“現(xiàn)代設(shè)計方法”就是以滿足市場產(chǎn)品的質(zhì)量、性能、時間、成本、價格綜合效益最有為目的,以計算機輔助設(shè)計技術(shù)為主體,以知識為依托,以多種科學(xué)方法及技術(shù)為手段,研究、改進、創(chuàng)造產(chǎn)品活動過程用到的技術(shù)群體的總稱。
與“傳統(tǒng)設(shè)計方法”相比,“現(xiàn)代設(shè)計方法”具有系統(tǒng)性、社會性、創(chuàng)造性、宜人性,設(shè)計過程智能化,設(shè)計與制造一體,設(shè)計周期短等優(yōu)點。
擴展資料:
傳統(tǒng)設(shè)計師以經(jīng)驗總結(jié)為基礎(chǔ),運用長期設(shè)計實踐和理論計算而形成的經(jīng)驗、公式、圖表、設(shè)計手冊等作為設(shè)計的依據(jù),通過經(jīng)驗公式、近似系數(shù)或類比等方法進行設(shè)計。
參考資料:現(xiàn)代設(shè)計-百度百科
根據(jù)目前國內(nèi)外設(shè)計學(xué)者進行機械產(chǎn)品方案設(shè)計所用方法的主要特征,可以將方案的現(xiàn)代設(shè)計方法概括為下述四大類型。
1、系統(tǒng)化設(shè)計方法系統(tǒng)化設(shè)計方法的主要特點是:將設(shè)計看成由若干個設(shè)計要素組成的一個系統(tǒng),每個設(shè)計要素具有獨立性,各個要素間存在著有機的聯(lián)系,并具有層次性,所有的設(shè)計要素結(jié)合后,即可實現(xiàn)設(shè)計系統(tǒng)所需完成的任務(wù)。系統(tǒng)化設(shè)計思想于70年代由德國學(xué)者Pahl和Beitz教授提出,他們以系統(tǒng)理論為基礎(chǔ),制訂了設(shè)計的一般模式,倡導(dǎo)設(shè)計工作應(yīng)具備條理性。
德國工程師協(xié)會在這一設(shè)計思想的基礎(chǔ)上,制訂出標準VDI2221“技術(shù)系統(tǒng)和產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計方法。制定的機械產(chǎn)品方案設(shè)計進程模式,基本上沿用了德國標準VDI2221的設(shè)計方式。
除此之外,我國許多設(shè)計學(xué)者在進行產(chǎn)品方案設(shè)計時還借鑒和引用了其他發(fā)達國家的系統(tǒng)化設(shè)計思想,其中具有代表性的是:(1)將用戶需求作為產(chǎn)品功能特征構(gòu)思、結(jié)構(gòu)設(shè)計和零件設(shè)計、工藝規(guī)劃、作業(yè)控制等的基礎(chǔ),從產(chǎn)品開發(fā)的宏觀過程出發(fā),利用質(zhì)量功能布置方法,系統(tǒng)地將用戶需求信息合理而有效地轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品開發(fā)各階段的技術(shù)目標和作業(yè)控制規(guī)程的方法。(2)將產(chǎn)品看作有機體層次上的生命系統(tǒng),并借助于生命系統(tǒng)理論,把產(chǎn)品的設(shè)計過程劃分成功能需求層次、實現(xiàn)功能要求的概念層次和產(chǎn)品的具體設(shè)計層次。
同時采用了生命系統(tǒng)圖符抽象地表達產(chǎn)品的功能要求,形成產(chǎn)品功能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。(3)將機械設(shè)計中系統(tǒng)科學(xué)的應(yīng)用歸納為兩個基本問題:一是把要設(shè)計的產(chǎn)品作為一個系統(tǒng)處理,最佳地確定其組成部分(單元)及其相互關(guān)系;二是將產(chǎn)品設(shè)計過程看成一個系統(tǒng),根據(jù)設(shè)計目標,正確、合理地確定設(shè)計中各個方面的工作和各個不同的設(shè)計階段 。
由于每個設(shè)計者研究問題的角度以及考慮問題的側(cè)重點不同,進行方案設(shè)計時采用的具體研究方法亦存在差異。下面介紹一些具有代表性的系統(tǒng)化設(shè)計方法。
