第壹,職業現代性
由機械設計和計算機專業人員開發的計算機軟件,能夠反映和描述機械產品在實際工況下的各種損傷、失效和破壞機理,能夠定量分析和計算機械零件和機械的動態行為,形成固定的設計程序。這是壹種專業的現代設計方法,如振動分析與設計、摩擦學設計、熱力學傳熱設計、強度與剛度設計、溫度場分析等。這些軟件是在傳統設計方法的基礎上應用計算機技術開發的。比如用Pro/M軟件分析機械裝置的動態特性,用ANSYS軟件分析應力就是這方面很好的例子,為準確判斷裝置的可靠性和選擇設計參數奠定了基礎。
第二,通用現代
為了滿足機械產品的高性能要求,計算機技術被廣泛應用於機械設計中進行輔助設計和系統分析,這是壹種通用的現代設計方法。常用的方法有優化、有限元、可靠性、仿真、專家系統、CAD等。這些方法不僅是針對機械產品的,而且有自己的科學理論和方法。
1,優化設計
機械優化設計是優化技術在機械設計領域的移植和應用。其基本思想是根據機械設計的理論、方法和標準,建立反映工程設計問題並滿足數學規劃要求的數學模型,然後利用數學規劃方法和計算機計算技術,自動找出設計問題的最優方案。它是機械設計理論與優化數學和電子計算機相結合而形成的現代設計方法。
2.模擬和虛擬設計
計算機模擬技術是以計算機為工具,“建立壹個實際的或聯想的系統模型”,並在不同條件下對該模型進行動態運行實驗的綜合技術。虛擬技術的本質是基於計算機支持的仿真技術,在產品設計階段實時模擬產品開發的全過程及其對產品設計的影響,預測產品性能、產品制造成本、產品可制造性、產品可維護性和可拆卸性,從而提高產品設計的壹次性成功率。這種方法不僅縮短了產品開發周期,而且縮短了產品開發與用戶之間的距離。
3.有限元設計
這種方法使用數學近似來模擬真實的物理系統(幾何形狀和負載條件)。通過使用簡單和交互的元素,即細胞,可以用有限個未知數來近似無限個未知數的真實系統。它不僅可用於解決工程中復雜的非線性和非定常問題,還可用於工程設計中復雜結構的靜力和動力分析,能精確計算復雜零件的應力分布和變形,從而成為計算復雜零件強度和剛度的有力分析工具。
4.模糊設計
它是將模糊數學知識應用於機械設計的壹種設計方法。機械設計中存在大量的模糊信息。比如在機械零件的設計中,零件的安全系數往往是從保守的角度來取的,取大的值並不經濟,但在其允許範圍內有壹個很大的模糊區間。在機械產品開發的各個階段,經常會遇到各種模糊問題。雖然這些問題的特點、性質和要求不同,但采用的模糊分析方法是相似的。其最大的特點是能夠全面、定量地分析各種因素對設計結果的影響,得出綜合的定量指標,作為選擇和決策的依據。
機械設計是機械工程的重要組成部分,是機械生產的第壹步,也是決定機械性能的最重要因素。機械設計的目標是在各種有限的條件下(如材料、加工能力、理論知識和計算手段等)設計出最好的機器。),也就是做出壹個最優的設計。優化設計需要綜合考慮很多要求,壹般包括:工作性能最好,制造成本最低,尺寸重量最小,使用最可靠,消耗最低,環境汙染最小。這些要求經常是矛盾的,它們的相對重要性隨著機器的不同類型和用途而變化。設計者的任務是根據具體情況權衡輕重,統籌考慮,使設計的機械具有最佳的綜合技術經濟效果。在過去,設計的優化主要依靠設計師的知識、經驗和遠見。隨著機械工程、價值工程、系統分析等新學科基礎理論的發展,制造和使用的技術經濟資料的積累,計算機的普及應用,優化逐漸拋棄主觀判斷,依靠科學計算。