现代设计方法在机械系统设计中的应用
课程信息：机械系统设计论文
论文题目：现代设计方法在机械系统设计中的应用 指导老师：xxx 班 级：机制1041 姓 名：xxx
学 号：2xxxxxxxxxxx
论文完成日期：2013年6月12号
现代设计方法在机械系统设计中的应用
(xxx 河南工程学院 机械工程学院 河南 郑州 )
摘要：阐述了传统机械系统设计方法和机械系统的现代设计理论方法的特征；主要介绍了有限元方法、反求工程设计方法；
关键词：优化方法；有限元方法；反求工程设计法；机械系统
Modern design theory and method in mechanical systems design (xxx Henan Engineering College,College of mechanical engineering , Henan zhengzhou )
Abstract：In this paper,the design of the main elements of theoretical Approaches,characteristics is described;The paper mainly introduced the mothed of FEM and Reverse Engineering.etc.
Key words：optimization；FEM ；Reverse Engineering; mechanical systems 引 言
近年来，随着科学技术的发展和经济的全球化，机械技术与各个学科不断交叉、融合，制造业不断地向高速化、轻量化、虚拟化方向发展，用户对产品的需求越来越个性化、多样化。而现代设计理论是在研究设计竞争规律和分布式资源环境中的设计活动发展起来的。现代设计理论方法是应用科学的思想和方法创造出性能先进、结构合理的产品，变被动地重复分析产品的性能为主动地设计产品参数的过程，把静态的、经验的、手工的方法转变为
科学的、动态的、计算机化的方法。现代设计理论方法是新兴的综合性、交
叉性学科。
一、 统机械系统设计与现代设计理论方法
１.１传统机械系统设计
传统的机械系统设计，主要依据于公式、经验、图表、手册等方法来进行静态分析、近似计算、经验设计等半经验半理论的设计。传统机械系统设计过程如图1所示。但传统的机械设计在设计过程中，只考虑了产品本身，而对包括产品整个生命周期内的质量、成本、服务等方面考虑不足，往往供选的方案少，设计方案不合理、计算误差大造成浪费及安全隐患。显然，传统的机械设计方法已难以适应市场竞争和社会发展的需要。
１.２现代设计理论方法
现代设计理论方法是动态发展的，现代设计理论是为设计的创造性过程而建立的各种数学模型；而现代设计方法是对这些数学模型的求解过程，或者为设计师实施创造性过程而提供的各种手段。现代设计理论方法的运用实现了结构分析的定量化、工况分析的动态化、质量分析的可靠化、设计结果的最稳定性化、设计过程的高效化和自动化。
常见的现代设计理论方法很多，如：创新设计法、智能设计法、系统分
析设计法、优化设计法、可靠性设计法、有限元分析法、相似性设计法、虚拟设计法、反求工程设计法、动态设计法等。本文主要介绍有限元设计方法和反求工程设计方法。
二、现代设计理论方法在机械系统设计中的应用
１、有限元法
1. 有限元法的提出
有限元法(FINITELEMENTMETHODS)最初是20世纪50年代作为处理固体力学问题的方法出现的。早在1943年，Courant已经应用了单元的概念。1945--955年，等人在结构矩阵分析方面取得了很大的进展。1956年，Turner、Clough等人把刚架位移法的思路，推广应用于弹性力学平面问题：他们把连续体划分为三角形和矩形单元，单元中的位移函数采用近似表达式，推导单元的刚度矩阵，建立结合点位移与结合点力之间的元刚度方程。1960年Clough首先将这种解决弹性了学的方法称为”有限元法”。几乎与此同时，我国的冯康也提出了类似的方法。