這是現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法ppt，包括了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)與現(xiàn)代設(shè)計(jì)及其范疇，設(shè)計(jì)過程和設(shè)計(jì)技術(shù)簡述，系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)方法，技術(shù)系統(tǒng)的組成和處理對象，系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)方法，總體布置設(shè)計(jì)創(chuàng)造性思維等內(nèi)容，歡迎點(diǎn)擊下載。

現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法ppt是由紅軟PPT免費(fèi)下載網(wǎng)推薦的一款課件PPT類型的PowerPoint.

現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)理論與方法 第一章 概 述 課程教學(xué)的目的 培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用現(xiàn)代先進(jìn)的設(shè)計(jì)理論和方法解決工程問題的能力。 教學(xué)內(nèi)容 現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論：重點(diǎn)內(nèi)容為系統(tǒng)分析法及創(chuàng)造性思維。 現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法：重點(diǎn)內(nèi)容為有限元分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)和反求工程設(shè)計(jì)。 1.1 傳統(tǒng)設(shè)計(jì)與現(xiàn)代設(shè)計(jì)及其范疇 一 傳統(tǒng)設(shè)計(jì)與現(xiàn)代設(shè)計(jì) 1 設(shè)計(jì)的起源和設(shè)計(jì)技術(shù)的傳遞 手工藝人的設(shè)計(jì)及技術(shù)傳遞 師傅——徒弟（實(shí)用的） 傳統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)的傳遞 圖紙、經(jīng)驗(yàn)、類比（實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的） 現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論體系的建立與發(fā)展 仿真、理論分析（分析實(shí)驗(yàn)結(jié)合的） 1.1 傳統(tǒng)設(shè)計(jì)與現(xiàn)代設(shè)計(jì)及其范疇 一 傳統(tǒng)設(shè)計(jì)與現(xiàn)代設(shè)計(jì) 2 產(chǎn)品屬性變化對設(shè)計(jì)的要求（傳統(tǒng)產(chǎn)品與現(xiàn)代產(chǎn)品） 產(chǎn)品的使用屬性 產(chǎn)品的社會(huì)屬性 產(chǎn)品的服務(wù)屬性 海爾是如何賺錢的？ 你把保險(xiǎn)公司的產(chǎn)品放到哪里去了？ 3 現(xiàn)代設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的根本區(qū)別 手工的、靜態(tài)的、經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，被動(dòng)地分析產(chǎn)品的性能 計(jì)算機(jī)化的、動(dòng)態(tài)的、科學(xué)的設(shè)計(jì)，主動(dòng)地設(shè)計(jì)產(chǎn)品的性能 1.1 傳統(tǒng)設(shè)計(jì)與現(xiàn)代設(shè)計(jì)及其范疇 二 現(xiàn)代設(shè)計(jì)的范疇 1 信息論方法 ， 如信息分析法、技術(shù)預(yù)測法等。它是現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的前提。 2 系統(tǒng)論方法 ， 如系統(tǒng)分析法、人機(jī)工程以及面向產(chǎn)品生命周期的設(shè)計(jì)。 3 控制論方法 ， 如動(dòng)態(tài)分析法等。 4 優(yōu)化論方法 ， 它是現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的目標(biāo)。 5 對應(yīng)論方法 ， 如相似設(shè)計(jì)、反求工程設(shè)計(jì)等。 6 智能論方法 ， 如 CAE 、并行工程、人工智能等。是現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的核心。 7 壽命論方法 ， 如可靠性設(shè)計(jì)、價(jià)值工程和穩(wěn)健性設(shè)計(jì)等。 8 離散論方法 ， 如有限元和邊界元方法。 9 模糊論方法 ， 如模糊評價(jià)和決策等。 10 突變論方法 ， 如創(chuàng)造性設(shè)計(jì)等。它是現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)。 11 藝術(shù)論方法 ， 如藝術(shù)造型等。 1.2 設(shè)計(jì)過程和設(shè)計(jì)技術(shù)簡述 設(shè)計(jì)方法的研究內(nèi)容 設(shè)計(jì)素質(zhì)的培養(yǎng) 做合格的設(shè)計(jì)人員 設(shè)計(jì)步驟和程式 組織和執(zhí)行設(shè)計(jì) 解決具體問題的方法和手段 科學(xué)而嫻熟的方法 1.2 設(shè)計(jì)過程和設(shè)計(jì)技術(shù)簡述 一 機(jī)械設(shè)計(jì)過程簡述 1 基本設(shè)計(jì)步驟 調(diào)查研究 方案設(shè)計(jì) 工作圖設(shè)計(jì) 樣機(jī)試制與鑒定 2 系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)模式 3 創(chuàng)造性設(shè)計(jì)模式 1.2 設(shè)計(jì)過程和設(shè)計(jì)技術(shù)簡述 二 設(shè)計(jì)技術(shù) 知識維 邏輯維 時(shí)間維 三 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 第二章 系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)方法 傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的缺陷 孤立、靜止地分析問題 得到的結(jié)論具有片面性和局部性 增加系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)難度和成本 失敗的案例分析：某大型企業(yè)的技術(shù)引進(jìn)——XX壓力機(jī)設(shè)計(jì) 現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法 注重產(chǎn)品設(shè)計(jì)的全過程 注重分析系統(tǒng)內(nèi)部單元的相對關(guān)系 從功能分析入手解決產(chǎn)品方案設(shè)計(jì) 2.1 技術(shù)系統(tǒng)的組成和處理對象 系統(tǒng)的組成 系統(tǒng)單元 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 邊界條件 輸入和輸出的要素 2.2 系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)方法 系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)的內(nèi)容 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)制造 系統(tǒng)運(yùn)行 系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)涉及到產(chǎn)品開發(fā)和運(yùn)行的所有環(huán)節(jié)，甚至包括產(chǎn)品的售后服務(wù)和產(chǎn)品失效（報(bào)廢）后處理，所以系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)不是單純的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。 