現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法的幾點(diǎn)思考

1、    現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法的幾點(diǎn)思考    張清偉摘要：現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用是一項(xiàng)綜合的系統(tǒng)工程，具有長(zhǎng)期性和復(fù)雜性。面對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)日趨復(fù)雜的現(xiàn)狀，不斷探索現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用策略，只有這樣，才能不斷提高現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用水平，進(jìn)而促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)又好又快地發(fā)展。關(guān)鍵詞：現(xiàn)代機(jī)械；機(jī)械設(shè)計(jì)；方法引言與傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)相比，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)具有自身設(shè)計(jì)新理念和新思路。而現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)離不開(kāi)創(chuàng)新思維，創(chuàng)新思維是社會(huì)發(fā)展的源泉，是現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)中重要的組成部分。機(jī)械設(shè)計(jì)人員只有樹(shù)立創(chuàng)新思維的理念，并結(jié)合自身豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和扎實(shí)的理論知識(shí)，同時(shí)充分利用現(xiàn)代計(jì)算

2、機(jī)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，發(fā)揮主觀能動(dòng)性，才能夠設(shè)計(jì)出滿足人們對(duì)于產(chǎn)品越來(lái)越高的要求，從而促進(jìn)我國(guó)現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)發(fā)展。1.現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的特點(diǎn)1.1 創(chuàng)新性現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)以先進(jìn)的設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)工具為依托，能充分發(fā)揮設(shè)計(jì)者的創(chuàng)造性思維能力，運(yùn)用用各種創(chuàng)造性的方法和手段，開(kāi)發(fā)出具有創(chuàng)新性的產(chǎn)品。現(xiàn)代機(jī)械在機(jī)械性能的穩(wěn)定性以及測(cè)驗(yàn)等方面，能夠利用計(jì)算機(jī)完成工作的模擬和再現(xiàn)。這種操作大大節(jié)省了時(shí)間，能夠直觀地觀察到工作的結(jié)果并保證質(zhì)量水平。此外，它能夠節(jié)約預(yù)備和其他相關(guān)細(xì)節(jié)工作的時(shí)間，使得工作的合理性和速度都得到提升。1.2 開(kāi)放性在傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中，最大的缺點(diǎn)便是不去看或很少去看自身以外的廣闊天地，只關(guān)心自身的狹小

3、區(qū)域，坐井觀天，同時(shí)樂(lè)于接受傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法，樂(lè)于駕輕就熟，從而造成了信息堵塞，思維單一、呆滯，缺乏創(chuàng)造性。而開(kāi)放性思維恰恰就解決了這一大問(wèn)題，它將對(duì)于一個(gè)事物的研究作為一個(gè)開(kāi)放的系統(tǒng)來(lái)思考，同時(shí)也注重研究事物與外部的一切聯(lián)系，從而掌握該事物及其發(fā)展的規(guī)律。1.3 獨(dú)創(chuàng)性要進(jìn)行現(xiàn)代機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)，首要前提便是要學(xué)會(huì)獨(dú)立思考，勇于突破陳舊的思想、觀念，敢于直抒己見(jiàn)，從而構(gòu)筑一個(gè)開(kāi)放、獨(dú)特、鮮穎的思維形態(tài)，從一個(gè)全新的角度來(lái)分析問(wèn)題。1.4 多向性在現(xiàn)代機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)當(dāng)中，為了解決一個(gè)問(wèn)題，需充分發(fā)揮自己的想象力，從不同的角度去思考和探索，以獲得盡可能多的解法和思路?，F(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品的多樣性與多向性的創(chuàng)

4、造性思維是緊密聯(lián)系的。2.現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法2.1 現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的優(yōu)化設(shè)計(jì)的優(yōu)化就是通過(guò)不同的方式進(jìn)行方式的優(yōu)化，在機(jī)械設(shè)計(jì)的過(guò)程中對(duì)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)以及性能進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，這樣的優(yōu)化是為了保證設(shè)計(jì)出的機(jī)械產(chǎn)品一方面具有外在的品質(zhì)保證，另一方面是保證產(chǎn)品的內(nèi)在的質(zhì)量。優(yōu)化設(shè)計(jì)一般分為兩種方式。2.1.1數(shù)學(xué)規(guī)劃實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)優(yōu)化我們說(shuō)的數(shù)學(xué)規(guī)劃法，就是把數(shù)學(xué)規(guī)劃的理論作為基礎(chǔ)，是一種嚴(yán)格意義上的優(yōu)化方法。這種算法對(duì)理論依據(jù)有很高的要求，同時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)流程的規(guī)格也有著嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。因?yàn)檫@種規(guī)劃方法在計(jì)算的過(guò)程中要進(jìn)行很多的迭代，并對(duì)數(shù)學(xué)模型要求高性態(tài)。所以這樣的優(yōu)化方式的適用范圍很小，適用于目標(biāo)明確，容易建立數(shù)學(xué)模

