现代设计方法

现代设计方法

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1 现代设计的意义

现代设计是企业生产过程中的第一环, 直接决定着工业生产的成败。一件真正成功的产品, 能够产生极大的影响力, 给企业的发展指出新的战略方向, 带来巨大的市场和商业利润,创造出名牌效应。同时，现代设计也是一种专门化的服务，其目的是创造与发展铲平或系统。的概念和规格, 以使其功能, 价值和外观达到最优化, 同时满足用户与生产商的要求。现在,现代设计由设计产品发展到设计企业,引导市场的发展潮流。因此,现代设计对企业发展具有重要的意义,它将越来越受到重视，我们大学生更应该在学习阶段就掌握这些基本的现代设计方法，为以后的运用做好知识储备。这些方法包括计算机辅助设计、虚拟设计、绿色设计、优化设计等等。

2计算机辅助设计

计算机辅助设计（Computer Aided Design）是指利用计算机及图形设备帮助设计人员进行设计工作[1]。如今计算机是现代机械设计不可缺少的辅助工具。特别是在绘制设计图纸阶段可以利用计算机辅助设计软件将设计所需参数输入到计算机中，将机械设计制造模型直观地呈现出来[2]。当前，计算机辅助设计技术和软件已经被广泛应用于机械设计制造中，比较热门的软件有UG、SolidWorks、Pro/E、3DMax等，这些三维建模软件可以通过基本的命令如拉伸、切除、扫描、放样等将二维图纸以三维模型的方式呈现，使零件更加直观。同时，这些三维软件也愈加趋于完善，它们往往有绘制二维图纸、动画、渲染、仿真等作用，使用户只使用一个软件就能完成他所需要的过程。

3虚拟设计

虚拟设计是以计算机支持的仿真技术为前提，在产品设计阶段，实时地并行地模拟出产品开发全过程及其对产品设计的影响，预测产品性能、产品制造成本、产品的可制造性、产品的可维护性和可拆卸性等，从而提高产品设计的一次成功率。由于虚拟设计技术集合了三维图形、声音等多种媒介，能为人们提供了更加接近真实的体验[2]。当前虚拟设计技术在机械设计制造中的应用主要体现在两个方面：第一个方面,利用 VR 设备在VR环境中身临其境地感知CAD 设计出来的模型。第二个方面，综合运用虚拟设计技术和计算机辅助设计技术，在虚拟仿真环境中进行机械设计[2]。首先，利用VR与甲方进行交流时，可以让甲方身临其境切切实实的感受到该产品的形貌特征，从而促成成功率。其次，现在节能环保已经是世界的主题，如果能能在虚拟仿真环境中进行机械设计，那么将极大的节省能源材料的消耗。

4绿色设计

绿色设计（Green Design）也称生态设计(Ecological Design),环境设计（Design for Environment）,环境意识设计（Environment Conscious Design）。在产品整个生命周期内，着重考虑产品环境属性（可拆卸性，可回收性、可维护性、可重复利用性等）并将其作为设计目标，在满足环境目标要求的同时，保证产品应有的功能、使用寿命、质量等要求。因此，在设计之初就应该考虑整个产品的生命周期的绿色制造，绿色使用，绿色回收等。如在设计之初就应该选择可回收，五毒无害的材料；在设计结构时，在满足工作条件的情况下还要考虑加工零件的方法是否节能，是否高效；同时还需要考虑该产品在交予用户使用时，在满足所有功能的条件下，是否能为用户节省能源，节省资源；最后，在该产品报废的过程中是否污染环境。这些都是绿色设计需要考虑的问题。因此在未来的产品 设计中应当更多的融入绿色环保的设计理念，进一步提升工业 产品的绿色理念[3]。

5优化设计

优化设计是从多种方案中选择最佳方案的设计方法。它以数学中的最优化理论为基础，以计算机为手段，根据设计所追求的性能目标，建立目标函数，在满足给定的各种约束条件下，寻求最优的设计方案。在机械工程中，优化设计最集中体现在机械结构的优化设计。结构优化设计的目的在于寻求既安全又经济的结构形式 ， 而结构形式包括了关于尺寸 、 形状和拓扑等信息。对于试图产生超出设计者经验的有效的新型结构来说，优化是一种很有价值的工具．优化的目标通常是求解具有最小重量的结构 ，同时必须满足一定的约束条件 ，以获得最佳的静力或动力等性态特征[4]。在对机械结构进行减重优化时，一般可以选择有限元分析软件，如ABAQUS、ANSYS、MSC。首先根据具体实物模型建立三维模型，然后根据实际约束条件给三维模型添加一样的工况条件，再进行网格划分，最后仿真就能根据哪些地方所受的应力小，从而挖去这里的材料，达到节省材料的目的。

6总结

通过马老师生动的讲解现代设计方法这门课以及课后作业，我的当今主流的现代设计方法也有了一定的了解，我也发现原来在以前的课程设计等任务中，我也在不知不觉地在使用这些设计方法。现在有通过结业论文，我自己查找相关资料，让我对这些方法由来更加清楚的认识，在我以后的学习和工作过程中，我一定好好体会这些现代方法。

参考文献

[1]马军. 计算机辅助设计技术在机械设计中的应用探讨[J]. 煤炭技术, 2011, 30(5): 249-251.

[2]王朝阳.现代数字化设计在机械设计制造技术中的应用与发展[J].信息记录材料,2019,20(8):17-18.

[3]曹红心.基于绿色理念的工业产品设计研究[J].包装世界,2019,(6):120-121.

[4]李芳,凌道盛.工程结构优化设计发展综述[D].2002.