xin现代设计方法

1.现代设计方法的概念现代设计是过去长期的传统设计活动的延伸和发展，是传统设计的深入、丰富和完善。随着设计实践经验的积累、设计理论的发展以及科学技术的进步，特别是计算机技术的高速发展，设计过程产生了质的飞跃。为区别过去常用的传统设计理论方法、人们把这些新兴理论和方法称为现代设计方法。2.现代设计方法的新兴理论与方法优化设计、可靠性设计、设计方法学、计算机辅助设计、动态设计、有限元法、工业艺术造型设计、人机工程、并行工程、价值工程、反求工程设计、模块化设计、相似性设计、虚拟设计、疲劳设计、三次设计、摩擦学设计、绿色设计等3.为什么说现代设计方法并非万能良药？现代设计中各种方法都有其特定的作用和应用场合。如优化设计，目前只能在指定方案下进行参数优化，不可能自行创造最优设计方案。二计算机辅助设计也只能在寻找方面帮助人的脑和手工作，而不能代替人脑进行创造性思维。4.名词解释（1）生命周期优化：在产品生命周期内对产品进行优化设计，是一种综合优化方法，具有重要实际意义（2）集成优化与综合优化：对产品的整个系统、产品的全部结构、产品的生产和使用的全部过程（包括产品的全生命周期）、产品的全部功能和性能的优化等。5.CAD的特点将人的创造能力和计算机的高速运算能力，巨大存储能力和逻辑判断能力很好地结合起来，可以极大地提高设计质量，减轻设计人员的劳动，缩短设计周期，降低产品成本，为开发新产品和新工艺创造了有利条件。6.机械产品设计工作的内容设计任务书，任务书分析，总体结构方案拟定，结构设计、绘图，技术文件7.虚拟设计与虚拟现实采用虚拟设计技术对产品进行模拟，使用者可以直接从外观上或功能上比较全面地了解产品的情况，很多情况下，甚至可以通过虚拟技术代替真实情况，从而大大降低产品研究与开发的成本。虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统它利用计算机生成一种模拟环境是一种多源信息融合的交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真使用户沉浸到该环境中。1.设计方法学用系统的观点，考虑自然科学、社会科学、经济科学等各种现代因素，为获得质优价廉、有创新的产品，研究产品的一般设计过程、设计思维和工作方法、设计工具的综合性学科。2.设计方法学的研究目的提高设计水平和质量，设计出更多功能全、性能好、成本低、外形美的产品，以满足社会的需求和适应日趋尖锐的市场竞争。3.设计过程和程序设计方法学从系统观点出发来研究产品的设计过程，将产品视为由输入、转换、输出三要素组成的系统，重点研究将功能要求转化为产品结构图纸的设计过程，并分析设计过程的特点，总结设计过程的思维规律，寻求合理的设计程序。4.产品设计的过程1）产品规划阶2）原理方案设计阶段3）技术设计阶段4）施工设计阶段5.施工设计文件有哪些零件加工图、部件装配图、造型效果图、设计和使用说明书、工艺设计文件等。6.设计类型1）开发性设计2）适应型设计3）变参数设计4）测绘和仿制7.*技术系统设计的目的是为满足一定的功能需求。完成某个特定功能或职能的各个事物的集合，简称为技术系统。8.确定技术工程的一般步骤1）根据信息集约和调研预测资料，确定作业对象及其主要转换要求。2）根据理论和实践，确定实现转换的工作原理。（3）明确实现技术过程的环境和约束条件。环境是技术系统发生联系的外界的总和，约束条件包括经济条件、生产条件、技术条件、社会条件。（4）确定主要技术过程和其他辅助过程。（5）根据高效、经济、可靠、美观、使用方便等原则，初步划定技术系统的边界，即工作范围。9.作业对象作业对象分为三大类，物料、能量和信息。当物料、能量、信号只有在技术过程中转换了状态，满足了需求，才是作业对象10.*功能分析设计法确定总功能，将总功能分解为分功能，并用功能结构来表达分工能之间的相互关系，这一过程称为功能分析。是系统优化设计中探寻功能原理方案的主要方法。