5、型或者結(jié)構(gòu)不復(fù)雜的機(jī)械設(shè)計(jì)中。2.1.2人工智能實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)優(yōu)化現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)是我國(guó)人民創(chuàng)造型勞動(dòng)中的一種，機(jī)械設(shè)計(jì)的過(guò)程需要進(jìn)行以下四個(gè)步驟，任務(wù)的明確，設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)技術(shù)以及設(shè)計(jì)施工，并且每個(gè)環(huán)節(jié)都要及時(shí)地對(duì)建立的模型進(jìn)行仔細(xì)分析，對(duì)設(shè)計(jì)的模型進(jìn)行修改與合理性評(píng)價(jià)。人工智能優(yōu)化設(shè)計(jì)活動(dòng)有下面兩種，一直對(duì)設(shè)計(jì)數(shù)值的計(jì)算，內(nèi)容主要是大量的繪圖與計(jì)算分析；二是對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)以及推理，內(nèi)容主要是方案的提出，方案的優(yōu)化以及設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)等方面。因?yàn)樗伎己屯评硎沁@種優(yōu)化活動(dòng)的基礎(chǔ)，所以這就要求設(shè)計(jì)人員要有豐富的專業(yè)知識(shí)和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。作為機(jī)械設(shè)計(jì)重要的內(nèi)容，設(shè)計(jì)方案的設(shè)計(jì)以及推理設(shè)計(jì)的結(jié)果對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量起著關(guān)鍵性

6、的作用，在這種情況下使用人工智能技術(shù)能為設(shè)計(jì)中的非數(shù)值計(jì)算工作提供保障。2.2 可靠性設(shè)計(jì)可靠性是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力?？煽啃栽O(shè)計(jì)是對(duì)系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)進(jìn)行可靠性分析和預(yù)測(cè)，采用簡(jiǎn)化系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)、裕度設(shè)計(jì)和可維修設(shè)計(jì)等措施以提高系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)可靠度的設(shè)計(jì)。它不但直接反映產(chǎn)品各組成部件的質(zhì)量，而且還影響到整個(gè)產(chǎn)品質(zhì)量性能的優(yōu)劣?？煽啃苑譃楣逃锌煽啃?、使用可靠性和環(huán)境適應(yīng)性?？煽啃缘亩攘恐笜?biāo)一般有可靠度、無(wú)故障率、失效率三種。2.3 并行設(shè)計(jì)傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法是按照設(shè)計(jì)、制造等過(guò)程串行進(jìn)行，設(shè)計(jì)階段很少考慮設(shè)計(jì)以后的問(wèn)題，這種設(shè)計(jì)方法使得產(chǎn)品設(shè)計(jì)與以后的制造、使用、維修等環(huán)節(jié)相互脫節(jié)

7、。并行設(shè)計(jì)是在產(chǎn)品開(kāi)始設(shè)計(jì)的時(shí)候，就考慮到產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到使用過(guò)程中整個(gè)壽命周期的所有元素，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程和工藝設(shè)計(jì)、加工制造和銷售等各個(gè)階段并行地進(jìn)行，實(shí)行集成開(kāi)發(fā)，力爭(zhēng)使所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品具有較高的綜合性能。2.4 虛擬設(shè)計(jì)虛擬設(shè)計(jì)是基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，通過(guò)對(duì)客觀世界的信息建模形成逼真的并通過(guò)人與虛擬環(huán)境多感知通道實(shí)現(xiàn)視覺(jué)感知、聽(tīng)覺(jué)感知、觸覺(jué)感知、運(yùn)動(dòng)感知、味覺(jué)感知和嗅覺(jué)感知等，通過(guò)沉浸感的自然交互，實(shí)時(shí)地向用戶提供逼真的感知信息，使設(shè)計(jì)者可以不受時(shí)空和生理?xiàng)l件的限制，去感知和研究復(fù)雜事件在各種假想條件下的發(fā)生和發(fā)展過(guò)程。借助虛擬設(shè)計(jì)，可特產(chǎn)品從概念設(shè)計(jì)到投入使用的全過(guò)程（產(chǎn)品的生命周期）在虛擬環(huán)境中

8、虛擬地實(shí)現(xiàn)，既達(dá)到對(duì)產(chǎn)品的物質(zhì)形態(tài)和制造過(guò)程模擬和可視化，還能完成對(duì)產(chǎn)品的性能、行為功能以及在產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)的各個(gè)階段中的實(shí)施方案進(jìn)行預(yù)測(cè)、評(píng)價(jià)和優(yōu)化。虛擬設(shè)計(jì)基于并行工程，使產(chǎn)品在概念設(shè)計(jì)階段就可以迅速地分析和比較多種設(shè)計(jì)方案，確定影響產(chǎn)品總體性能的關(guān)鍵參數(shù)，并通過(guò)可視化技術(shù)設(shè)計(jì)產(chǎn)品，預(yù)測(cè)產(chǎn)品在真實(shí)工況下的行為特征以及所具有的行為響應(yīng)，從而獲得員優(yōu)工作性能。虛擬設(shè)計(jì)通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)建立產(chǎn)品的數(shù)字化仿真模型（虛擬樣機(jī)），可以完成任意次物理樣機(jī)無(wú)法進(jìn)行的虛擬試驗(yàn)，故虛擬設(shè)計(jì)將具有更低的研發(fā)成本、更短的研發(fā)周期、更高的產(chǎn)品質(zhì)量。3.結(jié)束語(yǔ)綜上所述，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)它是一個(gè)創(chuàng)造性的工作工程，是多種技術(shù)學(xué)科相互滲透、相互結(jié)合的產(chǎn)物。機(jī)械設(shè)計(jì)只有不斷的與當(dāng)代先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)相結(jié)合才能促進(jìn)自身的發(fā)展，因此來(lái)說(shuō)，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)該適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展，才能對(duì)社會(huì)做出貢獻(xiàn)。參考文獻(xiàn)：1黃乾歡，柴睿，黃