現(xiàn)代設(shè)計方法學(xué)便攜版

1?設(shè)計內(nèi)涵廣義概念：是指對發(fā)展過程的安排，包括發(fā)展的方向、程序、細(xì)節(jié)及達(dá)到的目標(biāo)；狹義的概念：是指將客觀需求轉(zhuǎn)化為滿足需求的技術(shù)系統(tǒng)或技術(shù)過程的智力活動。2?設(shè)計活動的特征：需求特征，創(chuàng)造性特征，程序特征，時代特征。3.現(xiàn)在設(shè)計方法的基本特點(diǎn)：程式性，創(chuàng)造性，系統(tǒng)性，最優(yōu)化，綜合性，數(shù)字性現(xiàn)代產(chǎn)品的設(shè)計類型:開發(fā)性設(shè)計、適應(yīng)性設(shè)計、變型設(shè)計?，F(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計的三個階段：功能原理設(shè)計，實(shí)用化設(shè)計，商品化設(shè)計?，F(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計的進(jìn)程：產(chǎn)品規(guī)劃、原理方案設(shè)計、技術(shù)設(shè)計、施工設(shè)計?，F(xiàn)代設(shè)計的主要理論和方法：優(yōu)化設(shè)計可靠性設(shè)計計算機(jī)輔助設(shè)計有限元法工業(yè)造型設(shè)計反求工程設(shè)計綠色設(shè)計動態(tài)設(shè)計系統(tǒng)化設(shè)計創(chuàng)造性設(shè)計摩擦學(xué)設(shè)計模塊化設(shè)計虛擬設(shè)計價值工程人機(jī)工程4?可靠性的定義為：產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力，它包含四個要素：研究對象、規(guī)定的條件，規(guī)定的時間，規(guī)定的功能。5.可靠性設(shè)計常用指標(biāo):可靠度R(t)，不可靠度或失效概率F(t),失效概率密度函數(shù)F(t),失效率入(t)、平均壽命，可靠壽命中位壽命特征壽命、維修度、有效度。6?產(chǎn)品失效率的三個特征區(qū):早期失效期、正常運(yùn)行期、耗損失效期。可靠性設(shè)計中常用的分布函數(shù)：二項(xiàng)分布、泊松分布、指數(shù)分布、正態(tài)分布、對數(shù)正態(tài)分布、韋布爾分布。機(jī)械強(qiáng)度可靠性設(shè)計1029?應(yīng)力強(qiáng)度分布干涉理論：應(yīng)力-強(qiáng)度模型認(rèn)為強(qiáng)度c大于應(yīng)力s就不會發(fā)生失效，可靠度即為零件不發(fā)生失效的概率，故可靠度R(t)應(yīng)力c和強(qiáng)度s均為隨機(jī)變量系統(tǒng)可靠性設(shè)計包括：1.按照零部件以及各單元的可靠性數(shù)據(jù)，計算系統(tǒng)的可靠性，即系統(tǒng)可靠性預(yù)測。2?按照已規(guī)定的系統(tǒng)可靠性指標(biāo)，對各單元進(jìn)行可靠性分配.計算機(jī)輔助設(shè)計：CAD是工程技術(shù)人員以計算機(jī)為工具，對產(chǎn)品和工程進(jìn)行設(shè)計、繪圖、分析和編寫技術(shù)文檔等設(shè)計活動的總稱。

4.3工程數(shù)據(jù)的處理方法及程序編制設(shè)計數(shù)據(jù)直接應(yīng)用公式帶有公式荃韻一g勢鱉列表函數(shù)愛以合

捕心計5?雙擊此處添加文本直接應(yīng)用公式帶有公式荃韻一g勢鱉列表函數(shù)愛以合

捕心計5?雙擊此處添加文本程再化

