00-现代机械设计方法概论

11南京农业大学机械设计教研室张海军现代机械设计方法I绪论现代设计方法概念设计方法的发展过程直觉——经验——半理论半经验——现代设计1.1概述在大学机械类专业的教学计划中，安排了一组机械设计类课程。这些课程的目的是向学生提供机械设计方面的基本理论和知识，并通过各种教学环节使学生具备进行机械设计的基本能力，并具备进行机械试验的动手能力。通过这些课程和相关的实践活动，培养同学们的创新精神、团队精神和工作作风。一、机械设计类课程简介1.2现代设计方法的主要内容及特点机械设计系列课程机械制图机械设计基础工程力学现代机械设计方法必修课选修课二、机械设计的方法工业革命以来力学和材料科学的发展运动学分析与设计动力学分析与设计工作能力的分析与设计产生的时代：产生的基础：基本内容：产生的时代：产生的基础：20世纪下半期计算机的发明与快速发展常规设计方法现代设计方法方案设计运动学分析与设计动力学分析与设计零件工作能力设计结构设计创造性主要依靠经验，通过类比方法进行主要依赖于设计者的灵感有系统的理论方法，但往往只能近似满足运动学要求受到计算手段的制约，分析较简单。常将复杂问题简化，得出近似公式或经验公式。一般按静载荷计算，引入动载系数常采用类比的方法1.常规设计方法机械零件设计的一般步骤机械零件设计的一般步骤选择零件类型、结构计算零件上的载荷确定计算准则选择零件的材料确定零件的基本尺寸结构设计校核计算画出零件工作图写出计算说明书常规设计方法有如下不足：方案设计过分依赖设计者个人的经验和水平；一般满足于获得一个可用方案，而不是最佳方案；受计算手段的限制，简化假定较多，影响了设计质量；设计工作周期长、效率低，不能满足市场竞争激烈、产品更新速度加快的新形势。机械现代设计方法简介12.机械现代设计方法现代设计方法从总体上概括为力求运用现代应用数学、应用力学、微电子学及信息科学等方面的最新成果与手段实现下列转换：以动态的取代静态的─如机器结构动力学计算。以定量的取代定性的─如有限元计算。以随机量取代确定量─如可靠性设计。以优化设计取代可行性设计─如优化设计。并行设计取代串行设计─如并行设计。微观的取代宏观的─如微－纳米摩擦学设计。系统工程法取代分部处理法─如系统工程。自动化设计取代人工设计的转化─如计算机辅助设计。现代设计方法•以动态取代静态•以定量取代定性•以变量取代常量•以优化取代可行性设计•以并行取代串行设计•以微观取代宏观•以系统工程取代分部处理•以自动化取代人工设计特征和发展动向：具体方法：•计算机辅助设计•优化设计•可靠性设计•虚拟产品设计•参数化设计•智能设计•分形设计•网上设计•创新设计•反求工程近年来，我国关于“见习机械设计工程师资格考试”日益受到重视，和大学英语、计算机等级考试一样，每年举行两次。主要内容包括：《机电企业管理导论》、《计算机辅助设计及制造技术》、《现代机械设计方法》等课程。《现代机械设计方法》是其中的重要组成部分！学习该课程，不是完全摒弃传统设计方法，而是多掌握一些新的设计理论和方法。1.3学习现代设计方法的意义产品的设计是决定产品性能、质量、成本和企业经济效益的重要环节。产品的核心竞争力很大程度上取决于设计。通过学习，力争提高产品设计水平，既能缩短设计周期，又能提高产品质量。1.了解创新设计、有限元分析、优化设计、可靠性设计等方法的原理、功能、特点与工程应用。2.掌握四种设计方法中涉及到的主要概念、主要模型、基本方法。3.具有完整地运用这些方法解决简单工程实际问题的能力。一．总体要求《现代机械设计方法》大纲二．相关内容和要求1.创新设计2.有限元方法与软件应用1.1基本概念1.2冲突及其解决原理1.3利用技术进化模式2.1基本思想2.2弹性力学基本理论2.3弹性力学有限元法2.4设计分析若干问题2.5有限元分析软件3.1基本概念3.2优化设计数学模型3.3优化设计数学基础3.4无约束优化方法3.5有约束优化方法3.6机械优化设计应用4.1可靠性度量指标4.2常用概率分布4.3零件可靠性设计4.4机械系统的可靠性3.优化设计4.可靠性设计三、本课程要求的主要内容1.计算机辅助设计CAD2.有限元方法与软件应用2.1基本思想2.2弹性力学基本理论2.3弹性力学有限元法2.4设计分析若干问题2.5有限元分析软件的应用3.1基本概念3.2优化设计数学模型3.3优化设计数学基础3.4无约束优化方法3.5有约束优化方法3.6机械优化设计应用4.1可靠性度量指标4.2常用概率分布4.3零件可靠性设计4.4机械系统的可靠性3.优化设计4.可靠性设计1.1CAD概述1.2CAD系统的构成1.3工程数据处理方法1.4数据库及其应用1.5图形处理技术1.6常用CAD软件学习要求1.课堂讲解与课外自学相结合；2.上课认真听讲，按时完成作业；3.基于课程内容繁杂的特点，应注意平时知识的积累。考核方式：课程设计成绩闭卷(70%)+平时(30%)教材：《现代机械设计方法》倪洪启主编，化工出版社