2.2 系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)方法 一 設(shè)計(jì)過程剖析 1 產(chǎn)品規(guī)劃 重要度：極高。極少數(shù)人行為確定，受控度低，無補(bǔ)救措施。 2 方案設(shè)計(jì) 重要度：高。少數(shù)人行為確定，受控范圍小，補(bǔ)救困難。 3 技術(shù)設(shè)計(jì) 重要度：中。較多人行為確定，受控范圍大，較易補(bǔ)救。 4 施工設(shè)計(jì) 重要度：低。受控度高，一般能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，易補(bǔ)救。 工程設(shè)計(jì)中，大多數(shù)人理解施工設(shè)計(jì)十分重要，其原因是施工設(shè)計(jì)是十分費(fèi)時(shí)而細(xì)致的工作，而且多數(shù)人只能看到施工設(shè)計(jì)或只有看見施工設(shè)計(jì)的能力。 2.2 系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)方法 二 產(chǎn)品規(guī)劃 明確所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的目的、任務(wù)和要求 撰寫設(shè)計(jì)任務(wù)書 目的：提供設(shè)計(jì)、評價(jià)和決策的依據(jù) 2.2 系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)方法 二 產(chǎn)品規(guī)劃 1 市場需求分析 1) 消費(fèi)者對產(chǎn)品功能、性能、質(zhì)量和數(shù)量等的具體要求 2) 現(xiàn)有類似產(chǎn)品的銷售情況和銷售趨勢 3) 競爭對手在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)方面的優(yōu)缺點(diǎn)及發(fā)展趨向 4) 主要原料、配件和半成品的現(xiàn)狀、價(jià)格及變化趨勢等 2.2 系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)方法 二 產(chǎn)品規(guī)劃 2 可行性分析 1) 技術(shù)分析——系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的難點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn) 2) 經(jīng)濟(jì)分析——成本、性能價(jià)格比分析 3) 社會(huì)分析——產(chǎn)品開發(fā)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益 2.2 系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)方法 二 產(chǎn)品規(guī)劃 3 可行性分析報(bào)告的內(nèi)容 1) 產(chǎn)品開發(fā)的必要性 、市場調(diào)查和預(yù)測情況 2) 有關(guān)產(chǎn)品的國內(nèi)外水平及發(fā)展趨勢 3) 從技術(shù)上預(yù)期能達(dá)到的水平 4) 需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題 5) 經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益的分析 6) 投資費(fèi)用及時(shí)間進(jìn)度計(jì)劃 7) 現(xiàn)有條件下開發(fā)的可能性及準(zhǔn)備采取的措施 2.2 系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)方法 二 產(chǎn)品規(guī)劃 4 設(shè)計(jì)要求的擬定 1) 產(chǎn)品功能和性能 2) 設(shè)計(jì)參數(shù)和相關(guān)的指標(biāo) 3) 制造及使用等方面的限制條件 2.2 系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)方法 三 方案設(shè)計(jì) 1 功能分析和原理方案擬定 1) 功能分析 2) 創(chuàng)造性設(shè)計(jì) 3) 分析——綜合——評價(jià) 2.2 系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)方法 三 方案設(shè)計(jì) 2 功能分析的目的 1) 啟發(fā)創(chuàng)造性 2) 全面掌握對產(chǎn)品各方面的要求 3) 避免設(shè)計(jì)的盲目性 4) 全面考慮功能和成本的關(guān)系功能分析 2.2 系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)方法 三 方案設(shè)計(jì) 3 功能的分類 1) 基本功能和輔助功能 手機(jī)的功能分析 2) 必要功能和不必要功能 短命的產(chǎn)品——金長城家用電腦的功能分析 3) 使用功能和外觀功能 二十年來服裝的變化趨勢或潮流 2.2 系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)方法 三 方案設(shè)計(jì) 4 依據(jù)功能的設(shè)計(jì) 1) 參考有關(guān)資料、專利或產(chǎn)品求解 2) 利用各種創(chuàng)造性方法以開闊思想來探尋解法 3) 采用形態(tài)綜合法或相關(guān)表和相關(guān)網(wǎng)法進(jìn)行組合 2.2 系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)方法 三 方案設(shè)計(jì) 5 功能分析設(shè)計(jì)法舉例 1) 挖掘機(jī)的原理方案設(shè)計(jì) 2.2 系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)方法 三 方案設(shè)計(jì) 5 功能分析設(shè)計(jì)法舉例 2) 電子皮帶秤的原理方案設(shè)計(jì) 2.2 系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)方法 四 方案設(shè)計(jì)舉例 瓶蓋整列裝置的原理方案設(shè)計(jì) 2.2 系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)方法 四 方案設(shè)計(jì)舉例 原理方案設(shè)計(jì) 2.2 系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)方法 四 方案設(shè)計(jì)舉例 原理方案設(shè)計(jì) 第三章 創(chuàng)造性設(shè)計(jì)方法 什么是創(chuàng)造 建立新系統(tǒng)的過程 狹義創(chuàng)造 廣義創(chuàng)造 個(gè)體創(chuàng)造力 創(chuàng)造性設(shè)計(jì) 競爭力與創(chuàng)造性的關(guān)系 典型企業(yè)特征 Wintel——用新產(chǎn)品進(jìn)行“搶劫” 麥當(dāng)勞和肯德基——為什么會(huì)虧損？ 