現(xiàn)代設(shè)計方法與傳統(tǒng)設(shè)計方法的區(qū)別

1、機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計課程論文I現(xiàn)代設(shè)計方法與傳統(tǒng)設(shè)計方法區(qū)別聯(lián)系院 （系） 機(jī)電學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 學(xué) 生 孟慶超 學(xué) 號 1090810106 班 號 0908101 2012年5月 現(xiàn)代設(shè)計方法與傳統(tǒng)設(shè)計方法區(qū)別 摘要：本文通過現(xiàn)代設(shè)計方法與傳統(tǒng)設(shè)計方法的比較闡明了現(xiàn)代設(shè)計方法在工程設(shè)計中的重要性，明確未來機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計思路，即繼承傳統(tǒng)，不斷創(chuàng)新。 關(guān)鍵詞：機(jī)械；現(xiàn)代；傳統(tǒng)；設(shè)計方法 正文傳統(tǒng)的設(shè)計方法是一種以強度和低壓控制為中心的安全系數(shù)設(shè)計、經(jīng)驗設(shè)計、類比設(shè)計和機(jī)電分離設(shè)計, 也稱常規(guī)設(shè)計。這是一種靜態(tài)的半經(jīng)驗半理論的實際方法，只考慮產(chǎn)品本身，一般著眼點放在產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、部件或

2、零件上，對它們的強度、剛度、穩(wěn)定性、安全系數(shù)等方面進(jìn)行計算和驗算；而現(xiàn)代機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計方法則是強調(diào)創(chuàng)造性, 在注重產(chǎn)品整體功能基礎(chǔ)上以現(xiàn)代設(shè)計方法和計算機(jī)技術(shù)為工具的機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計?，F(xiàn)代設(shè)計方法是從傳統(tǒng)設(shè)計方法中發(fā)展而來的。因此，作為一種新的設(shè)計思想，與傳統(tǒng)設(shè)計方法比較，它有很多優(yōu)勢。一、傳統(tǒng)設(shè)計面向問題并偏重于技術(shù)；現(xiàn)代設(shè)計則面向功能目標(biāo)，將技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會環(huán)境等因素結(jié)合在一起統(tǒng)籌考慮，具有工程性，不但重視設(shè)計內(nèi)容，也強調(diào)設(shè)計進(jìn)程管理。二、傳統(tǒng)設(shè)計是朝向結(jié)構(gòu)方案的“收斂性思維”；現(xiàn)代設(shè)計則面向產(chǎn)品總功能目標(biāo)的“發(fā)散性思維”。三、 傳統(tǒng)設(shè)計采用少數(shù)的炎癥性分析以滿足限定的約束條件；而現(xiàn)代設(shè)計

3、是用多元性方法直接綜合使其在各種情況下實現(xiàn)方案與全域優(yōu)化目標(biāo)。四、傳統(tǒng)設(shè)計是用計算器、圖板、手冊的個體手工作業(yè)；而現(xiàn)代設(shè)計則充分利用計算機(jī)進(jìn)行計算、自動繪圖和數(shù)據(jù)庫管理，集團(tuán)分工協(xié)作。 五、傳統(tǒng)設(shè)計局限在零件和結(jié)構(gòu)上；而現(xiàn)代設(shè)計則更注重機(jī)械系統(tǒng)的全局構(gòu)成，包括造型藝術(shù)。六、傳統(tǒng)設(shè)計避開復(fù)雜問題，只按確定工況與靜態(tài)考慮；現(xiàn)代設(shè)計則研究動態(tài)的隨機(jī)工況、模糊性與其他一系列設(shè)計中復(fù)雜問題的神話細(xì)解。七、傳統(tǒng)設(shè)計采用單項與手冊標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)則（如強度、成本）；現(xiàn)代設(shè)計則采用科學(xué)的模糊綜合評價。從以上幾點對比中我們可以看出：傳統(tǒng)設(shè)計其實只是機(jī)械學(xué)，人們一心一意地研究運動學(xué)、動力學(xué)、強度、斷裂、摩擦等問題，問忽略

