1)信息论方法, 如信息分析法、技术预测法等。
它是现代设计方法的前提。
2)系统论方法, 如系统分析法、人机工程以及面向产品生命周期的设计。
3)控制论方法, 如动态分析法等。
4)优化论方法, 它是现代设计方法的目标。
5)对应论方法, 如相似设计、反求工程设计等。
6)智能论方法, 如CAE 、并行工程、人工智能等是现代设计方法的核心。
7)寿命论方法, 如可靠性设计、价值工程和稳健性设计等。
8)离散论方法, 如有限元和边界元方法。
9)模糊论方法, 如模糊评价和决策等。
10)突变论方法, 如创造性设计等。
它是现代设计方法的基础。
11)艺术论方法 , 如艺术造型等。
创新设计的正常开展和完成,必须正确运用创新设计方法。
常用的创新设计方法主要有下面几种:一、智力激励法 智力激励法又叫集思广益法,它是由美国创造学家A.F.奥斯本提出的。人的创造性思维特别是直觉思维在受激发情况下能得到较好的发挥。
一批人集合在一起,针对某个问题进行讨论时,由于每个人的知识和经验不同,观察问题的角度和分析问题的方法各异,提出的各种意见能互相启发,从而诱导出更多创意。通过激智、集智、交流,可实现创新的目的。
智力激励法可以通过召开会议,也可以通过信函、书面等形式,达到互相启发、补充和完善见解,或发展为新的见解。二、提问追溯法 提问追溯法是有针对性地、系统地提出问题,在回答问题过程中,便可能产生各种解决问题的设想,使设计所需要的信息更充分,解法更完善。
提问追溯法提出的问题如下:1)有没有其他用途?有没有新的用途?稍加改进有没有其他用途?2)能否借用其他经验或发明?是否有相似的东西?是否有可模仿或可借用的东西?3)能否在结构、造型或其他方面变化一下?能否增加或减少什么?能否加高或降低一点?能否加长或缩短一点?能否加厚或减薄一点?能否减轻或加重一点?能否扩大或缩小一点?能否重新组合或再分解?4)能否用其他东西代替?能否用代用的原材料、半成品或其他的代用制造方法?5)能否增加或减少功能?6)能否在成本不变的前提下提高产品的性能?7)能否采用廉价代用材料、简化结构、使用简单而高效的制造工艺、提高零部件的标准化程度来降低成本?通过一连串从不同角度的发问,可启发思维,提出新的设计方案。三、缺点列举法 运用缺点列举法始于发现事物的缺点,挑出事物的毛病。
在明确需要克服的缺点后,有的放矢地进行创造性思考,并通过改进设计去获得新的设计方案。例如,一家生产汽车喇叭继电器的小厂,为了改变产品销路不畅的被动局面,厂长和技术人员、销售人员一起对有关产品进行分析,在广泛收集用户意见的基础上,分析产品的缺点,然后针对缺点采取各种不同的措施,改进了原有的产品,很快打开了销路,销售量一年内便增长了一倍。
四、希望点列举法 希望点列举法从设计者(发明者)或用户的意愿出发提出新设想、新要求,从而激发人们去开发新产品或改进原有的产品。例如有了黑白电视机,还希望有彩色的、遥控的。
又如人们希望在给别人打电话时不仅能闻其声,而且能见其人,为适应这种要求,开发了可视电话。希望点列举法与缺点列举法都是将思维收敛于某“点”,然后发散思维,最后又集中于某种创意。
但希望点列举法比缺点列举法涉及的目标更广,而且更侧重自由联想。五、联想类比法 联想是由一个事物想到另一个事物的心理过程。
对应联想由一件事物联想到与其对立的另一事物。例如由小想到大,由集中想到分散等。
要增强联想能力,必须注意增加知识和经验,不但注意吸纳本专业及其他专业的学科知识,更要重视参加各种实践活动。利用联想进行发明创造是一种常用而且十分有效的方法,很多发明家都善于联想,也得益于联想的妙用。
例如,贝尔发明电话,开始没有成功,以后从吉他的声音中想到了共鸣原理,改进了装置,才使电话发明成功。又如布拉特从看到蜘蛛织网联想到可以从上到下造桥,从而发明了吊桥,突破了传统的造桥模式。
联想类比由一事物或现象联想到与其有类似特点(如性质、外形、结构、功能等)的其他事物或现象。例如,由水波想到声波、光波;由水波可出现干涉现象,想到光也有干涉现象等。
六、反向探求法 反向探求将人们通常思考问题的思路反转过来,从背逆常规的途径探寻新的解法,因此反向探求法亦称为逆向思维法。例如在钨丝灯泡发明初期,为了避免钨丝在高温下的氧化,需要将灯泡内抽真空,但是使用后发现抽真空后的灯丝通电后仍会变脆。