3.1 創(chuàng)造力和創(chuàng)造過程 一 培養(yǎng)創(chuàng)造力的條件 創(chuàng)造力的培養(yǎng) 1) 豐富的知識和經(jīng)驗(yàn)——知識和經(jīng)驗(yàn)是創(chuàng)造的基礎(chǔ) ， 是智慧的源泉。創(chuàng)造就是用已有的知識為前提去開拓新的知識。 淺談水變油——沒有知識的創(chuàng)新只能是滑稽的創(chuàng)新 淺談海水變油——1升海水所蘊(yùn)含的能量相當(dāng)于300升汽油 3.1 創(chuàng)造力和創(chuàng)造過程 一 培養(yǎng)創(chuàng)造力的條件 創(chuàng)造力的培養(yǎng) 2) 高度的創(chuàng)造精神——創(chuàng)造性思維能力并不是與知識量簡單地成比例的 ， 還需要有強(qiáng)烈的參與創(chuàng)造的意識和動(dòng)力。 少年牛頓 萊特兄弟 孫圣和教授與博士生培養(yǎng) 3.1 創(chuàng)造力和創(chuàng)造過程 一 培養(yǎng)創(chuàng)造力的條件 創(chuàng)造力的培養(yǎng) 3) 健康的心理品質(zhì)——要有不怕困難、刻意求新、百折不撓的堅(jiān)強(qiáng)意志。 愛迪生與諾貝爾 墻頭漫步的精神病人 3.1 創(chuàng)造力和創(chuàng)造過程 一 培養(yǎng)創(chuàng)造力的條件 創(chuàng)造力的培養(yǎng) 4) 科學(xué)而嫻熟的方法——必須掌握各種創(chuàng)造技法和其他的工程技術(shù)研究方法。 馮康教授與有限元法 3.1 創(chuàng)造力和創(chuàng)造過程 一 培養(yǎng)創(chuàng)造力的條件 創(chuàng)造力的培養(yǎng) 5) 嚴(yán)謹(jǐn)而科學(xué)的管理——創(chuàng)造需要引發(fā)和參與 ，也需要對其每個(gè)階段或步驟進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)而科學(xué)的管理， 這也是促進(jìn)創(chuàng)造發(fā)明的實(shí)現(xiàn)的因素之一。 淺談神州飛船 3.1 創(chuàng)造力和創(chuàng)造過程 一 培養(yǎng)創(chuàng)造力的條件 創(chuàng)造力的培養(yǎng) 1) 要克服思想僵化和片面性 ， 樹立辯證觀點(diǎn)。 2) 要擺脫傳統(tǒng)思想的束縛 ， 不盲目相信權(quán)威等。 3) 要消除不健康的心理 ， 如膽怯和自卑。 4) 要克服妄自尊大的排他意識 ， 注意發(fā)揮群體的創(chuàng)造意識等。 從過高空懸索看我們自身的心理弱點(diǎn)。 從同學(xué)到上司。 我看文化革命。 3.1 創(chuàng)造力和創(chuàng)造過程 二 創(chuàng)造發(fā)明過程分析 準(zhǔn)備階段——提出問題、搜集材料、定向科學(xué)分析等。 創(chuàng)造階段——構(gòu)思、頓悟和發(fā)現(xiàn)等。 整理結(jié)果階段——驗(yàn)證、評價(jià)和公布等。 尺有所短，寸有所長——談創(chuàng)造發(fā)明中的人才任用 3.1 創(chuàng)造力和創(chuàng)造過程 二 創(chuàng)造發(fā)明過程分析 1 意念 什么是意念及意念的獲取方法 值得研究？ 值得改進(jìn)？ 也許能實(shí)現(xiàn)？ 顧客需要的不是這個(gè)？ 顧客需要的也許是這個(gè)？ 下屬對我的做法不滿意？ 上級對我的工作不滿意？ 同級覺得和我溝通困難？ 客戶對我不滿意？ 客戶流失？ 3.1 創(chuàng)造力和創(chuàng)造過程 二 創(chuàng)造發(fā)明過程分析 2 概念報(bào)告（廣義的履歷表、計(jì)劃表） 概念報(bào)告的內(nèi)容 概念報(bào)告的修正 概念報(bào)告的作用 3.1 創(chuàng)造力和創(chuàng)造過程 二 創(chuàng)造發(fā)明過程分析 3 可行模型 4 工程模型 5 可見模型 從可視化到虛擬制造 6 樣品原型 7 小批生產(chǎn) 3.2 創(chuàng)造性思維 創(chuàng)造性思維和創(chuàng)造技法是創(chuàng)造的核心 常規(guī)思維的主要特點(diǎn) 常規(guī)性——即習(xí)慣性、通常性 單向性——即只向常規(guī)的習(xí)慣方向思考 單一性——即只考慮一種方案、一種思路 邏輯性——即通常的邏輯思維范疇等 創(chuàng)造性思維的主要特點(diǎn) 獨(dú)特性——即與眾不同 多向發(fā)散性——即立體性思維、多答案 非邏輯性——即出人意料 連動(dòng)性——即由此及彼性 綜合性——創(chuàng)造是多種思維方式的綜合 ， 在綜合中創(chuàng)新 3.2 創(chuàng)造性思維 一 發(fā)散思維與收斂思維 發(fā)散思維是一種讓思路向多方向、多數(shù)量全面展開的立體型、輻射型的思維方式。 收斂思維是指針對由發(fā)散思維所提出的各種方案 ， 分別逐一地進(jìn)行討論 ， 做出比較、評價(jià) 和選擇 ， 將問題集中到使它獲得解決的某一種或某幾種方案上 ， 并最終使問題獲得解決的思維 過程。 發(fā)散思維和收斂思維都具有它們各自的特點(diǎn) ， 缺一不可。 3.2 創(chuàng)造性思維 二 想像 想像是人腦在過去的感知的基礎(chǔ)上對所感知的形象進(jìn)行加工、改造，創(chuàng)建出新形象的過 程。是對沒有關(guān)聯(lián)的事物經(jīng)過重新組合、搭配 ， 構(gòu)成新的有聯(lián)系的事物的思維過程。 消極想像和積極想像 再造想像、創(chuàng)造想像和憧憬 3.2 創(chuàng)造性思維 三 靈感 人們在創(chuàng)造活動(dòng)中 ， 有時(shí)長期冥思苦想 ， 找不出好的辦法去解決問題 ， 但在某種情況下卻恍然大悟 ， 問題迎刃而解。這種現(xiàn)象稱為靈感。 靈感具有突發(fā)性、目標(biāo)性、獨(dú)創(chuàng)性、隨機(jī)性和瞬時(shí)性的特點(diǎn) ， 是創(chuàng)造性思維中作用巨大的一種思維形式 ， 是創(chuàng)造活動(dòng)中達(dá)到最高階段出現(xiàn)的一種最富有創(chuàng)造性的心理狀態(tài)。 3.2 創(chuàng)造性思維 三 靈感 在長期積累的前提下偶然得之； 在有意追求的過程中元意得之； 在循常思維的基礎(chǔ)上反常得之 ； 在良好的精神狀態(tài)下怡然得之； 在和諧的環(huán)境中欣然得之。 3.3 創(chuàng)造技法 一 列舉法 希望列舉法 電冰箱的冷藏冷凍區(qū)域劃分 缺點(diǎn)列舉法 單放機(jī)的發(fā)明故事 特性列舉法 專賣店與超市 3.3 創(chuàng)造技法 二 智爆法（集體聯(lián)想方式 ） 會(huì)議要求 人員、計(jì)劃解決的問題確定 會(huì)議原則 創(chuàng)新、聆聽、贊賞 實(shí)施程序 氣氛、主持人技巧 3.3 創(chuàng)造技法 三 提問追溯法 5W1H When? Where? Who? What? Why? How? 二維微位移工作臺的工程圖設(shè)計(jì)問題舉例 3.3 創(chuàng)造技法 三 提問追溯法 奧斯本檢核表法 1) 可否將產(chǎn)品的形狀、制造方法等加以改變 ? 