指設計方法的更新,也包
1)信息論方法, 如信息分析法、技術預測法等。
它是現代設計方法的前提。
2)系統(tǒng)論方法, 如系統(tǒng)分析法、人機工程以及面向產品生命周期的設計。
3)控制論方法, 如動態(tài)分析法等。
4)優(yōu)化論方法, 它是現代設計方法的目標。
5)對應論方法, 如相似設計、反求工程設計等。
6)智能論方法, 如CAE 、并行工程、人工智能等是現代設計方法的核心。
7)壽命論方法, 如可靠性設計、價值工程和穩(wěn)健性設計等。
8)離散論方法, 如有限元和邊界元方法。
9)模糊論方法, 如模糊評價和決策等。
10)突變論方法, 如創(chuàng)造性設計等。
它是現代設計方法的基礎。
11)藝術論方法 , 如藝術造型等。
現代主義設計特征:
1、強調創(chuàng)新設計,反對模仿因襲,墨守成規(guī)。
2、以現代社會、現代生活為舞臺背景,以工業(yè)革命發(fā)生以來的技術革命作支持。
3、融匯各門類藝術于基礎訓練之中。
4、加強實踐性,推崇既有理論素養(yǎng),又具備動手能力。
5、堅持學校教育與社會生產相聯系。
6、主張標準化的批量化。
現代主義設計是從建筑設計發(fā)展起來的,20 世紀20 年代前后,歐洲一批先進的設計家、建筑家形成一個強力集團,推動所謂的新建筑運動,這場運動的內容非常龐雜。
其中包括精神上的、思想上的改革——設計的民主主義傾向和社會主義傾向;也包括技術上的進步,特別是新的材料——鋼筋混凝土、平版玻璃、鋼材的運用。
擴展資料
萌起
19世紀末葉、20世紀初,世界各地,特別是歐美國家的工業(yè)技術發(fā)展迅速,新的設備、機械、工具不斷被發(fā)明出來,極大地促進了生產力的發(fā)展,這種飛速的工業(yè)技術發(fā)展,同時對社會結構和社會生活帶來了很大的沖擊。
設計界此時面臨的問題主要有兩方面:
一、如何解決眾多的工業(yè)產品、現代建筑、城市規(guī)劃、傳達媒介的設計問題,必須迅速形成新的策略,新的體系,新的設計觀,新的技術體系,來解決這些問題,這是社會需求和商業(yè)需求迫在眉睫的任務。
二、針對往昔所有設計運動只是強調為社會權貴服務的中心,如何形成新的設計理論和原則,以至使設計能夠第一次為廣大的人民大眾服務,徹底改變設計服務的對象問題。
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