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現(xiàn)代設(shè)計因為有了計算機和豐富的的支持,更能把一些設(shè)計思想可視化,大大縮短了作品與之產(chǎn)生思想的吻合度。當然隨之而來的是設(shè)計者要學(xué)習(xí)的技術(shù)性東西越來越多,從而壓縮了對思想的追求。傳統(tǒng)設(shè)計需要更多的人文思想積淀與藝術(shù)修養(yǎng)素質(zhì),作品被實現(xiàn)的周期相對而言很長。但是精品也是很多的。
與傳統(tǒng)的設(shè)計相比,現(xiàn)代設(shè)計有如下一些具體的特點:
1.傳統(tǒng)的設(shè)計中靈感和經(jīng)驗的成分占有很大的比重,思維借有很大的被動性。
2.傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計著重于實現(xiàn)產(chǎn)品本身預(yù)定的功能,現(xiàn)代設(shè)計則要求把對象置于“人—機—環(huán)境”大系統(tǒng)中。
3.傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計偏重于強度堆則,現(xiàn)代的有限單元法、斷裂力學(xué)等領(lǐng)域的研究成果,進一步強化了強度設(shè)計的能力。在此基礎(chǔ)上,現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計的喉則
4.傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計過程往往是根據(jù)任務(wù)和目標,先作出第一方案,甚至造出樣機,然后通過評定與考核,進行修改,形成第二輪方案.如此反復(fù),直到滿意為止。
現(xiàn)代設(shè)計方法是隨著當代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和計算機技術(shù)的廣泛應(yīng)用而在涉及領(lǐng)域發(fā)展起來的一門新興的多元交叉學(xué)科。它是以設(shè)計產(chǎn)品為目標的一個總的知識群體的總稱。目前它的內(nèi)容主要包括:優(yōu)化設(shè)計、可靠性設(shè)計、計算機輔助設(shè)計、工業(yè)藝術(shù)造型設(shè)計、虛擬設(shè)計、疲勞設(shè)計、三次設(shè)計、相似性設(shè)計、模塊化設(shè)計、反求工程設(shè)計、動態(tài)設(shè)計、有限元法、人機工程、價值工程、并行工程、人工神經(jīng)元計算方法等。在運用他們進行工程設(shè)計時,一般都以計算機作為分析、計算、綜合、決策的工具。本節(jié)以計算機輔助設(shè)計、優(yōu)化設(shè)計、可靠性設(shè)計、有限元法、工業(yè)藝術(shù)造型設(shè)計、設(shè)計方法學(xué)、三次設(shè)計等為例來說明現(xiàn)代設(shè)計方法的基本內(nèi)容與特點。
?1、計算機輔助設(shè)計
計算機輔助設(shè)計(Computer Aided Design),簡稱CAD。他是把計算機技術(shù)引入設(shè)計過程并用來完成計算、選型、繪圖及其他作業(yè)的一種現(xiàn)代設(shè)計方法。計算機、繪圖積極其他外圍設(shè)備構(gòu)成CAD硬件系統(tǒng),而操作系統(tǒng)、語言處理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和應(yīng)用軟件等構(gòu)成CAD的軟件系統(tǒng)。通常所說的CAD系統(tǒng)是只由系統(tǒng)硬件和系統(tǒng)軟件組成,兼有計算、圖形處理、數(shù)據(jù)庫等功能,并能綜合利用這些功能完成設(shè)計作業(yè)的系統(tǒng)。典型的CAD工作過程如圖1-3所示。
?2、優(yōu)化設(shè)計
優(yōu)化設(shè)計(Optimal Design)是把最優(yōu)化數(shù)學(xué)原理應(yīng)用于工程設(shè)計問題,在所有可行方案中尋求最佳設(shè)計方案的一種現(xiàn)代設(shè)計方法。