2) 可否另作他用 ? 3) 有無其他更佳設(shè)想 ? 4) 改變一下如何 ? 5) 放大如何 ? 6) 縮小如何 ? 7) 用別的替代如何 ? 8) 反之如何 ? 9) 組合起來如何 ? 3.3 創(chuàng)造技法 四 反向探求和向前推演法 反向探求法 對現(xiàn)有的解決方案系統(tǒng)地加以否定或?qū)ふ移渌�的甚至相反的一�?， 找出新的解法或啟發(fā)新的想法。 向前推演法 從一個(gè)最初的設(shè)想按一定方向逐步向前探索 ， 尋找新的想法。 3.3 創(chuàng)造技法 五 聯(lián)想類推法 相似聯(lián)想法 河蚌育珠、牛黃 抽象類比法 噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)與沙漠中的沙丘 借用法、仿生法 蜂窩結(jié)構(gòu) 3.3 創(chuàng)造技法 六 組合法 主體附加 手機(jī)和收音機(jī) 異類組合 手表和U盤 同類組合 DVD和VCD 分解組合 前掠翼飛機(jī) 單兵飛行器 輻射組合 ——納米技術(shù) 坐標(biāo)組合 ——北京某肉制品廠的起死回生 3.3 創(chuàng)造技法 七 功能分析法 八 同中求異與異中求同 對于熟悉的事物 把它看成是 “陌生的” 清華校訓(xùn) “自強(qiáng)不息，厚德載物”：出自《周易》：“天行健，君子以自強(qiáng)不息”、“地勢坤，君子以厚德載物” 。 哈工大校訓(xùn) “規(guī)格嚴(yán)格，功夫到家” ：航天人的精神被概括為：特別能吃苦，特別能戰(zhàn)斗，特別能攻關(guān)，特別能奉獻(xiàn)。 對陌生的事物持 “熟悉的” 態(tài)度 快速虎鉗的設(shè)計(jì)案例 第四章 機(jī)械可靠性設(shè)計(jì) 什么是可靠性 可靠性能不能被量化 可靠、不可靠； 十分可靠、很不可靠； 可靠度達(dá)到99.99%?? 可靠性與合格 可靠性的代價(jià) 數(shù)據(jù)的獲取代價(jià) 產(chǎn)品失效的代價(jià) 4.1 關(guān)于機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)的幾個(gè)問題 一 為什么要研究可靠性的問題 由于市場競爭激烈 ， 產(chǎn)品 更新快 ， 許多新元件、新材料、新工藝等未及成熟試驗(yàn)就被采用 ， 因而造成故障。 隨著產(chǎn)品或系統(tǒng)日益向大容量、高性能參數(shù)發(fā)展 ， 尤其是機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展 ， 使 整機(jī)或系統(tǒng)變得復(fù)雜 ， 零、部件的數(shù)量大增 ， 致使其發(fā)生故障的機(jī)會(huì)增多 ， 往往由于一個(gè)小零 件、小裝置的失效而釀成大事故。 為了維護(hù)用戶的利益 ， 在一些工業(yè)國家中實(shí)行產(chǎn)品責(zé)任索賠辦法。 產(chǎn)品或系統(tǒng)可靠性的提高可使用戶獲得較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 4.1 關(guān)于機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)的幾個(gè)問題 二 我國機(jī)電產(chǎn)品可靠性現(xiàn)狀 可靠性差 汽車 電子產(chǎn)品 芯片的生產(chǎn)方式 阻礙新技術(shù)的應(yīng)用 航天研究中的新技術(shù)應(yīng)用 4.1 關(guān)于機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)的幾個(gè)問題 三 為什么會(huì)出現(xiàn)可靠性問題 安全系數(shù)為主的機(jī)械設(shè)計(jì)方法 計(jì)算安全系數(shù)時(shí)認(rèn)為材料的強(qiáng)度 F 和零件所承受的應(yīng)力 S 都是取單值的 坦克的設(shè)計(jì)問題 坦克的戰(zhàn)場壽命 坦克的損壞方式 4.1 關(guān)于機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)的幾個(gè)問題 三 為什么會(huì)出現(xiàn)可靠性問題 可靠性設(shè)計(jì) 假設(shè)強(qiáng)度分布和應(yīng)力分布都是正態(tài)分布 4.1 關(guān)于機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)的幾個(gè)問題 三 為什么會(huì)出現(xiàn)可靠性問題 4.1 關(guān)于機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)的幾個(gè)問題 四 機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)的內(nèi)容 可靠性理論基礎(chǔ)。如可靠性數(shù)學(xué) ， 可靠性物理 ， 可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)、可靠性環(huán)境技術(shù) ， 可靠性數(shù)據(jù)處理技術(shù) ， 可靠性基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)以及人在操作過程中的可靠性等。 可靠性應(yīng)用技術(shù)。如使用要求調(diào)查 ， 現(xiàn)場數(shù)據(jù)收集和分析 ， 失效分析 ， 零件、機(jī)器和系統(tǒng) 的可靠性設(shè)計(jì)和預(yù)測 ， 軟件可靠性 ， 可靠性評價(jià)和驗(yàn)證 ， 包裝、運(yùn)輸、保管和使用的可靠性規(guī)范 ， 可靠性標(biāo)準(zhǔn)等。 4.2 可靠性的概念和指標(biāo) 可靠性：產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。 故障：產(chǎn)品喪失規(guī)定的功能。 維修度：可以維修的產(chǎn) 品在規(guī)定條件下使用，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)按規(guī)定的程序和方法進(jìn)行維修時(shí) ， 保持或恢復(fù)到能完成 規(guī)定功能的能力。 有效度：可以維修的產(chǎn)品在某時(shí)刻所具有的或能維持規(guī)定功能的能力。 4.2 可靠性的概念和指標(biāo) 產(chǎn)品完成的規(guī)定功能 1) 性能不超過規(guī)定范圍的 “性能可靠性” 2) 結(jié)構(gòu)不斷裂破損 的 “結(jié)構(gòu)可靠性” 3) 狹義可靠性和廣義可靠性 4.2 可靠性的概念和指標(biāo) 可靠性的指標(biāo) 1) 可靠度 (Reliability) 2) 失效率或故障率 (Failure Rate) 3) 平均壽命 (Mean Life) 4) 有效壽命 (Useful Life) 5) 維修度 (Maintainability) 6) 有效度 (Availability) 7) 重要度 (Importance) 4.2 可靠性的概念和指標(biāo) 一 可靠度和失效率 可靠度——是時(shí)間的函數(shù) 故障 ( 失效 ) 概率 4.2 可靠性的概念和指標(biāo) 一 可靠度和失效率 故障概率密度函數(shù) 4.2 可靠性的概念和指標(biāo) 一 可靠度和失效率 故障分布函數(shù) （累計(jì)故障概率密度函數(shù)） 可靠度 失效率 4.2 可靠性的概念和指標(biāo) 二 三種失效率——失效模式 隨機(jī)失效 ——指數(shù)分布 失效概率為常數(shù) 功能失效 ——正態(tài)分布 零件的疲勞壽命和強(qiáng)度 ——韋布爾分布 4.2 可靠性的概念和指標(biāo) 三 平均壽命 平均壽命又稱平均失效時(shí)間 (MTBF)， 它是一個(gè)和可靠性有關(guān)的很有用的數(shù)量指標(biāo)。