E組)計算機(jī)圖形處理與三維造型:CAD技術(shù)在應(yīng)用上的三種基本形式：直接采用二維軟件繪制工程圖；軟件二次開發(fā)；三維參數(shù)化設(shè)計。三維幾何建模技術(shù)1、線框建模2、表面（曲面）建模3、實(shí)體模型1）構(gòu)造體素幾何表示法2）邊界表示法：3）掃描表示法4、特征建模CAD的二次開發(fā)：建立參數(shù)畫圖庫，二維工程圖的自動生成技術(shù)，產(chǎn)品設(shè)計智能化開發(fā)技術(shù)，特征映射器的開發(fā)技術(shù)。反求工程：又稱逆向工程，它是一種以先進(jìn)產(chǎn)品設(shè)備的實(shí)物、樣件、軟件或影像作為研究對象，應(yīng)用產(chǎn)品設(shè)計方法學(xué)、系統(tǒng)工程學(xué)、計算機(jī)輔助技術(shù)的理論和方法進(jìn)行系統(tǒng)分析和研究，探索掌握其關(guān)鍵技術(shù)，進(jìn)而開發(fā)出同類的或更先進(jìn)的產(chǎn)品的技術(shù)。反求工程是按照產(chǎn)品引進(jìn)、消化、吸收與創(chuàng)新的思路，以“實(shí)物T原理T功能T三維重構(gòu)T再設(shè)計”框架模型為工作過程。特點(diǎn)：可以使企業(yè)快速響應(yīng)市場，大幅縮短產(chǎn)品的設(shè)計開發(fā)及上市周期，加快產(chǎn)品的更新?lián)Q代速度，降低企業(yè)開發(fā)新產(chǎn)品的成本與風(fēng)險；適合于單件、小批量、形狀不規(guī)則零件的制造，特別是模具的制造；對于設(shè)計與制造技術(shù)相對落后的國家和地區(qū)，反求工程是快速改變其落后狀況，提高設(shè)計與制造水平的好方法。反求工程技術(shù)的階段：認(rèn)識階段，再設(shè)計階段，加工制造及功能檢驗(yàn)階段。正向工程與反求工程最本質(zhì)的區(qū)別是:正向工程是由抽象的較高層次概念或獨(dú)立實(shí)現(xiàn)的設(shè)計過渡到設(shè)計的物理實(shí)現(xiàn)即（產(chǎn)品的整個開發(fā)流程為“構(gòu)思一設(shè)計一產(chǎn)品的過程"，從設(shè)計概念至CAD模型具有一個明確的過程；而反求工程是基于一個食實(shí)物原型來構(gòu)造它的設(shè)計概念，并且通過對這種重構(gòu)模型特征參數(shù)的調(diào)整和修改來達(dá)到對實(shí)物原型的產(chǎn)品復(fù)制和創(chuàng)新，以滿足產(chǎn)品更新?lián)Q代和創(chuàng)新設(shè)計的要求。根據(jù)反求對象的不同，實(shí)物反求可分為三種：1.整機(jī)反求反求對象是整臺機(jī)器或設(shè)備。如一臺發(fā)動機(jī)、一輛汽車、一架飛機(jī)、一臺機(jī)床、成套設(shè)備中的某一設(shè)備等。2?部件反求反求對象是組成機(jī)器的部件。這類部件是由一組協(xié)同工作的零件所組成的獨(dú)立裝配的組合體。如機(jī)床的主軸箱、刀架等，發(fā)動機(jī)的連桿活塞組、機(jī)油泵等。3.零件反求反求對象是組成機(jī)器的基本制造單元。如發(fā)動機(jī)中的曲軸、凸輪軸，機(jī)床主軸箱中的軸齒輪等零件。反求的零件一般也是產(chǎn)品中的關(guān)鍵零件。17綠色設(shè)計的特點(diǎn)：綠色設(shè)計是針對產(chǎn)品整個生命周期；綠色設(shè)計是并行必閉環(huán)設(shè)計；有利于保護(hù)環(huán)境；可以減少不可再生資源的消耗；綠色設(shè)計的結(jié)果是減少了廢棄物數(shù)量及其處理的棘手問題。綠色技術(shù)：是一種對環(huán)境友好、節(jié)約資源、節(jié)約資源以及減少污染的可以持續(xù)利用技術(shù)。內(nèi)涵：綠色技術(shù)是一種現(xiàn)代技術(shù)體系，綠色技術(shù)是一種無公害化或小公害化的技術(shù)，綠色技術(shù)生產(chǎn)出來的產(chǎn)品應(yīng)該有利于人類的健康和福利。