在進行工程優(yōu)化設(shè)計時,首先把工程問題按優(yōu)化設(shè)計所規(guī)定的格式建立數(shù)學(xué)模型,然后選用合適的優(yōu)化計算方法在計算機上對數(shù)學(xué)模型進行尋優(yōu)求解,得到工程設(shè)計問題的最優(yōu)設(shè)計方案。
在建立優(yōu)化設(shè)計數(shù)學(xué)模型的過程中,把影響設(shè)計方案選取的那些參數(shù)稱為設(shè)計變量;設(shè)計變量應(yīng)當滿足的條件稱為約束條件;而設(shè)計者選定來衡量設(shè)計方案優(yōu)劣并期望得到改進的指標表示為設(shè)計變量的函數(shù),稱為目標函數(shù)。設(shè)計變量、約束函數(shù)、目標函數(shù)組成了優(yōu)化設(shè)計問題的數(shù)學(xué)模型。優(yōu)化設(shè)計需要把數(shù)學(xué)模型和優(yōu)化算發(fā)放到計算機程序中用計算機自動尋優(yōu)求解。常用的優(yōu)化算法有:0.618法、鮑威爾(Power)法、變尺度法、復(fù)合型法、懲罰函數(shù)法。
3、可靠性設(shè)計
可靠性設(shè)計(Reliability Design)是以概率論和數(shù)理統(tǒng)計為理論基礎(chǔ),是以失效分析、失效預(yù)測及各種可靠性試驗為依據(jù),以保證產(chǎn)品的可靠性為目標的現(xiàn)代設(shè)計方法。
可靠性設(shè)計的基本內(nèi)容是:選定產(chǎn)品的可靠性指標及量值,對可靠性指標進行合理的分配,再把規(guī)定的可靠性指標設(shè)計到產(chǎn)品中去。
?4、有限元法
有限元法(Finite Method)是以電子計算機為工具的一種數(shù)值計算方法。目前,該方法不僅能用于工程中復(fù)雜的非線性問題、非穩(wěn)態(tài)問題(如結(jié)構(gòu)力學(xué)、流體力學(xué)、熱傳導(dǎo)、電磁場等方面的問題)的求解,而且還可以用于工程設(shè)計中進行復(fù)雜結(jié)構(gòu)的靜態(tài)和動力學(xué)分析,并能準確地計算復(fù)雜零件的應(yīng)力分布和變形,成為復(fù)雜零件強度和剛度計算的有利分析工具。
?5、工業(yè)藝術(shù)造型設(shè)計
工業(yè)藝術(shù)造型設(shè)計時工程技術(shù)與美學(xué)藝術(shù)相結(jié)合的一門新學(xué)科。他是旨在保證產(chǎn)品使用功能的前提下,用藝術(shù)手段按照美學(xué)法則對工業(yè)產(chǎn)品進行造型活動,包括結(jié)構(gòu)尺寸、體面形態(tài)、色彩、材質(zhì)、線條、裝飾及人際關(guān)系等因素進行有機的綜合處理,從而設(shè)計出優(yōu)質(zhì)美觀的產(chǎn)品造型。實用和美觀的最佳統(tǒng)一是工業(yè)藝術(shù)造型的基本原則。
這一學(xué)科的主要內(nèi)容包括:造型設(shè)計的基本要素、造型設(shè)計的基本原則、美學(xué)法則、色彩設(shè)計、人機工程學(xué)等。
?6、反求工程設(shè)計
反求工程設(shè)計(Reverse Engineering)是消化吸收并改進國內(nèi)外先進技術(shù)的一系列工作方法和技術(shù)的總和。它是通過實物或技術(shù)資料對已有的先進產(chǎn)品進行分析、解剖、試驗,了解其材料、組成、結(jié)構(gòu)、性能、功能,掌握其工藝原理和工作機理,已進行消化仿制、改進或發(fā)展、創(chuàng)造新產(chǎn)品的一種方法和技術(shù)。它是針對消化吸收先進技術(shù)的系列分析方法和應(yīng)用技術(shù)的組合。
現(xiàn)代設(shè)計因為有了計算機和豐富的的支持,更能把一些設(shè)計思想可視化,大大縮短了作品與之產(chǎn)生思想的吻合度。當然隨之而來的是設(shè)計者要學(xué)習(xí)的技術(shù)性東西越來越多,從而壓縮了對思想的追求。傳統(tǒng)設(shè)計需要更多的人文思想積淀與藝術(shù)修養(yǎng)素質(zhì),作品被實現(xiàn)的周期相對而言很長。但是精品也是很多的。