它是失效的平均間隔時(shí)間 ， 即平均無故障工作時(shí)間。 4.3 可靠性設(shè)計(jì)方法舉例 （自學(xué)） 主要設(shè)計(jì)依據(jù) 應(yīng)力強(qiáng)度干涉理論 期望、標(biāo)準(zhǔn)差 平均壽命、可靠度 設(shè)計(jì)方法 查表 數(shù)值積分 4.4 系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的組成 單元→子系統(tǒng)→系統(tǒng) 靠性設(shè)計(jì)的含義 可靠性預(yù)測 可靠性分配 4.4 系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì) 一 系統(tǒng)模型 1 串聯(lián)系統(tǒng) 4.4 系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì) 一 系統(tǒng)模型 2 并聯(lián)系統(tǒng) 4.4 系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì) 一 系統(tǒng)模型 3 混聯(lián)系統(tǒng) 4.4 系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì) 一 系統(tǒng)模型 4 備用冗余系統(tǒng) 4.4 系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì) 一 系統(tǒng)模型 5 復(fù)雜系統(tǒng) 4.4 系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì) 一 系統(tǒng)模型 6 表決系統(tǒng) 如果組成系統(tǒng)的 n 個(gè)單元中 ， 只要有 K 個(gè)單元不失效 ， 系統(tǒng)就不會(huì)失效 ， 這樣的系統(tǒng)稱為n 中取 K 系統(tǒng) ， 簡寫成 K/n 系統(tǒng)。 4.4 系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì) 一 系統(tǒng)模型 嚴(yán)格地說 ， 上述六種系統(tǒng)中 ， 除串聯(lián)系統(tǒng)外 ， 都可稱為冗余系統(tǒng)或貯備系統(tǒng)。因?yàn)椴⒙?lián)、混聯(lián)、等待系統(tǒng)等等 ， 實(shí)際上也都是部分單元在工作 ， 而另一些單元是作為備用的。 備用冗余系統(tǒng)又可分為 : 冷貯備系統(tǒng)和熱貯備系統(tǒng)兩類。貯備單元在貯備期間沒有失效的叫冷貯備系統(tǒng) ; 而貯備單元在貯備期間可能失效時(shí) ， 則稱為熱貯備系統(tǒng)。因此 ， 并聯(lián)系統(tǒng)和表決系統(tǒng)是熱貯備系統(tǒng)。 4.4 系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì) 二 系統(tǒng)的可靠性預(yù)測 1 串聯(lián)系統(tǒng)的可靠度計(jì)算 對于串聯(lián)系統(tǒng) ， 雖然提高其組成單元的可靠度或降低它們的失效率可以提高整個(gè)系統(tǒng)的 可靠度 ， 但提高單元可靠度必將提高產(chǎn)品的制造成本 ， 因此宜權(quán)衡其得失。例如 ， 對于一個(gè)由 10 個(gè)單元組成的串聯(lián)系統(tǒng)。假定這 10 個(gè)單元的可靠度相同 ， 則當(dāng)失效率從 10% 降低到 1%， 系 統(tǒng)的可靠度將從 0.0026% 升高到 36.6% 。然而 ， 這個(gè)數(shù)值對一般產(chǎn)品或系統(tǒng)來說 ， 并不是很理 想的。但失效率從 10% 降到 1% 卻是件不容易的事。這樣一權(quán)衡 ， 可能是得不償失的。 如果把同種零、部件進(jìn)行并聯(lián)組合 ， 卻可在不提高零件可靠度 ( 即不降低失效率 ) 的條件下 ， 提高產(chǎn)品或系統(tǒng)的可靠度。 4.4 系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì) 二 系統(tǒng)的可靠性預(yù)測 2 并聯(lián)系統(tǒng)的可靠度計(jì)算 這類系統(tǒng)只有當(dāng)所有的組成單元都失效時(shí)系統(tǒng)才失效。 4.4 系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì) 二 系統(tǒng)的可靠性預(yù)測 3 混聯(lián)系統(tǒng)的可靠度計(jì)算 混聯(lián)系統(tǒng)是串聯(lián)和并聯(lián)系統(tǒng)的組合 ， 它們的可靠度計(jì)算可直接參照串聯(lián)和并聯(lián)系統(tǒng)的公式進(jìn)行。 也可以采用 " 等效單元 " 的辦法進(jìn)行計(jì)算 ， 即首先把其中的串聯(lián)和并聯(lián)系統(tǒng)分別進(jìn)行計(jì) 算 ， 得出 " 等效單元 " 的可靠度 ， 然后再就等效單元組成的系統(tǒng)進(jìn)行綜合計(jì)算 ， 從而給出系統(tǒng)的 可靠度。 4.4 系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì) 二 系統(tǒng)的可靠性預(yù)測 4 備用冗余系統(tǒng)的可靠度計(jì)算 假定貯備單元在儲備期時(shí)間 t 內(nèi)不發(fā)生故障 ， 且轉(zhuǎn)換開關(guān) ( 自動(dòng)或手動(dòng)的 ) 是完全可靠的。則當(dāng)各單元的可靠度函數(shù)是指數(shù)分布 ， 并且 時(shí) ， 則系統(tǒng)的可 靠度為 : 4.4 系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì) 二 系統(tǒng)的可靠性預(yù)測 5 表決系統(tǒng)的可靠度計(jì)算 設(shè)表決系統(tǒng)中每個(gè)單元的可靠度為 R(t)， 則系統(tǒng)的可靠度為 : 4.4 系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì) 二 系統(tǒng)的可靠性預(yù)測 5 復(fù)雜系統(tǒng)的可靠度計(jì)算 當(dāng)系統(tǒng)可以分解為串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)系統(tǒng)時(shí) ， 復(fù)雜系統(tǒng)可靠度的計(jì)算就可以按照前面說明的方法進(jìn)行。但在實(shí)際中 ， 有的系統(tǒng)是不能簡單地分解成串聯(lián)、并聯(lián)等來進(jìn)行計(jì)算的。例如 ， 橋 式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和非串、并聯(lián)系統(tǒng)就是這類系統(tǒng)。對這類復(fù)雜系統(tǒng) ， 可以采用分解法、布爾真值表法或卡諾圖法進(jìn)行計(jì)算。 