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《现代设计方法》课程结业论文
题目:现代设计方法在汽车设计中的应用
姓名
学号
班级
专业
院(系)
2017年5月21日
现代设计方法在汽车设计中的应用
宋家鹏
(武汉轻工大学机械工程学院,湖北武汉430070)
摘要:本文在分析汽丰设计方法开展的根底上,重点介绍了汽车设计中有待进一步推广应用的几种现代设计方法和技术。
关键词:现代设计方法;系统工程;模糊分析设计;计算机辅助设计(CAD)
0引言
现代科学技术的开展对汽车的性能、可靠性、经济性等提出更高的要求同时也为汽车的设计、制造提供了改进和创新的设计方法。据统计,一般汽车的质量和性能有60%-70%,在设计新产品时应研究和采用新的设计方法和技术,、加快设计速度、防止和减少设计失误的方法和措施,引发了“汽车现代设计方法”的研究.
1现代设计和传统设计的比较
传统的设计方法是以经历总结为根底,运用力学和数学而形成的经历、公式、图表、设计手册等作为设计的根据,通过经历公式、近似系数或类比等方法进展设计。而现代设计方法那么是强调创造性,在注重产品整体功能根底上以现代设计方法和计算机设计为工具的系统设计。这种设计不但可以大大进步设计的质量、精度和效率,而且可以将产品的适应性、经济性、可靠性统一起来,从而高效地设计出性能优良、经济效益显著的新型产品。目前,设计方法和技术正处于不断改善、不断创造的历史时期。可以预见,新的汽车产品将随着现代设计方法、技术和设计科学体系的完善而有新的打破.
2现代设计法的主要内容
现代设计法是在总结传统设计的经历和教训、吸收国外各设计流派的先进内容的根底上,以形态学为分类手段,以方法学为思想指导,详细形成以下十一论:
功能论:。
突变论:,如创造性设计。
系统论:现代设计工作的前提。进展系统辩识、系统分析,如系统分析法、人机工程等。
信息论:现代设计的根据。进展信号处理,如信息分析法、技术预测法等。
对应论:现代设计的捷径。采用相似、模拟,如相似设计等.
优化论:现代设计的目的。如优化设计等。
智能论;现代设计的核心。发挥人的主动性,使用人工智能,促进设计自动化,如CAD等。
离散论:,如有限元和边界元方法。
控制论:现代设计的深化。如动态分析设计法等。
模糊论:现代设计的开展。模糊性定量描绘,如模糊综合评判和决策等。
艺术论:.
3现代设计方法在汽车设计中的详细应用
3。1系统工程分析法
系统工程是以研究大系统为对象的一门跨学科的边缘科学,它应用数学方法和电子计算机等工具,对系统的构成要素、组织构造、信息交换和反响控制等功能进展分析、设计、制造和效劳,从而到达最优设计、,使部分和整体之间关系协调配合,以实现系统的综合最优化。应用系统工程的观点完成汽车设计,一般可分为三个阶段:
1)信息获取(或称系统分析)
2)信息处理(或称系统选择)
3)信息整理(或称系统施行方案)
汽车设计涉及到多种专业学科和各种不同要求,,全面平衡地、有层次地处理各种不同要求,使设计到达技术、经济和艺术的有机结合。现代汽车工业,已经把一个企业的全部消费过程(包括设计)作为一个整体,因此可以把它看成一个大系统。
用系统工程的观点来设计汽车,必须对此系统进展评价和决策。评价是决策的根据,所谓评价是指“按照明确目确实定对象的属性,并把它变成主观效用”的行为。在对系统进展评价时,要从明确评价目的出发,通过评价目的规定评价对象,并对其功能、特性和效果等属性进展科学的测定,最后由测定者根据给定的评价标准把测定结果变换成价值,供决策时参考。研制汽车产品时,对系统的评价是非常重要的,假设评价不当或产生错误,不仅此研制的产品无法实现,而且还要付出庞大的费用,造成无法挽回的损失。汽车设计中,常采用的评价方法有相关矩阵法、穿插影响矩阵法等。
3。2模糊设计法
顾名思义,,而是通过总结相关的理论经历进而确定出相关的参数、控制和计算方法。主要应用的是模糊优化分析、,在汽车设计中存在着许多的模糊性因素。模糊设计法在汽车设计中有着积极的作用,详细来说,在离合器、变速箱、齿轮和发动机参数等都可以进展相关的指标优化。,模糊决策包含许多的自然语言、经历和中间过渡性,这些都会在一定程度上造成划分的模糊性。
在当前比较复杂的工业控制中,现代控制所起到的作用非常有限,这主要是由于现代控制的数学模型
比较难以建立。在这样的情况之下,模糊控制具有独特的优势,不需要对控制对象建立相关的数学模型,只需一种语言控制器,可以促进工作人员利用模糊控制进展更优的设计。
(CAD)
,即从方案设计人手,使设计对象模型化;根据提供的设计技术参数进展总体设计和总图设计,通过对构造的静态或动态性能分析,最后确定技术参数;在此根底上,完成详细设计和产品设计。所以CAD系统应能支持包括:创新、变型、分析、综合和模拟等各项根本设计活动。设计者可以在CAD图形终端上设计零、部件,分析应力、变形、振动及温度场,研究机械作用、修改构造,并自动绘出工程图形。顺便指出,虽然理论上CAD的功能是参和设计全过程的,但由于一般使用者认为,通常的设计中制图工作量占的比重较大(50%-60%),而且绘图软件开发较早,因此在应用中CAD的重点实际上放在绘图自动化方面。
目前,国内已开展了一种CAD/CAM集成环境下汽车车身CAD。该系统由三部分组成:一是计算机控制的三坐标侧量机系统,二是计算机处理系统和图形显示终端,三是计算机绘图系统。其设计流程大致是:首先制作1:5油泥模型,然后用三坐标数控测量机测量模型上有限点数的坐标,然后利用CAD系统进展外外表和部分内饰件如仪表盘、座椅等三维几何造型;该系统在车身造型
一构造布置一零件设计全过程中始终采用三维造型技术,并在零件设计阶段将三维几何信息和非几何信息统一起来,形成三维产品定义模型,为车身CAD系统和车身模具CAD、CAPP、CAM的信息共享和系统集成打下良好的根底;该系统还加强了构造分析在设计过程中的作用,使其不仅应用在概念设计阶段作多方案比较,还应用于详细设计阶段,真正为设计方案的评判和修改提供根据.
在汽车设计中采用CAD的优点在于:
1)能减少设计计算、制图的时间,缩短新产品的设计和研制周期,适应产品更新换代的需要,进步市场竞争才能。
2)采用CAD系统可以分析多种方案,实现多方案择优。
3)能使设计人员从事务性和重复性劳动中解脱出来,有更多的时间进展创造性的劳动。
4结语
现代社会经济的不断开展对于汽车的各个方面都提出了全新的要求,同时要求汽车设计方法进展改进和完善。根据有关的资料说明,,应在汽车的设计中使用符合当前汽车产业开展的设计方法。为了保证汽车设计的质量,促进汽车设计的快速开展,防止和降低设计过程中出现的失误,从而引出现代设计方法在汽车设计中的应用。文章主要从系统工程分析法、模糊设计法、计算机辅助技术和虚拟现实技术的应用进展阐述,分析了现代设计方法的优势。当前现代设计处于飞速开展的时代,在形式和内容方面都涉及非常广泛的领域,也正是由于这些不断地研究和应用,促进了汽车设计程度的提升。
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