綠色產(chǎn)品的特點(diǎn)：環(huán)境友好型，生命周期的多代性，時效性，區(qū)域性。綠色設(shè)計的內(nèi)容：綠色材料及其選擇，產(chǎn)品的可回收性設(shè)計，產(chǎn)品的可拆卸設(shè)計，綠色包裝設(shè)計，綠色產(chǎn)品的成本分析，綠色產(chǎn)品設(shè)計數(shù)據(jù)庫與知識庫。綠色產(chǎn)品：綠色產(chǎn)品是在不增加成本，不犧牲產(chǎn)品質(zhì)量的條件下，在產(chǎn)品生命周期全過程中對生態(tài)環(huán)境無害或危害極小，資源利用率極高，能源消耗最低的產(chǎn)品。綠色產(chǎn)品具有豐富的內(nèi)涵，其主要表現(xiàn)在以下幾個方面:（1） 優(yōu)良的環(huán)境友好性，即產(chǎn)品從生產(chǎn)到使用乃至廢棄、回收、處理處置的各個環(huán)節(jié)都對環(huán)境無害或危害甚小。（2） 最大限度地利用材料資源，綠色產(chǎn)品應(yīng)盡量減少材料使用量，減少使用材料的種類，特別是稀有昂貴材料及有毒、有害材料。（3） 最大限度地節(jié)約能源，綠色產(chǎn)品在其生命周期的各個環(huán)節(jié)所消耗的能源應(yīng)最少。綠色包裝：是指對生態(tài)環(huán)境和人體健康無害，能循環(huán)復(fù)用和再生利用，可促進(jìn)持續(xù)發(fā)展的包裝。綠色包裝一般具有四方面的內(nèi)涵：即材料最省、廢棄物最少，且節(jié)省資源和能源；易于回收再利用和再循環(huán)廢棄物燃燒產(chǎn)生新能源而不產(chǎn)生二次污染:包裝材料最少和自行分解、不污染環(huán)境。因此推行綠色包裝的目標(biāo)，就是要以保存最大限度的自然資源、形成最小數(shù)量的廢棄物和最低限度的環(huán)境污染。目前的綠色設(shè)計方法主要有生命周期設(shè)計，模塊化設(shè)計，面向拆卸的設(shè)計，面向回收的設(shè)計、長壽命設(shè)計、節(jié)能設(shè)計、虛擬設(shè)計等。生命周期設(shè)計產(chǎn)品生命周期又稱生命循環(huán)或壽命周期，是指產(chǎn)品從自然中來，到自然中去的全過程，即產(chǎn)品“從搖籃到墳?zāi)埂钡恼麄€生命過程各階段。包括從自然中獲取最初資源，經(jīng)過開采、加工、再加工等生產(chǎn)過程形成最終產(chǎn)品，又經(jīng)過產(chǎn)品存儲、運(yùn)輸、銷售、使用等過程，直至產(chǎn)品報廢或處置，構(gòu)成物質(zhì)轉(zhuǎn)化的一個生命周期。生命周期設(shè)計實(shí)際上是面向產(chǎn)品生命周期所有環(huán)節(jié)、所有方面的設(shè)計。綠色設(shè)計的概念：綠色設(shè)計是指在產(chǎn)品及其壽命周期全過程的設(shè)計中，要充分考慮對資源和環(huán)境的影響，在充分考慮產(chǎn)品的功能、質(zhì)量、開發(fā)周期和成本的同時，更要優(yōu)化各種相關(guān)因素,使產(chǎn)品及其制造過程中對環(huán)境的總體負(fù)面影響減到最小，各項(xiàng)指標(biāo)符合綠色環(huán)保的要求。其基本思想是：在設(shè)計階段就將環(huán)境因素和預(yù)防污染的措施納入產(chǎn)品設(shè)計之中，將環(huán)境性能作為產(chǎn)品的設(shè)計目標(biāo)和出發(fā)點(diǎn)，力求使產(chǎn)品對環(huán)境的影響為最小。綠色設(shè)計的核心是“5R”：即節(jié)約資源，減少污染（Reduce）；綠色生活，環(huán)保選購（Reevaluate）；重復(fù)使用，多次利用（Reuse）；分類回收，循環(huán)再生（Recycle）；保護(hù)自然，萬物共存（Rescue）等方面。