4.6 失效分析方法——失效樹分析 第五章 有限元分析方法 什么是有限元法 連續(xù)問題轉(zhuǎn)換為規(guī)則離散區(qū)域計(jì)算的方法 有限元法的發(fā)展 早期應(yīng)用 名詞提出 有限元法所能解決的問題 第五章 有限元分析方法 有限元應(yīng)用 結(jié)構(gòu)分析 流體及空氣動(dòng)力學(xué)分析 電場 及磁場分析 線性分析 非線性分析 5.1 有限元分析方法的基本概念 一 物體離散化 二 單元特性分析 三 單元組集 四 求解未知節(jié)點(diǎn)位移 5.2 有限元法中單元特性的導(dǎo)出方法 一 直接方法 運(yùn)用基本定義直接推導(dǎo)單元特性 5.2 有限元法中單元特性的導(dǎo)出方法 一 直接方法 運(yùn)用基本定義直接推導(dǎo)單元特性 5.2 有限元法中單元特性的導(dǎo)出方法 一 直接方法 Kij表示j號節(jié)點(diǎn)的單位位移對i號節(jié)點(diǎn)力的貢獻(xiàn)。由功的互等定理有 ， 所以單元?jiǎng)偠染仃囀菍ΨQ的。 5.2 有限元法中單元特性的導(dǎo)出方法 一 直接方法 5.2 有限元法中單元特性的導(dǎo)出方法 一 直接方法 5.2 有限元法中單元特性的導(dǎo)出方法 一 直接方法 5.2 有限元法中單元特性的導(dǎo)出方法 二 虛功原理 1 設(shè)定位移函數(shù) 5.2 有限元法中單元特性的導(dǎo)出方法 二 虛功原理 1 設(shè)定位移函數(shù) 5.2 有限元法中單元特性的導(dǎo)出方法 二 虛功原理 1 設(shè)定位移函數(shù) 5.2 有限元法中單元特性的導(dǎo)出方法 二 虛功原理 1 設(shè)定位移函數(shù) 5.2 有限元法中單元特性的導(dǎo)出方法 二 虛功原理 1 設(shè)定位移函數(shù) 5.2 有限元法中單元特性的導(dǎo)出方法 二 虛功原理 1 設(shè)定位移函數(shù) 5.2 有限元法中單元特性的導(dǎo)出方法 二 虛功原理 2 由位移函數(shù)求應(yīng)變 5.2 有限元法中單元特性的導(dǎo)出方法 二 虛功原理 3 由應(yīng)變求應(yīng)力 5.2 有限元法中單元特性的導(dǎo)出方法 二 虛功原理 4 由虛功原理求單元的剛度矩陣 根據(jù)虛功原理 ，當(dāng)結(jié)構(gòu)受載荷作用處于平衡狀態(tài)時(shí) ， 在任意給出的節(jié)點(diǎn)虛位移下 ， 外力 ( 節(jié)點(diǎn)力 ) 及內(nèi)力 所做的虛功之和應(yīng)等于零 。 5.2 有限元法中單元特性的導(dǎo)出方法 二 虛功原理 平面應(yīng)力問題的三角形單元?jiǎng)偠染仃?5.3 有限元法的解題步驟 一 單元剖分和插值函數(shù)的確定 二 單元特性分析 三 單元組集 四 解有限元方程 五 計(jì)算應(yīng)力 5.3 有限元法的解題步驟 六 用梁單元進(jìn)行計(jì)算的實(shí)例 1. 單元剖分 5.3 有限元法的解題步驟 六 用梁單元進(jìn)行計(jì)算的實(shí)例 2.單元特性分析 5.3 有限元法的解題步驟 六 用梁單元進(jìn)行計(jì)算的實(shí)例 2.單元特性分析 5.3 有限元法的解題步驟 六 用梁單元進(jìn)行計(jì)算的實(shí)例 2.單元特性分析 5.3 有限元法的解題步驟 六 用梁單元進(jìn)行計(jì)算的實(shí)例 2.單元特性分析 5.3 有限元法的解題步驟 六 用梁單元進(jìn)行計(jì)算的實(shí)例 3.單元組集 把單元① ， ②組合起來 ， 形成原結(jié)構(gòu)的整體。因?yàn)楦鱾�(gè)節(jié)點(diǎn)是處于平衡狀態(tài)的 ， 所以節(jié)點(diǎn)1，3 的內(nèi)力 Fy1 ，Mz1和 Fy3，Mz3分別等于節(jié)點(diǎn) 1，3 處的支反力和支反彎矩。 5.3 有限元法的解題步驟 六 用梁單元進(jìn)行計(jì)算的實(shí)例 3.單元組集 組集后，外力為： 5.3 有限元法的解題步驟 六 用梁單元進(jìn)行計(jì)算的實(shí)例 3.單元組集 組集后，右端項(xiàng)為： 5.3 有限元法的解題步驟 六 用梁單元進(jìn)行計(jì)算的實(shí)例 3.單元組集 由單元的形式表示為： 5.3 有限元法的解題步驟 六 用梁單元進(jìn)行計(jì)算的實(shí)例 3.單元組集 從單元?jiǎng)傟嚱M集成全結(jié)構(gòu)總剛陣，就是將各個(gè)單元的對應(yīng)于各自由度的剛度系數(shù) ， 按原節(jié) 點(diǎn)自由度對應(yīng)的行號和列號對號入座 ，填入全結(jié)構(gòu)總剛陣相對應(yīng)的行號和列號的位置中去。 對于幾個(gè)單元共用的節(jié)點(diǎn)，則應(yīng)將這幾個(gè)單元對應(yīng)于該節(jié)點(diǎn)各自由度的剛度系數(shù)相加， 作為全結(jié)構(gòu)剛陣中該節(jié)點(diǎn)自由度的剛度系數(shù)。而在沒有剛度系數(shù)與之對應(yīng)的地方，就填入0。 5.3 有限元法的解題步驟 六 用梁單元進(jìn)行計(jì)算的實(shí)例 4.求解變形 邊界條件處理因?yàn)橛山Y(jié)構(gòu)支承條件給出兩端為剛性固支： 對于固支的自由度可以直接消除掉行和列。 5.3 有限元法的解題步驟 六 用梁單元進(jìn)行計(jì)算的實(shí)例 4.求解變形 5.3 有限元法的解題步驟 六 用梁單元進(jìn)行計(jì)算的實(shí)例 5. 求解支反力 可將已求得的 、 的數(shù)值一起代入方程組即可。 5.3 有限元法的解題步驟 七用三角形單元計(jì)算的實(shí)例 （理解利用對稱性降低求解難度和提高求解精度） 5.4 結(jié)構(gòu)分析的有限元法 一 矩形單元 二 薄板彎曲問題 如板的厚度 t 與板在其他兩方向的尺寸之比小于 1/15 時(shí) ， 可認(rèn)為是薄板。 對一般機(jī)器的箱 體、支承件等 ， 在用有限元計(jì)算將其離散為單元時(shí) ， 大都采用這類薄板單元。 5.4 結(jié)構(gòu)分析的有限元法 二 薄板彎曲問題 薄板彎曲問題在小變形時(shí)有如下的基本假設(shè) : 1) 法線假設(shè)一一在板變形前垂直于中面的法線段 ， 在板變形后仍然垂直于彎曲了的中面。法線假設(shè)類似于梁彎曲的平截面假設(shè) ; 2) 正應(yīng)力假設(shè)一一在平行于中面的截面上 ， 正應(yīng)力可忽略不計(jì)； 3) 小撓度假設(shè)一一板的中面只發(fā)生彎曲變形 ， 且撓度很小。假設(shè)中面內(nèi)各點(diǎn)沒有平行于中面的變形 。 5.4 結(jié)構(gòu)分析的有限元法 三 矩形薄板單元的位移函數(shù) 5.5 結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)問題的有限元法 一 結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)方程 完整的動(dòng)力學(xué)方程 求解的難度和意義 簡化的求解方法 求解的實(shí)際意義 5.5 結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)問題的有限元法 二 單元的質(zhì)量矩陣 一致質(zhì)量矩陣 集中質(zhì)量矩陣 5.5 結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)問題的有限元法 三 結(jié)構(gòu)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)問題的有限元解法 求解系統(tǒng)特征值問題的方法 ， 有雅可比方法、幕迭代法和反迭代法、子空間迭代法等。 求解系統(tǒng)響應(yīng)問題的方法 ， 有振型疊加法和逐步積分法（顯式和隱式）等。 5.6 有限元法的前后置處理簡介 一 有限元網(wǎng)格自動(dòng)生成 結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)表示形式 自動(dòng)剖分的一般步驟 線段剖分 面剖分 體剖分 5.6 有限元法的前后置處理簡介 二 有限元法的后置處理 模型圖描述 曲線表示 表格表示 第六章 優(yōu)化設(shè)計(jì)方法 6.