浅谈机械设计中现代设计技术的应用.doc

1、浅谈机械设计中现代设计技术的应用摘 要我国经济的高速发展极大的带动了机械产品方面的竞争，所以各个生产企业要想在激烈的市场竞争中保持自己的市场竞争力，就必须要努力的将现代设计技术充分的应用在机械设计当中，只有这样才能更好的带动企业健康的发展，本文主要分析了机械设计中现代设计技术的应用，以供参考和借鉴。 关键词现代设计；机械设计；应用 中图分类号：TM 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）25-0058-01 机械设计在机械工程建设的过程一直都扮演着非常关键的角色，设计的质量和水平直接决定了机械整体的性能，而随着市场经济的不断发展，我国机械设计产品之间的竞争也在不断的加强，所以

2、要想自己的产品能够更好的面向市场，就一定要在设计的过程中更好的应用现代的科学技术，只有这样，才能使得产品更具市场的竞争力。 一、现代机械设计技术与传统机械设计技术的比较 很多的研究资料显示，我国当代的机械设计和传统的设计相比有着非常明显的优点，在传统的机械设计中通常采用的就是直觉法和类比法，通常这种方法主要是依靠设计者自己的经验来完成，设计的过程中主要是依据力学和数学公式和图标等。但是在现代机械设计的过程中通常都是使用计算机网络技术将电子学、数学和力学等多种学科结合在一起，在采用的方法上要更加的系统、合理和科学。在计算机网络技术的应用中也使得结果呈现出非常大的有点和设计的自动化。当前，机械设计

3、的过程中存在着非常显著的特点，同时在应用的过程中也极大的弥补了传统设计方式中存在的诸多不足和缺陷。首先是使得计算的速度和效率有了非常显著的提升，这样就可以有效的弥补传统计算方式速度慢的不足。其次是使得产品的开发周期大大的缩短，开发的成本也在这一过程中大幅降低，不仅节约了资金的投入，同时也更好的保证了产品的质量。再次是它能够根据市场需求的变化对产品进行一定的改进，在产品的功能上更加的丰富，同时还会在这一过程中能够更好的顺应市场的需求。这样就有效的弥补了传统方法当中形象差、功能差的不足。同时在销售的过程中也可以和客户形成良好的沟通。最后一点就是产品能够更好的顺应市场不断更新换代的需求，同时也弥补可

4、产品在设计完成和定位完成以后难以改变设计缺陷的不足。所以现代设计方式是一个更加科学完善的设计方法。 二、基于 IT 技术的设计技术 IT 技术是当今社会发展过程中应用非常普遍的技术，同时计算机程序在应用的过程中也给人们的正常生活提供了非常大的便利。在 IT 技术的基础上还有虚拟仿真设计、网络协同技术等等。仿真技术就是指用计算机作为主要的操作工具，对设计软件进行适当的操作，这样就可以虚拟出和系统模型比较配套的一个设计方法，这样就可以通过模拟实际的操作流程看到最终的设计效果。但是因为人的主观性和操作的习惯都存在着一定的差异，所以软件在实际的设计工作中并不能占据主导的地位，如果没有人的参与是很难达到

5、其预期效果的，在这样的情况下也就产生了虚拟技术，虚拟技术是在人机交换的环境中产生的技术，当前我们非常常见的 CAD 技术就是其中的一个典型的代表。网络协同在使用的过程中能够制定一个非常科学和细致的设计流程，同时它还能够将比较分散的工作流程充分的结合在一起，这样就可以使得资源的作用在这一过程中得到充分的发挥，网络技术的发展也给机械设计提供了一个更加智能化的平台。 在传统的机械设计操作过程中，都会出现要想一个分支工作完成，必须要等到上一个结束之后才可以重新开始，这种工作方式极大的降低了工作效率。可见，传统的机械设计方法是缺乏一定的可操作性的。并行设计的出现有效的解决了这一问题，它可以在一个分支工作