不僅要減少物質(zhì)和能源的消耗，減少有害物質(zhì)的排放，而且要使產(chǎn)品及零部件能夠方便的分類回收并再生循環(huán)或重新利用。綠色設(shè)計的原則：綠色設(shè)計與傳統(tǒng)設(shè)計相比較應(yīng)遵循以下原則：（1）資源最佳利用原則（2）能量消耗最少原則（3）最小污染原則（4）零損害原則（5）技術(shù)先進(jìn)原則（6）生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益最佳原則表8Y綠色設(shè)計與傳統(tǒng)設(shè)計的比較比較囚索傳統(tǒng)設(shè)計綠色設(shè)計設(shè)計目的為需求而設(shè)計為需求和壞塗而設(shè)計,滿足口」持續(xù)發(fā)展的要求計依據(jù)依據(jù)用戶對產(chǎn)品提出的功能、隨能i質(zhì)量及成本要求來設(shè)依搖環(huán)境效益和生態(tài)環(huán)境指標(biāo)與產(chǎn)品功能、性能、質(zhì)量及成本要求來設(shè)計設(shè)計人員設(shè)計人員很少或沒有考慮到有效的資涵再生利用及對生態(tài)環(huán)境的影響圧求設(shè)計人員在產(chǎn)品的構(gòu)思恐設(shè)計階段?必須考慮降低能耗、資源重復(fù)利用和保護(hù)生態(tài)環(huán)境設(shè)計技狀或亠藝在產(chǎn)品設(shè)計、制造和使用過程中很少考慮嚴(yán)品回收處理（有也僅是有限闊材榜料回收i.采耳乂“末端治理”扌昔施在產(chǎn)品設(shè)計、制造和使用過程中充分考慮可拆卸.易回收，不產(chǎn)生或嚴(yán)生最少的廢奔物，從根本上消徐了污染物的產(chǎn)生產(chǎn)品椅性傳統(tǒng)意義上白勺一般嚴(yán)品綠色產(chǎn)品或綠色標(biāo)志產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計：是借助最優(yōu)化數(shù)值計算方法和計算機(jī)技術(shù)，求取工程問題的最優(yōu)設(shè)計方案。數(shù)學(xué)模型的三要素：設(shè)計產(chǎn)量、目標(biāo)函數(shù)、約束條件。優(yōu)化問題的分類：1）按是否包含有約束條件分：無約束優(yōu)化問題和約束優(yōu)化問題。2）按設(shè)計變量的多少可分：單變量優(yōu)化和多變量優(yōu)化。3）按目標(biāo)函數(shù)和約束函數(shù)的性質(zhì)分：線性規(guī)劃和非線性規(guī)劃。優(yōu)化問題數(shù)學(xué)模型的求解方法：圖解法、數(shù)學(xué)解析法、數(shù)值迭代法。多維優(yōu)化方法：鮑威爾法、梯度法、牛頓法，變尺度法。黃金分割法：又稱0.618法，是一種通過不斷縮小區(qū)間得到極小值點(diǎn)的一維搜索算法。工業(yè)造型設(shè)計工業(yè)設(shè)計的定義：就批量生產(chǎn)的產(chǎn)品而言，憑借訓(xùn)練、技術(shù)知識、經(jīng)驗(yàn)及視覺感受而賦予材料、結(jié)構(gòu)、形態(tài)、色彩、表面加工以及裝飾以新的品質(zhì)和規(guī)格，叫做工業(yè)設(shè)計。人機(jī)工程學(xué)是研究人、機(jī)械及其工作環(huán)境之間相互作用的學(xué)科。國際人類工效學(xué)學(xué)會（IEA）：人機(jī)工程學(xué)是研究人在某種工作環(huán)境中的解剖學(xué)、生理學(xué)和心理學(xué)等方面的各種因素；研究人和機(jī)器及環(huán)境的相互作用；研究工作中、家庭生活中和休假時怎樣統(tǒng)一考慮工作效率、人的健康、安全和舒適等的學(xué)科。