文档介绍：第十七章现代设计方法简介
第一节计算机辅助设计
第二节机械可靠性设计
第三节优化设计
第四节机械动态设计
第五节并行设计
第六节虚拟设计
第七节绿色设计
第八节机械创新设计方法
第九节现代设计方法总体发展趋势和特征
第一节计算机辅助设计
一、概述
计算机辅助设计:(Computer Aided Design-CAD):
是指在设计活动中,利用计算机及工程设计软件作为工具,帮助工程技术人员进行设计的一切有关技术的总称。
二、计算机辅助设计系统的构成
硬件系统:计算机主机、输入设备、输出设备、图形显示器、外存储器及其它通信接口。
软件系统:系统软件平台、支撑软件和应用软件三个层次所构成。
通用CAD软件简介:
通用CAD软件简介:
AutoCAD和MDT(Mechanical Desktop):
美国AutoDesk公司
Pro/Engineer:
美国PTC(Parametric Technology Corporation)公司
I-DEAS:
美国SDRC(Structural Dynamics Research Corporation)公司
Unigraphics(UG)和Solid Edge:
美国麦道公司
Solid Works:
美国Solid Works公司
第二节机械可靠性设计
一、概述
二、可靠性设计的理论基础
三、机械强度可靠性设计
四、机械系统可靠性设计
一、概述
机械可靠性设计是以提高产品可靠性为目的、以概率论与数理统计为基础,综合运用数学、物理、工程力学、机械工程学、人-机工程学、系统工程学、运筹学等多方面的知识来研究机械工程的最佳设计问题的一种现代设计理论及方法,是设计科学化、现代化的重要内容之一。
机械可靠性设计主要涉及以下几个方面内容:
1. 研究产品的故障机理和故障模型
2. 确定产品的可靠性指标及其等级
3. 合理分配产品的可靠性指标值
4. 以规定的可靠性指标值作为依据对零件进行可靠性设计
二、可靠性设计的理论基础
基本任务:在可靠性物理学研究的基础上,结合可靠性试验及可靠性数据的统计与分析,提出可供实际设计计算应用的物理数学模型和方法,以便在产品设计阶段就能规定其可靠性指标,或估计、预测机器及其主要零部件在规定的工作条件下的工作能力状态或寿命,保证所设计的产品具有所需要的可靠度。
理论基础:
应力-强度分布干涉理论
可靠度计算
1. 应力和强度都为正态分布时的可靠度计算
2. 应力和强度都为对数正态分布时的可靠度计算
,在规定寿命下的零件可靠度计算
应力-强度分布干涉理论
应力-强度分布曲线的相互关系
S
a
b
三、机械强度可靠性设计
主要有以下三个方面的问题:
零件工作应力的确定
强度分布的确定
强度可靠性计算条件与许用可靠度的选取
(1) 明确机械产品的工作时间。
(2) 根据零件的重要性与否确定其可靠度值的大小。
(3) 有时需要根据用户的要求来确定可靠度指标。
(4) 可靠度指标会受到经济和技术水平的制约。
许用可靠度值的确定主要遵循以下的原则:
四、机械系统可靠性设计
目的:使系统在满足规定的可靠性指标,完成预定功能的前提下,其技术性能、重量指标、制造成本及其使用寿命等取得协调并达到最优化的结果;或者在性能、重量、成本、寿命和其它要求的约束下,设计出高可靠性系统。
内容:
1. 按照已知零部件或各单元的可靠性数据计算系统的可靠性指标,称为可靠性预测,应进行系统的几种结构模型的计算、比较,以得到尽量满意的系统设计方案和可靠性指标;
2. 按照已给定的系统可靠性指标、对组成系统的单元进行可靠性分配,并在多种设计方案中比较、选优。
第三节优化设计
一、概述
二、优化设计的数学模型
三、优化问题的迭代解法