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)概述 實(shí)現(xiàn)要求的功能 6.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)概述 約束條件 滿足運(yùn)動(dòng)條件 滿足存在條件 其他要求 6.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)概述 實(shí)現(xiàn)最低成本 6.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)概述 實(shí)現(xiàn)最佳性能 6.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)概述 優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型 1. 設(shè)計(jì)變量 2. 約束條件 3. 目標(biāo)函數(shù) 6.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)概述 優(yōu)化問題的幾何解釋 6.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)概述 優(yōu)化問題的幾何解釋 6.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)概述 優(yōu)化問題的極值條件 6.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)概述 優(yōu)化問題的極值條件 6.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)概述 解析解法與數(shù)值解法 優(yōu)化準(zhǔn)則法與數(shù)學(xué)規(guī)劃法 迭代終止條件 6.2 無約束優(yōu)化方法 一 概述 無約 束優(yōu)化方法可以分為兩類。 一類是利用目標(biāo)函數(shù)的一階 或二階導(dǎo)數(shù)的無約束優(yōu)化方法 ， 如最速下降法、共扼梯 度法、牛頓法及變尺度法等。 另一類是只利用目標(biāo)函數(shù)值的無約束優(yōu)化方法 ， 如坐標(biāo)輪換法 ， 單形替換法及鮑 威爾 (Powell) 法等。 6.2 無約束優(yōu)化方法 二 一維搜索方法 試探法 黃金分割 二次插值 6.2 無約束優(yōu)化方法 三 最速下降法 6.2 無約束優(yōu)化方法 四 牛頓型方法 6.2 無約束優(yōu)化方法 五 共扼方向法 共扼方向 6.2 無約束優(yōu)化方法 六 共軛梯度法 利用函數(shù)的梯度構(gòu)造共軛方向 6.2 無約束優(yōu)化方法 七 變尺度法 擬牛頓條件 6.2 無約束優(yōu)化方法 八 坐標(biāo)輪換法 6.3 約束優(yōu)化問題的解法 一 概述 二 隨機(jī)方向法 三 復(fù)合行法 6.3 約束優(yōu)化問題的解法 四 可行方向法 6.3 約束優(yōu)化問題的解法 四 可行方向法 6.3 約束優(yōu)化問題的解法 四 懲罰函數(shù)法——內(nèi)點(diǎn)法 6.3 約束優(yōu)化問題的解法 四 懲罰函數(shù)法——內(nèi)點(diǎn)法 由于內(nèi)點(diǎn)法的迭代過程在可行域內(nèi)進(jìn)行 ， 障礙項(xiàng)的作用是阻止迭代點(diǎn)越出可行域。由障礙 項(xiàng)的函數(shù)形式可知 ， 當(dāng)?shù)�代點(diǎn)靠近某一約束邊界時(shí) ， 其值趨近于 0， 而障礙項(xiàng)的值陡然增加 ， 并 趨近于無窮大 ， 好象在可行域的邊界上筑起了一道 " 圍墻 "， 使迭代點(diǎn)始終不能越出可行域。顯 然 ， 只有當(dāng)懲罰因子 r → 0 時(shí) ， 才能求得在約束邊界上的最優(yōu)解。 6.3 約束優(yōu)化問題的解法 四 懲罰函數(shù)法——內(nèi)點(diǎn)法 6.3 約束優(yōu)化問題的解法 五 懲罰函數(shù)法——外點(diǎn)法 6.3 約束優(yōu)化問題的解法 五 懲罰函數(shù)法——外點(diǎn)法 由于外點(diǎn)法的迭代過程在可行域之外進(jìn)行。懲罰項(xiàng)的作用是迫使迭代點(diǎn)逼近約束邊界或 等式約束曲面。由懲罰項(xiàng)的形式可知 ， 當(dāng)?shù)�代點(diǎn) x 不可行時(shí) ， 懲罰項(xiàng)的值大于 0 。使得懲罰函數(shù) ￠(x，r) 大于原目標(biāo)函數(shù) ， 這可看成是對迭代點(diǎn)不滿足約束條件的一種懲罰。當(dāng)?shù)�代點(diǎn)離約束 邊界愈遠(yuǎn) ， 懲罰項(xiàng)的值愈大 ， 這種懲罰愈重。但當(dāng)?shù)�代點(diǎn)不斷接近約束邊界和等式約束曲面時(shí) ， 懲罰項(xiàng)的值減小 ， 且趨近于 0， 懲罰項(xiàng)的作用逐漸消失 ， 迭代點(diǎn)也就趨近于約束邊界上的最優(yōu)點(diǎn)了。 6.3 約束優(yōu)化問題的解法 六 增廣乘子法 懲罰函數(shù)法原理簡單 ， 算法易行 ， 適用范圍廣 ， 并且可以和各種有效的無約束 最優(yōu)化方法結(jié)合起來 ， 因此得到廣泛應(yīng)用。但是 ， 懲罰函數(shù)也存在不少問題 ， 從理論上講 ， 只有當(dāng) r →∞ ( 外點(diǎn)法 ) 或 r → 0( 內(nèi)點(diǎn)法 ) 時(shí) ， 算法才能收斂 ， 因此序列迭代過程收斂較慢。另外 ， 當(dāng) 懲罰因子的初值 取得不合適時(shí) ， 懲罰函數(shù)可能變得病態(tài) ， 使無約束最優(yōu)化計(jì)算發(fā)生困難。 6.3 約束優(yōu)化問題的解法 六 增廣乘子法——等式約束 6.3 約束優(yōu)化問題的解法 六 增廣乘子法——等式約束 6.3 約束優(yōu)化問題的解法 六 增廣乘子法——等式約束 6.3 約束優(yōu)化問題的解法 七 廣義簡約梯度法 1. 簡約梯度法 6.3 約束優(yōu)化問題的解法 七 廣義簡約梯度法 1. 簡約梯度法 6.3 約束優(yōu)化問題的解法 七 廣義簡約梯度法 2.廣義簡約梯度法 解決問題的思想——線性化 用廣義簡約梯度法求解具有不等式約束函數(shù)的優(yōu)化問題時(shí) ， 需引進(jìn)新變量 ， 將不等式約束函數(shù)轉(zhuǎn)化成等式約束函數(shù) 第八章 反求工程設(shè)計(jì) 8.1 概 述 一 什么是 “反求工程” 反求工程是針對消化吸收先進(jìn)技術(shù)的一系列分析方法和技術(shù)的綜合。 應(yīng)用反求技術(shù)可以探索先進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想 ， 分析產(chǎn)品的原理方案 ， 掌握相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)。 第八章 反求工程設(shè)計(jì) 8.1 概 述 二 反求工程的類型 實(shí)物反求 影像反求 技術(shù)文件反求 8.1 概 述 三 反求工程所涉及的知識范圍 系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)法 創(chuàng)造性設(shè)計(jì)方法 有限元分析方法 幾何、半幾何的相似設(shè)計(jì)方法 模塊化設(shè)計(jì)的方法 圖形透視和圖形的幾何變換 尺寸和公差的確定 零件材料的選擇、材料的替換及表面處理方法 傳動(dòng)鏈精度分析、零件動(dòng)態(tài)精度分析 8.2 相似理論及相似設(shè)計(jì)方法 一 相似概念 1. 