要求：a.作用单元，完成转换工作；b.动力单元，完成能量的转换、传递与分配；c.控制单元，接受、处理、和输出控制信息；d.检测单元，检测信息技术系统各种功能的完成情况并反馈给控制单元；e.结构单元，实现系统各部分的连接与支承拟定设计任务书的原则拟定设计要求表（设计任务书）的原则是详细而明确，先进而合理。所谓详细，就是针对具体设计项目应尽可能列出全部设计要求，特别是不能遗漏重要的设计要求；所谓明确，就是对设计要求尽可能定量化；所谓先进，就是与国内外同类产品相比，在产品功能、技术性能、经济指标等方面都具有先进性；所以合理，就是设计要求提的适度，实事求是。*使用功能分析法分析缝纫机的功能并画出功能树图CAD技术的起源航空工业和汽车工业2.CAD技术有哪些：AuToCAD，SliidWords，CAXA,CAM,CAX技术活动有哪些：设计、绘图、工程分析与文档制作等3.*齐次坐标形式（X，Y，H）4.图素，图像的类型（位图、矢量图）图素：图像的类型;图像分为位图（像素）和矢量图（线段）放大缩小线的粗细不变5.图形变换：变换矩阵p50可实现图形的比例、对称、旋转、错切四种基本变换。的功能是实现平移变换，l,m分别为x，y方向的平移量。的作用是产生透视变换。的作用是使图形产生全比例变换通过齐次坐标正常化后可是图形整体产生等比例放大或缩小，即，当s1是，等比例缩小，当0s1是，等比例放大；当s=1时，则为恒等变换。6.窗口与视图的概念窗口：在图形上指定要进行显示的部分视图：将物体按正投影法向投影面投射时所得到的投影称为“视图”。在显示屏上所限定的进行显示的区域称为视图区。7.工程数据库与商业数据库区别？工程数据库核心工程数据库核心：数据库系1.约束条件种类和名称（1）根据对设计变量取值的限制形式：显约束（直接限制）和隐约束（间接限制）（2）根据性质的不同：边界约束和性能约束。2.优化设计求解迭代公式中)()()()1(kkkkSXX的方向由什么确定？沿着使目标函数值下降且符合约束函数的方向。即负梯度方向)(kX第k个迭代点)(kS从第k个迭代点出发寻找下一个迭代点的搜索方向)(k前进的步长3.矩阵正定和海色矩阵p89特征值全为正称为矩阵正定xf）（02▽目标函数f(x)在点x(0)的所有二阶偏导数组成的矩阵，该矩阵称为二阶导数矩阵或海色矩阵，简记作H(x)，n×n阶对称矩阵4.方向导数和梯度p95xf）（0▽是由目标函数f(x)在x)0(的所有一阶偏导数组成的矩阵向量，成为一阶导数矩阵向量或梯度5最速下降法-------一阶梯度法由梯度的概念可知，负梯度方向是目标函数值变化最快的方向，因此，选择负梯度方向作为探索方向，将会很可观的改进坐标轮换法的不足，该方法成为一阶梯度法或最速下降法。6.约束条件？P109等式约束与不等式约束的区别对设计变量取值构成限制的条件称为约束条件。不等式约束是区域，等式约束是区域的边界1.有限元方法求解问题的基本步骤。1结构离散化；2确定单元位移模式;3单元特性分析;4建立表示整个结构节点平衡的方程组;5解方程组和输出计算结果;2.单元位移模式p141弹性单元体内任一点的位移与其节点位移的函数关系称为位移模式。结构离散化后，接下来的工作就是对结构离散化所得的任一典型单元进行单元特性分析，即选择合理的位移模式。3.在有限元法中，单元刚度矩阵描述了节点力和节点位移之间的关系。4采用三角形单元分析平面应力问题时，三角形单元内任意点的位移可以表示为节点位移的线性组合。先进制造1.PDM：ProductDataManagement计算机产品数据管理BOM：（BillofMaterial）物料清单MPS：MasterProductionSchedule主生产计划2.特种加工技术都有哪些方法，加工效率（对比传统加工方法）和适用范围210页详解。