6、完成的同时，另一个也能同时进行，可以产现多个学科领域的协同工作。从一定的产品设计特点来看，并行设计采用每个时刻都可以容纳的设计过程，通过各个分支系统的共同运行实行多学科设计队伍活动的协作，有效的提高劳动生产率，可以说，网络技术的快速发展为机械设计提供必要的支撑；智能设计的发展有效的提高了社会发展速度，智能设计系统不仅仅是对人脑系统的模拟，而且需要对实际运行状况有很好的适用作用，能够较好的支持设计过程的自动化。当前，随着创新型社会发展要求不断的提高，智能系统的设计与开发也提出了强烈的创新要求。 三、基于数学知识的设计技术 3.1 有限元设计 有限元法又称有限单元法，是求解偏微分方程的一种有效的数

7、值方法。有限元法发展至今天，已经成为工程数值分析的有力工具，取得了巨大的进展，利用它成功地解决了一大批有重大意义的问题，很多通用程序和专用程序投入了实际应用，而且应用愈加广泛，已拓展到诸多领域。 3.2 优化设计 优化设计就是在满足特定的约束条件下，利用建立数学模型的方法来求取设计的最佳值。优化设计的目标就是最优化设计对象，其手段便是依靠先进的计算机辅助软件。因此，优化设计还可以被看作为通过计算机语言来模拟达到最佳设计方案的现代科技手段。优化设计大体上包括两点内容：首先，建立符合实际的数学模型，把设计要求抽象为约束条件和函数；其次，根据所建立的模型利用计算机进行数学模型的求解从而得到优化设计方

8、案。任何机械设计问题，总是要求满足一定的工作条件、载荷和工艺等方面要求，并在强度、刚度、寿命、尺寸范围及其他一些技术要求的限制条件下寻找一组设计参数。 3.3 可靠性设计 产品可靠性设计是指在产品的开发设计阶段将载荷、强度等有关设计量及其影响因素作为随机变量对待，应用可靠性数学理论与方法，使所设计的产品满足预期的可靠性要求。产品开发设计阶段的主要内容还包括预测设计对象的可靠度、找出并消除薄弱环节、不同设计方案之间的可靠性指标比较等，可分为定量分析与定性分析两个方面。定量分析是应用概率统计方法、布尔代数、马尔可夫过程理论、故障树分析等计算产品的失效概率。定性分析是通过故障模式、影响及致命度分析、

9、事件树分析、故障树分析等对事故种类、原因、后果等进行罗列和分析。 四、绿色产品设计技术 4.1 面向环境的设计技术。其是在产品整个生命周期内，考虑产品环境属性的设计。关键技术有绿色产品集成设计理论与方法；绿色产品的描述和建模技术；绿色产品评价体系与方法，绿色产品设计的材料数据库；绿色产品设计的环境指标数据库等等，保证产品在满足环境目标的情况下，具备优良性能、质量和使用寿命。 4.2 面向能源的设计技术。其是控制能源消耗和无效排放，节约能源，保护环境为目标的设计技术。其设计特点一是优化能源供给驱动方式；二是有效地回收和重新利用能源。在产品功能和基本要素确定的情况下，在设计阶段对产品的结构布局、材

10、料选择、加工工艺、可制造性、可装配性及可重复使用性等因素给以确定，用影响环境最小和消耗资源最少的能源供给方式来支持产品的整个生命周期。 4.3 面向材料的设计技术。材料选择是绿色产品设计的关键，可以从根本上减少环境污染，降低能源消耗。目前研究和应用较多的设计技术有新材料实用化设计技术；现有材料环境性能改进技术；材料的回收、处理和再利用技术；基于材料选择的 CAD 技术。 5、结语 当今时代是一个信息技术飞速发展的时代，同时我国的很多行业都在朝着信息化和网络化的方向发展，而机械设计也不例外，机械设计和制造企业只有紧跟时代的步伐，才能更加充分的发挥自己的优势，从而在激烈的市场竞争中获得属于自己的一席之地。 参考文献 1 张海筹.基于 IT 技术的现代机械设计方法J.机械设计与制造，2005， 2 张爱梅.基于机械产品开发的现代设计技术J.机电产品开发与创新，2009.