與傳統(tǒng)的設(shè)計相比,現(xiàn)代設(shè)計有如下一些具體的特點:
1.傳統(tǒng)的設(shè)計中靈感和經(jīng)驗的成分占有很大的比重,思維借有很大的被動性。
2.傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計著重于實現(xiàn)產(chǎn)品本身預(yù)定的功能,現(xiàn)代設(shè)計則要求把對象置于“人—機—環(huán)境”大系統(tǒng)中。
3.傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計偏重于強度堆則,現(xiàn)代的有限單元法、斷裂力學(xué)等領(lǐng)域的研究成果,進一步強化了強度設(shè)計的能力。在此基礎(chǔ)上,現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計的喉則
4.傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計過程往往是根據(jù)任務(wù)和目標,先作出第一方案,甚至造出樣機,然后通過評定與考核,進行修改,形成第二輪方案.如此反復(fù),直到滿意為止。
為了反映設(shè)計思想和方法隨社會發(fā)展的變化,人們通常用“傳統(tǒng)設(shè)計”和”現(xiàn)代設(shè)計”這兩個術(shù)語。不難理解“傳統(tǒng)設(shè)計”和“現(xiàn)代設(shè)計”都只是相對概念。人們把當前認為先進的那部分系統(tǒng)稱為現(xiàn)代的,而其余的都自然成為傳統(tǒng)的。若干年后目前的現(xiàn)代部分就可能被新發(fā)展了的東西所取代而成為傳統(tǒng)的
傳統(tǒng)的設(shè)計中靈感和經(jīng)驗的成分占有很大的比重,思維借有很大的被動性,但是今天,技術(shù)的加速發(fā)展和市場競爭的激烈化,要求人們不斷地提出大膽的沒想和新的開發(fā)目標,要求運用現(xiàn)有的最新技術(shù)去創(chuàng)造前所未有的產(chǎn)品,并爭取第一代就非常完美成功
現(xiàn)代設(shè)計則要求把對象置于“人—機—環(huán)境”大系統(tǒng)中。 進行系統(tǒng)的設(shè)計,將預(yù)定功能在人、機、環(huán)境三者間進行科學(xué)的分配。
現(xiàn)代的有限單元法、斷裂力學(xué)等領(lǐng)域的研究成果,進一步強化了強度設(shè)計的能力。在此基礎(chǔ)上,現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計的喉則。拓寬到產(chǎn)品涉及的更多領(lǐng)域。
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汽車零部件傳統(tǒng)設(shè)計方法與現(xiàn)代設(shè)計方法的比較
姓名:XXX學(xué)院:機械與汽車工程學(xué)院專業(yè):車輛工程學(xué)號: XXX
摘要:汽車零部件的設(shè)計方法,可以從不同的角度做出分類。目前較為流行的分類方法是把過去長期采用的設(shè)計方法稱為傳統(tǒng)設(shè)計方法,近幾十年發(fā)展起來的設(shè)計方法稱為現(xiàn)代設(shè)計方法。文中對傳統(tǒng)設(shè)計方法與現(xiàn)代設(shè)計方法的特點、二者的關(guān)系進行了詳細的說明。
1前言
在近百年中,汽車零部件設(shè)計技術(shù)經(jīng)歷了由經(jīng)驗設(shè)計發(fā)展到以科學(xué)實驗和技術(shù)分析為基礎(chǔ)的現(xiàn)代設(shè)計階段。20世紀60年代中期,在設(shè)計中引入電子計算機后又形成了計算機輔助設(shè)計(CAD,Computer Aided Design)等新方法,使設(shè)計逐步實現(xiàn)半自動化和自動化。