人機(jī)工程學(xué)發(fā)展的三個階段：經(jīng)驗(yàn)人機(jī)工程學(xué)、科學(xué)~、現(xiàn)代~形態(tài)要素的構(gòu)成：點(diǎn)、線、面、立體、色彩、肌理事構(gòu)成一切形態(tài)的基本要素。產(chǎn)品造型的美學(xué)法則：（1比例與尺度、2均衡與穩(wěn)定、3統(tǒng)一與變化、4調(diào)和與對比）1黃金分割比例與黃金矩形、均方根比例、相加級數(shù)比、整數(shù)比、人體模度比例比例:指形體自身各部分的大小、長短、高低在度量上的比較關(guān)系，一般不涉及具體量值。尺度:來源于自然，更多是指與人相關(guān)的尺寸及這種尺寸與人相比較所得到的印象。均衡：指設(shè)想造型物支點(diǎn)在正中或接近正中部位，支點(diǎn)兩邊各造型要素的量感與其到支點(diǎn)的距離的乘積大致相等。穩(wěn)定：主要指視覺穩(wěn)定，與造型物各部分的量感分布有關(guān)。統(tǒng)一：指造型要素的一致、調(diào)和、重復(fù)、呼應(yīng)，并最終形成造型物整體的風(fēng)格與主調(diào)。變化：指利用造型要素的差異性，求得在統(tǒng)一完整的基礎(chǔ)上體現(xiàn)局部的特點(diǎn)，互相襯托，使造型更加活潑動人，具有視覺美感。調(diào)和：兩個或兩個以上的構(gòu)成要素間存在較大的差異時，通過另外的構(gòu)成要素的過渡、銜接，給人以協(xié)調(diào)和柔和的感覺。強(qiáng)調(diào)共性、一致性。對比：突出同一性質(zhì)構(gòu)成要素間的差異性，使構(gòu)成要素間有明顯的不同特點(diǎn)，通過要素間的相互作用、烘托，給人以生動活潑的感覺。強(qiáng)調(diào)個性、特征。20.系統(tǒng)化設(shè)計定義：系統(tǒng)化設(shè)計法是把設(shè)計對象看作一個完整的技術(shù)系統(tǒng)，然后用系統(tǒng)工程方法對系統(tǒng)各要素進(jìn)行分析和綜合，使系統(tǒng)內(nèi)部協(xié)調(diào)一致，并使系統(tǒng)與環(huán)境相協(xié)調(diào)，以獲得整體最優(yōu)化設(shè)計。黑箱法是一種尋求系統(tǒng)總功能的創(chuàng)造性思維方法。"黑箱"就是一個未知其內(nèi)部機(jī)理和結(jié)構(gòu)的箱子，"黑箱法"就是將所研究的復(fù)雜系統(tǒng)看作一個黑箱，在不打開它的前提下，暫時忽略次要因素，首先集中考慮系統(tǒng)的輸入輸出關(guān)系，通過觀測與分析黑箱和外部環(huán)境的相互關(guān)系，求解待設(shè)計系統(tǒng)的功能，從而進(jìn)一步了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的機(jī)理。創(chuàng)造技法以創(chuàng)造學(xué)理論，尤其是創(chuàng)造性思維規(guī)律為基礎(chǔ)，通過廣泛的創(chuàng)造活動的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行概括、總結(jié)、提煉而得出的創(chuàng)造發(fā)明的一些原理、技巧和方法。1）智暴法2）提問法5W2H法3）類比法4）組合創(chuàng)新法表1Z2右種基本磨損類型類型基本概念特點(diǎn)1舉例粘著磨扌員廓襟副相對運(yùn)動時,由于粘著作用使材料s—表面轉(zhuǎn)移到另一表面前庶損現(xiàn)象.接觸點(diǎn)粘君尉切破壞內(nèi)燃機(jī)的活塞與「譏壁的擦傷磨料磨損在雕擦逗程中,因陂成顆?；蛴驳耐钩鑫锢蟊砻鎺壱鸩牧厦撀涞臅褤p現(xiàn)象磨料對磐擦表面進(jìn)行微觀切削,表面有犁溝和劃痕犁鉀、球磨機(jī)的襯隕和鋼球的磨疲勞磨損兩接釉表面作滾