關於現代機械設計的創新途徑分析論文
機械設計涵蓋了設計人員、設計程序、設計方法等衆多方面,設計過程受多方因素的制約。隨着工業化程度的不斷加深,現代工業發展需要創新意識的有效參與,在機械設計上也追求求新求變。要實現機械設計的創新化,需要從機械設計的各個方面入手,實現各個設計流程的優化創新。
1 機械設計人員的創新意識
人是生產和設計的第一要素,因此,要實現機械設計的創新,需要設計人員打破傳統的設計思維範式,具備創新意識,並將創新意識融入到具體的設計過程中。
(1)獨創性。在機械設計過程中,要不拘泥於現有的傳統設計觀念,着力研究機械設計中的新理念、新原理、新工藝等,不斷形成獨創性的新型設計方案,追求設計的層次性創新。
(2)實用性。設計理念不能脫離機械設計的實際,要滿足機械設計的實用性,即生產環節的可操作性和市場環節的適應性。
(3)突破性。設計理念走出固有的思維套路,借鑑其他領域的新技術,新理念,開發新的設計原理,從而實現機械設計的深化和精細化。
(4)立體性。也稱爲聯動性,要實現創新思維的`立體性發揮,保持思維的層次性立體性,實現橫向、豎向和逆向思維的統一,在設計時權衡最優方案。
2 機械設計環節的優化設計
現代優化設計理念通常以數學規劃作爲指導理論,藉助電腦設備予以實施,在一定的約束範圍內,尋找適用於預期設計目標的最優設計方案。現代優化設計包括了現代科技的衆多因素,如函數、數學理論、信息技術等,通過最新型的設計途徑得出最優化的設計方案,以滿足工業發展的新要求。
現階段我國在各行業的優化設計方面成果顯著,摸索出一系列較爲優秀的優化設計程序,因此,機械設計領域也要及時進行優化設計研究,在保持原有性能的前提之上逐步優化,減少設計週期,提高機械設備的生產效率和設計質量,滿足科技發展對機械設計新模式的要求。
3 機械設計環節的變型設計
所謂變型設計,就是指機械設計要在原有產品的類型基礎上,進行深度開發,從而使機械設備在零件上具備更標準的規格,在部件上更加通用,在設備整體上更加系統。變型設計憑藉其先進性和合理性,能夠突破原有設計模式,實現設計的精準化。變型設計包含了縱系列和橫系列兩種產品結構的變型設計。機械產品設備如在功能原理及產品結構上相同,而只是尺寸及參數有異,就屬於縱系列範圍;而在同類產品的基礎設計上擴展新功能的設計,則屬於橫系列範圍。此外,機械設備的三維參數化變型設計是變型設計的另外一種形式,以拓撲約束、工程約束和尺寸約束作爲技術基礎。與傳統的參數化設計相比,三維參數化變型設計既包含了傳統的三維模型,還能自動更新工程視圖的尺寸、比例、位置、註釋及BOM 表,對下游工裝夾具、NC 代碼、工藝規程等關聯設計也能進行參數化設計。
4 機械設計環節的反求設計及CAD、數據庫技術的應用
4.1 反求設計優化要點
在進行這一環節的優化分析時,要注重以下技術問題:
(1)探究鑽研更有效的測量方法及機械設備,以提高精準度,縮小測量的誤差。
(2)開發更加實用化的三維重構方法及軟件系統,以提高精準度,縮小計算的誤差。
(3)有效融合數理統計、人工智能及精度設計理論,探索較爲獨特的設計參數的還原技術,解決原始設計參數的還原難題。
(4)研究產品主模型技術,滿足反求工程II 要求,構成建模體系,對產品的裝配關係加以描述,從而有利於對原始設計參數進行還原。
(5)爲便於實現設計參數的還原,還要進行軟件開發,使軟件具備機械原型產品的設計和分析功能。
4.2CAD 技術
機械設計隨着科技的進步,尤其是計算機技術的發展,越來越多的藉助於CAD 技術來配合實現設計理想,因此,要做到機械設計的創新,就要做到人機結合,充分利用計算機技術。在藉助CAD 輔助設計時,要始終將人的能動性放在首位,合理使用計算機,發揮人的創造性,利用計算機的準確性和靈活性,以設計出更加符合機械工作新發展的機械產品。
4.3 數據庫技術
數據庫技術的管理軟件衆多,已普遍應用於各個管理領域中,現代機械設計要創新發展,離不開數據庫技術的支持。現代機械設計過程中需要調用各種數據資料,耗費衆多時間精力,通過建立完善的數據庫系統,可以供設計人員隨時使用,節約了人力,爲機械設計的創新留出了更大的空間,有利於實現機械設計的高效化。
5 結語
在創新意識得到普遍重視的現代社會,機械設計領域也要努力實現創新化發展,是推進現代工業與社會經濟同步發展。設計人員要具備良好的創新意識,在各個設計環節把握住提高創新節點,藉助計算機技術,不斷設計出更加完備的機械設備,保持機械設計在引領工業發展方面的先進性。
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