經(jīng)驗設(shè)計是以已有產(chǎn)品的經(jīng)驗數(shù)據(jù)為依據(jù),運用一些帶有經(jīng)驗常數(shù)或安全系數(shù)的經(jīng)驗公式進行設(shè)計計算的一種傳統(tǒng)的設(shè)計方法。這種設(shè)計由于缺乏精確的設(shè)計數(shù)據(jù)和科學(xué)的計算方法,使所設(shè)計的產(chǎn)品不是過于笨重就是可靠性差。
隨著測試技術(shù)的發(fā)展與完善,在機械設(shè)計過程中引進新的測試技術(shù),和各種專用的試驗設(shè)備,進行科學(xué)實驗,從各方面對產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、性能和零部件的強度、壽命進行測試。同時廣泛采用近代數(shù)學(xué)物理分析方法,對產(chǎn)品及其總成、零部件進行全面的技術(shù)分析、研究,這樣就使汽車設(shè)計發(fā)展到以科學(xué)實驗和技術(shù)分析為基礎(chǔ)的階段。電子計算機的出現(xiàn)和在工程設(shè)計中的推廣應(yīng)用,使機械設(shè)計技術(shù)飛躍發(fā)展,設(shè)計過程完全改觀。(3.1現(xiàn)代設(shè)計不僅指設(shè)計方法的更新,也包
1)信息論方法, 如信息分析法、技術(shù)預(yù)測法等。
它是現(xiàn)代設(shè)計方法的前提。
2)系統(tǒng)論方法, 如系統(tǒng)分析法、人機工程以及面向產(chǎn)品生命周期的設(shè)計。
3)控制論方法, 如動態(tài)分析法等。
4)優(yōu)化論方法, 它是現(xiàn)代設(shè)計方法的目標。
5)對應(yīng)論方法, 如相似設(shè)計、反求工程設(shè)計等。
6)智能論方法, 如CAE 、并行工程、人工智能等是現(xiàn)代設(shè)計方法的核心。
7)壽命論方法, 如可靠性設(shè)計、價值工程和穩(wěn)健性設(shè)計等。
8)離散論方法, 如有限元和邊界元方法。
9)模糊論方法, 如模糊評價和決策等。
10)突變論方法, 如創(chuàng)造性設(shè)計等。
它是現(xiàn)代設(shè)計方法的基礎(chǔ)。
11)藝術(shù)論方法 , 如藝術(shù)造型等。
現(xiàn)代主義設(shè)計特征:
1、強調(diào)創(chuàng)新設(shè)計,反對模仿因襲,墨守成規(guī)。
2、以現(xiàn)代社會、現(xiàn)代生活為舞臺背景,以工業(yè)革命發(fā)生以來的技術(shù)革命作支持。
3、融匯各門類藝術(shù)于基礎(chǔ)訓(xùn)練之中。
4、加強實踐性,推崇既有理論素養(yǎng),又具備動手能力。
5、堅持學(xué)校教育與社會生產(chǎn)相聯(lián)系。
6、主張標準化的批量化。
現(xiàn)代主義設(shè)計是從建筑設(shè)計發(fā)展起來的,20 世紀20 年代前后,歐洲一批先進的設(shè)計家、建筑家形成一個強力集團,推動所謂的新建筑運動,這場運動的內(nèi)容非常龐雜。
其中包括精神上的、思想上的改革——設(shè)計的民主主義傾向和社會主義傾向;也包括技術(shù)上的進步,特別是新的材料——鋼筋混凝土、平版玻璃、鋼材的運用。
擴展資料
萌起
19世紀末葉、20世紀初,世界各地,特別是歐美國家的工業(yè)技術(shù)發(fā)展迅速,新的設(shè)備、機械、工具不斷被發(fā)明出來,極大地促進了生產(chǎn)力的發(fā)展,這種飛速的工業(yè)技術(shù)發(fā)展,同時對社會結(jié)構(gòu)和社會生活帶來了很大的沖擊。
設(shè)計界此時面臨的問題主要有兩方面:
一、如何解決眾多的工業(yè)產(chǎn)品、現(xiàn)代建筑、城市規(guī)劃、傳達媒介的設(shè)計問題,必須迅速形成新的策略,新的體系,新的設(shè)計觀,新的技術(shù)體系,來解決這些問題,這是社會需求和商業(yè)需求迫在眉睫的任務(wù)。
二、針對往昔所有設(shè)計運動只是強調(diào)為社會權(quán)貴服務(wù)的中心,如何形成新的設(shè)計理論和原則,以至使設(shè)計能夠第一次為廣大的人民大眾服務(wù),徹底改變設(shè)計服務(wù)的對象問題。
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