（1）电解质加工特点a以简单的直线进给运动，完成复杂的曲面或型腔加工b加范围广，可用来加工高强度，高硬度以及低刚度的韧性金属材料，不受被加工金属材料本身性能的影响c工具阴极理论上无消耗好可长期使用d加工表面质量好，表面不产生毛刺残余应力和变形层，对加工后的工件儿的强度，硬度均无影响，可以达到较好的表面粗糙度和平均加工精度e加工过程中不产生内应力和变形，因此可加工易变形零件儿和薄壁零件f与其他加工方法相比，生产效率表高（2）电火花的加工特点a用于任何难切学材料的加工b加工特殊极复杂形状的表面和零件c生产加工生产率低d易于实现自动控制e工件表面存在电蚀硬层f存在电极消耗（3）激光加工的特点1)激光光斑大小可以聚焦到微米级输出功率可以调解能进行非常微细的加工2)激光的功率密度高几乎可以加工所有的可融化不可分解的技术非金属材料透明材料，如玻璃，只要采取一些色化和打毛措施，也可加工3)加工所用的工具是激光束，是非接触加工，所以没有明显的机械力没有工具损耗的问题4)激光束易于导向聚焦和发射，可与数控机床机器人等结合，构成各种灵活的加工系统，有利于对传统加工工艺传统的机床设备的改造5)激光加工是一种瞬时局部融化和汽化的热加工，影响因素很多6)激光加工是一种热加工，影响因素很多，固加工精度难以保证和提高(4）超声波加工的特点，1)适合加工各种硬脆材料特别适合加工玻璃陶瓷半导体2)工具可用较软的材料做成交复杂的形状3)去除加工材料是靠极小磨料瞬时的局部撞击作用4)功件上被加工出的形状与工具行动一致5)超声波加工机床，工具均比较简单3能量束加工方法有哪些？激光加工，超声波加工，电子束加工，离子束加工，4数控机床的分类1）按被控对象运动轨迹分:点位控制、线控制、廓控制数控机床2)按驱动装置可分为：开环控制、闭环控制、闭环控制数控机床3）按加工方式分类;金属切削类、金属成型类、控特种加工类、其他类型4）按照功能水平分类：分为高中低挡5自动编程的软件有哪些？CATIA、UGNX、EUCLID、UG11、1-DEAS、SolidWorks、INTERGRAPH、Pro/Engineering、MasterCAMPowerMILL、CAXEMECimatronsmlqdcpTbadcbamlqps11''yxsysxsyx正常化6.Fms（p174）和可重配置制造系统（p203）FMS系统是由计算机控制系统和物流系统连接起来并具有一系列自动化加工设备和辅助设备加工对象，工艺过程，工序内容和生产节拍等可自动调整的高自动化制造系统RMS可重配置制造系统在中文中又称为可重构制造系统，RMS一开始是为了能够快速改变结构以及软硬件儿，以便能够更快速调整同一类零件的生产能力和功能，从而快速响应市场变化及需要调整的制造模式RMS可重配置制造系统的特征:1)块化,所有的重要组成部分都是模块化2)成化,信息、动力以及机械接口起着重要的作用3)户化，FMS和RMS最大的区别之一就是RMS在柔性以及控制方面体现出用户化能力4)统的快速响应特性5)统的可诊断性引入模块化后，操作者更容易发现和确认制造系统异常行为的发生原因FMS特征:1)大提高了劳动生产率，2)了生产周期3)提高了产品质量4)提高了机床利用率，5)减少操作人员6）降低成本7）减少在制品数量和库存数量7.opitz分类编码系统分类标志分类标志：是事物赖以进行分类的依据,选取被分类事物所固有的特征和属性。按总体形状分回转体和非回转体8.制造模式与制造方法的区别制造模式：制造系统某些特性的集中体现，也是制造企业所有管理方法与工程技术融合的结晶9全面质量管理的本质和实施过程本质：以质量为中心，以全员参与为基础，目的在于通过之上让顾客满意和本组织所有成员及社会收益而达到长期成功的管理途径。实施过程：计划——执行——检查——处理10.电火花加工中极性效应在电火花加工过程中无论是正极还是负极都会受到不同程度的电蚀，这种由于正负极性不同而彼此电蚀量不一样的现象叫做极性效应11.主生产计划MPS，MRP,MRPII主生产计划（MasterProductionSchedule，简称MPS）。MPS是闭环计划系统的一个部分