为了解决这个问题,当时多数人的意见是继续提高灯泡内的真空度。而美国科学家兰米尔却应用反向探求法提出向灯泡内充气的方法,他分别试验了将氢气、氧气、氮气、二氧化碳气、水蒸气等充入灯泡,试验结果表明氮气有明显的减少钨蒸发的作用,可使钨丝在其中长期工作,因而发明了充气灯泡。
又例如:化学能为什么不能变成电能?声音既是振动,那么振动为什么不能复现原声?根据这些反问,相继发明了电池、留声机。七、组合创新法 组合创新法是将现有技术或产品通过功能、原理、结构等方面的组合变化形成新的技术思想或新产品。
组合法的优点是组合形式多样,应用广泛,便于操作,经济有效。组合创新法应用的技术单元一般是已经成熟或比较成熟的技术,不需要从头开始,因而可以最大限度地节约人力、物力和财力。
在当代社会生产和生活中,存在着大量已经开发出来的技术,只要合理组合,就能创造出适合需要的技术系统。例如,美国的“阿波罗”宇宙飞船由700万个零件组成,但没有一个零件是新研制的,用这些已有的零件组合出把人送上月球又重返地球的神奇系统。
同样“阿波罗”宇宙飞船技术中的全部技术都是现有技术的组合。组合创新法的类型很多。
常用的有性能组合、原理组合、功。
一、机械零件的常规设计方法
1、理论设计
理论设计是根据设计理论和实验数据所进行的设计。它又可分为设计计算和校核计算两类。设计计算是根据零件的工作情况,选定计算准则,按其所规定的要求计算出零件的主要几何尺寸和参数。校核计算是先按其他办法初步拟定出零件的主要尺寸和参数,然后根据计算准则所规定的要求校校零件是否安全。由于校核计算时,已知零件的有关尺寸,因此能计入影响强度的结构因素和尺寸因素,计算结果比较精确。
2、经验设计
经验设计是根据已有的经验公式或设计者本人的工作经验,或借助类比方法所进行的设计。这主要适用于使用要求不大变动而结构形状已典型化的零件,如箱体、机架、传动零件的结构要素等。
3、模型实验设计
这种设计是对一些尺寸巨大、结构复杂的重要零件,根据初步设计的结果,按比例制成小尺寸的模型,经过实验手段对其各方面的特性进行检验,再根据实验结果对原设计进行逐步修改,从而达到完善的设计。模型实验设计是在设计理论还不成熟,已有的经验又不足以解决设计问题时,为积累新经验、发展新理论和获得好结果而采用的一种设计方法。但这种设计方法费时、耗资,一般只用于特别重要的设计中。
二、机械零件设计的一般步骤
1)选择零件的类型和结构。这要根据零件的使用要求,在熟悉各种零件的类型、特点及应用范围的基础上进行。
2)分析和计算载荷。分析和计算载荷,是根据机器的工作情况,来确定作用在零件上的载荷。
3)选择合适的材料。要根据零件的使用要求、工艺要求和经济性要求来选择合适的材料。
4)确定零件的主要尺寸和参数。根据对零件的失效分析和所确定的计算准则进行计算,便可确定零件的主要尺寸和参数。
5)零件的结构设计。应根据功能要求、工艺要求、标准化要求,确定零件合理的形状和结构尺寸。
6)校核计算。只是对重要的零件且有必要时才进行这种校核计算,以确定零件工作时的安全程度。
7)绘制零件的工作图。
8)编写设计计算说明书。
三、机械零件的设计计算
机械零件的主要尺寸常常需要通过理论计算确定。理论设计计算是根据零件的结构特点和工作情况,将它合理简化成一定的物理模型,运用理论力学、材料力学、流体力学、摩擦学、热力学、机械振动学等理论或利用这些理论推导出设计公式、实验数据来进行设计。理论设计计算可分为设计计算和校核计算两种。
1)设计计算。按设计公式直接求得零件的有关主要尺寸。
2)校核计算。已知零件各部分的尺寸,用设计公式校核它是否满足有关的设计计算准则。
为了使设计计算的结果更符合实际,应该多方面参考过去成功的设计和实践积累的经验关系式、统计数据等。对于一些大型、结构复杂的重要零件,必要时还可以进行模型实验或实物实验。
爱台品的资料均为作者提供或者网友推荐收集整理的,仅供学习和研究使用,不得用于任何商业用途。
如果您发现本站侵害了您的版权,请立即联系我们,本站将第一时间进行相关处理。
Copyright © 爱台品 All Rights Reserved. 蜀ICP备2023006180号-1