文档介绍：第二章现代设计技术
概述
计算机辅助设计(CAD)技术
有限元分析
并行设计
反求工程
绿色产品设计
复习思考题
概述
现代设计技术定义与特点
1. 现代设计技术的定义
现代设计技术是以满足市场产品的质量、性能、时间、成本、价格综合效益最优为目的,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、创造产品活动过程所用到的技术群体的总称。
2. 现代设计技术的特点
(1) 系统性。
(2) 动态性。
(3) 创造性。
(4) 计算机化。
(5) 并行化、最优化、虚拟化和自动化。
(6) 主动性。
现代设计技术体系
现代设计技术的整个体系好比一棵大树,由基础技术、主体技术、支撑技术和应用技术四个层次组成,如图2-1所示。
图2-1 现代设计技术的体系及与其它学科的关系
1. 基础技术
基础技术是指传统的设计理论与方法,特别是运动学、静力学与动力学、材料力学、结构力学、热力学、电磁学、工程数学的基本原理与方法等。
2. 主体技术
现代设计技术的诞生和发展与计算机技术的发展息息相关、相辅相成。计算机科学与设计技术结合产生计算机辅助设计、智能CAD(Intelligent CAD,ICAD)、优化设计、有限元分析程序、模拟仿真、虚拟设计和工程数据库等技术。运用现代设计技术的多种理论与方法如优化设计、可靠性设计、模糊设计等理论构造的数学模型,来编制计算机应用程序,可以更广泛、更深入地模拟人的推理与思维,从而提高计算机的“智力”。而计算机辅助设计技术正是以它对数值计算和对信息与知识的独特处理能力,成为现代设计技术群体的主干,即主体技术。
3. 支撑技术
支撑技术主要有现代设计方法学、可信性设计技术、试验设计技术。现代设计方法学涉及的内容很广,如并行设计、系统设计、功能设计、模块化设计、价值工程、质量功能配制、反求工程、绿色设计、模糊设计、面向对象设计、工业造型设计等。可信性设计是广义的可靠性设计的扩展,主要指可靠性与安全性设计、动态分析与设计、防断裂设计、健壮设计、耐环境设计等。设计试验技术包括可靠性试验、环保性能试验与控制,以及运用计算机技术的数字仿真试验和虚拟试验等。
4. 应用技术
应用技术是针对实用目的解决各类具体产品设计问题的技术,如机床、汽车、工程机械、精密机械的现代设计内容可以看作是现代设计技术派生出来的具体技术群。
现代设计已扩展到产品规划、制造、营销、运行、回收等各个方面,除了必要的传统设计理论与方法的基础知识外,相关的学科与技术,尤其是制造工艺、自动化技术、系统管理技术、材料知识与经验及广泛的自然科学知识等也是十分必要的。此外,设计产品总是以满足社会需求为目的的,因此,设计人员还应具备政治、经济、法律、人文社会、艺术等方面的知识与素养。
计算机辅助设计(CAD)技术
计算机辅助设计技术的产生及发展
(1) 20世纪50年代—— CAD技术的萌芽期。
(2) 20世纪60年代—— CAD技术的成长期。
(3) 20世纪70年代—— CAD技术的发展期。
(4) 20世纪80年代—— CAD技术的普及期。
(5) 20世纪90年代—— CAD技术集成化期。