4、甚至忘記了“設(shè)計學(xué)”的核心是“功能”，其自身還有更重要的內(nèi)容應(yīng)該去研究。設(shè)計者只重視用更合理得機(jī)構(gòu)、結(jié)構(gòu)去完善別人已經(jīng)創(chuàng)造過的并能實現(xiàn)某種功能的機(jī)器，而忽略了去研究“功能”本身。而現(xiàn)代設(shè)計方法則是動態(tài)的、科學(xué)的的方法，它通過利用計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD等）、優(yōu)化設(shè)計、可靠性設(shè)計、機(jī)械動態(tài)設(shè)計、并行設(shè)計等，不但可以大大提高設(shè)計的質(zhì)量、精度和效率, 而且可以將產(chǎn)品的適應(yīng)性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性統(tǒng)一起來, 從而高水平、高效率地設(shè)計出性能優(yōu)良、市場歡迎、經(jīng)濟(jì)效益顯著的新型產(chǎn)品。 如對簡單受拉桿的強度設(shè)計設(shè)計強度計算式中 F : 作用在桿上的外載荷 A : 拉桿的橫截面積lim: 拉桿材料的極限應(yīng)力 S : 安

5、全系數(shù)可以利用上面公式直接求解桿件必須的橫截面積, 也可以按其他方法先初步設(shè)計桿件的橫截面尺寸, 然后用強度計算公式去校核。由于實際情況復(fù)雜多變, 若安全系數(shù)選擇過大， 則產(chǎn)品傻、大、粗； 若安全系數(shù)過小，則很難保證安全性。而對于現(xiàn)代設(shè)計方法，可以把引起零件失效的因素統(tǒng)稱為“應(yīng)力”, 用S 表示, 則S 可表示為各種失效因素, Si ( i = 1、2,、n) 的函數(shù)S = f ( s 1, s2, , sn)同樣將零件抵抗失效的因素稱為“強度”, 用r 表示, 則r 可表示為各種影響強度的因素r i ( i= 1、2、,、n) 的函數(shù)r = g( r 1, r 2, , r n )在可靠性設(shè)

6、計中, 由于應(yīng)力S 和強度r 都是隨機(jī)變量, 因此, 判斷一個零件是否安全可靠, 是以強度r 大于應(yīng)力S 所發(fā)生的概率來表示的, 其設(shè)計準(zhǔn)則為式中R ( t ) 表示零件在運行中的安全概率,即可靠度。 它是指零件在工作時間t 內(nèi)的一種能力。 R 稱為零件的許用可靠度, 它表示零件在規(guī)定時間內(nèi)和規(guī)定的條件下實現(xiàn)設(shè)計要求的一種能力, 即許用安全概率。這樣就把概率論的只是運用到了設(shè)計當(dāng)中。而如果把通過傳統(tǒng)設(shè)計所得的零件圖利用有限元分析的方法進(jìn)行優(yōu)化，可以很快確定桿件的最佳尺寸。這樣既實現(xiàn)了功能，又收到了最好的經(jīng)濟(jì)效益。隨著市場競爭的加劇, 加上現(xiàn)代科技的日新月異使得產(chǎn)品的更新?lián)Q代不斷加快, 市場壽命

7、周期不斷縮短。在以快交貨、高質(zhì)量、低成本、和重環(huán)保，去爭取市場份額的市場競爭中, 縮短交貨期, 快速響應(yīng)市場需求, 已經(jīng)成為競爭的第一要素。面對瞬息萬變的市場環(huán)境, 更要求企業(yè)具有高度的靈敏性, 能抓稍縱即逝的機(jī)遇, 不斷地迅速開發(fā)新產(chǎn)品, 以吸引顧客, 變被動適應(yīng)用戶為主動引導(dǎo)市場, 這樣才能保證企業(yè)在競爭中立于不敗之地。在這種時代背景下, 市場競爭的焦點就轉(zhuǎn)移到速度上來, 快速提高更高的性能/價格比產(chǎn)品的企業(yè), 將具有更高的競爭力。因此，現(xiàn)代設(shè)計方法在設(shè)計實踐中已經(jīng)有了舉足輕重的地位?？偨Y(jié)綜上所述，傳統(tǒng)設(shè)計方法適于設(shè)計過程的開始階段，而現(xiàn)代設(shè)計方法則是傳統(tǒng)設(shè)計方法的優(yōu)化。在以后的設(shè)計實踐中，我們應(yīng)該合理運用這兩種設(shè)計方法，思維靈活，取長補短，不斷創(chuàng)新。并利用好計算機(jī)等輔助設(shè)備，切實強化自我設(shè)計能力。參考文獻(xiàn)