相似和相似常數(shù) 表述相似現(xiàn)象的所有量 ， 在空間中相對應(yīng)各點(diǎn)和在時(shí)間上相對應(yīng) 的各瞬間 ， 各自互成一定的比例關(guān)系 ， 并且被約束在一定的數(shù)學(xué)關(guān)系之中。 對應(yīng)量（有量綱）的比例常數(shù)C 稱為相似常數(shù) 8.2 相似理論及相似設(shè)計(jì)方法 一 相似概念 1. 相似和相似常數(shù) (1) 幾何相似 (2) 時(shí)間相似 8.2 相似理論及相似設(shè)計(jì)方法 一 相似概念 2. 相似變換 如果把一個(gè)已知系統(tǒng)的每一個(gè)量的大小都用 Cu 的倍數(shù)來進(jìn)行變換 ， 那么所得到的新系統(tǒng)就和原來的己知系統(tǒng)相似。這種從己知系統(tǒng)變換得到新的相似系 統(tǒng)稱為相似變換。 8.2 相似理論及相似設(shè)計(jì)方法 一 相似概念 2. 相似變換 關(guān)于相似常數(shù)的推論： 8.2 相似理論及相似設(shè)計(jì)方法 一 相似概念 3. 相似定數(shù) 一個(gè)已知系統(tǒng)任何物理量的比值等于與之相似的系統(tǒng)中相對應(yīng)量的比值。 相似定數(shù)是同一系統(tǒng)內(nèi)同類物理量之間的比值。 4. 相似常數(shù)和相似定數(shù)的區(qū)別 8.2 相似理論及相似設(shè)計(jì)方法 一 相似概念 5. 相似指標(biāo) 有些物理量的相似定數(shù)不是一個(gè)簡單的數(shù)群，例如質(zhì)點(diǎn)的速度是長度和時(shí)間的導(dǎo)出量。 8.2 相似理論及相似設(shè)計(jì)方法 一 相似概念 5. 相似指標(biāo) 相似常數(shù)和相似定數(shù)只是規(guī)定了單值條件的相似 ， 即物理 ( 物理量 ) 、空間 ( 幾何 ) 條件、時(shí)間條件 ( 包括初始條件和過程的定常與不定�；蚍Q穩(wěn)定與不穩(wěn)定性 ) 和邊界條 件 ( 即周圍介質(zhì)相互作用的條件 ， 如對流體在管中的流動(dòng)來說 ， 入口處與出口處的壓力和速度 以及管壁處的速度等就是邊界條件 ) 等的相似。然而 ， 當(dāng)考慮到一個(gè)物理現(xiàn)象的時(shí)候 ， 往往是 從描述這個(gè)現(xiàn)象的方程式或方程組出發(fā) ， 即要考慮許多個(gè)對物理現(xiàn)象有影響的物理量 ， 而不僅 是某一個(gè)物理量。因此 ， 現(xiàn)象的相似不能只局限在相似常數(shù)和相似定數(shù)上面。 8.2 相似理論及相似設(shè)計(jì)方法 一 相似概念 6. 相似準(zhǔn)則 （用牛頓運(yùn)動(dòng)定律說明相似準(zhǔn)則） 力 = 質(zhì)量x加速度 F=m x dv / dt (F/m) x (dt/dv) =1 —— Ft/mv=idem 8.2 相似理論及相似設(shè)計(jì)方法 一 相似概念 6. 相似準(zhǔn)則 在已知系統(tǒng)和相似系統(tǒng)中 ， 不同類物理量之間的乘積 ( 綜合數(shù)群 ) 必須在數(shù)值上相等。 相似準(zhǔn)則是一個(gè)無量綱的數(shù)。 8.2 相似理論及相似設(shè)計(jì)方法 相似準(zhǔn)則是一個(gè)無量綱的數(shù) 首先 ， 無量綱量能體現(xiàn)較深入的內(nèi)容。例如 ， 無量綱長度 l/d 表示幾倍于直徑的長度 ， 在流 體力學(xué)中 ， 它的數(shù)值可以確定管內(nèi)流動(dòng)的狀態(tài) ; 無量綱速度ω/α( α是音速 ) 表示幾倍于聲音的 速度 ， 它給人以流動(dòng)范圍 ( 亞音速、超音速等 ) 的概念 ， 也使人聯(lián)想到在此不同流動(dòng)范圍內(nèi)的一些有關(guān)問題 ， 如壓縮性、空氣功力和加熱寺 ; 無量綱數(shù)群wl/v=Re(雷諾常數(shù))體現(xiàn)慣性力與粘滯力的比值 ，它的大小決定流動(dòng)處于層流、紊流狀態(tài) ， 也使人們聯(lián)想到一些有關(guān)的問題 ， 如阻力特點(diǎn)等。 8.2 相似理論及相似設(shè)計(jì)方法 相似準(zhǔn)則是一個(gè)無量綱的數(shù) 其次 ， 有量綱量的數(shù)值和單位制的選擇有關(guān) ， 這就涉及人的主觀意志。而物理定律是客觀 存在的 ， 它們不應(yīng)隨人的意志在體現(xiàn)時(shí)有所轉(zhuǎn)移。如果體現(xiàn)客觀規(guī)律的關(guān)系式用無量綱量來表 述 ， 則不管采用什么單位 ， 只要同類量的單位一致 ， 則無量綱量關(guān)系式的形式不會(huì)有任何改變。因此 ， 表達(dá)自然規(guī)律的最終形式應(yīng)該是無量綱的關(guān)系式。 8.2 相似理論及相似設(shè)計(jì)方法 相似準(zhǔn)則是一個(gè)無量綱的數(shù) 再次，用無量綱量整理試驗(yàn)結(jié)果，可以推廣到相似現(xiàn)象中去 ， 也使試驗(yàn)內(nèi)容明顯減少。 如果用無量綱量給相似下定義的話 ， 則相似是指無量綱量場幾何全等的現(xiàn)象。 8.2 相似理論及相似設(shè)計(jì)方法 一 相似概念 7. 相似準(zhǔn)則的組合與變換 相似準(zhǔn)則是根據(jù)一定的方程式推導(dǎo)出來的 ， 不是任意選擇或拼湊起來的 ， 它具有一定的物理意義。對于復(fù)雜現(xiàn)象 ， 可能存在幾個(gè)相似準(zhǔn)則。 因?yàn)橄嗨片F(xiàn)象的相似準(zhǔn)則在數(shù)值上相等 ， 所以相似現(xiàn)象可以根據(jù)需要寫成不 同的形式 ， 也可以和常數(shù)值或其他的相似準(zhǔn)則進(jìn)行不同的組合或變換 ， 所得的新的相似準(zhǔn)則具有新的物理意義 8.2 相似理論及相似設(shè)計(jì)方法 一 相似概念 7. 相似準(zhǔn)則的組合與變換 1) 相似準(zhǔn)則的指數(shù)幕 ， 仍是相似準(zhǔn)則 ; 2) 相似準(zhǔn)則的指數(shù)積 ， 仍是相似準(zhǔn)則 ; 3) 相似準(zhǔn)則與任意常數(shù)的和或差仍是相似準(zhǔn)則 ; 4) 相似準(zhǔn)則間的和或差 ， 仍是相似準(zhǔn)則 ; 5) 相似準(zhǔn)則中任一物理量用其差值代替仍是相似準(zhǔn)則 8.2 相似理論及相似設(shè)計(jì)方法 二 相似準(zhǔn)則的確定 1. 方程分析法 (1)相似變換法 例 8.1 粘性不可壓縮流體的穩(wěn)定等溫流動(dòng)。 8.2 相似理論及相似設(shè)計(jì)方法 (1)相似變換法 8.2 相似理論及相似設(shè)計(jì)方法 (1)相似變換法 8.2 相似理論及相似設(shè)計(jì)方法 (1)相似變換法 8.2 相似理論及相似設(shè)計(jì)方法 二 相似準(zhǔn)則的確定 1. 方程分析法 (2)相似變換法 用方程式中的任一項(xiàng)去遍除其他各項(xiàng)。 8.2 相似理論及相似設(shè)計(jì)方法 (2)相似變換法 8.2 相似理論及相似設(shè)計(jì)方法 二 相似準(zhǔn)則的確定 2. 量綱分析法 基本量綱 長度 質(zhì)量 時(shí)間 溫度 8.2 相似理論及相似設(shè)計(jì)方法 2. 量綱分析法 采用量綱分析法時(shí) ， 應(yīng)首先了解所研究現(xiàn)象的物理實(shí)質(zhì) ， 并正確決定參與現(xiàn)象的全部物理量。然后 ， 根據(jù)表示物理關(guān)系的方程式等號兩端量綱應(yīng)該齊次的原則 ， 就可推算出指數(shù)未知的物理關(guān)系式 ， 即得相似準(zhǔn)則。 8.2 相似理論及相似設(shè)計(jì)方法 2. 量綱分析法 例 8.3 分析彈性體振動(dòng)的相似準(zhǔn)則。 1) 定性分析 彈性體振動(dòng)的固有頻率ω。與長度 L 、材料密度ρ、彈性模量 E 、泊松比μ和阻尼比 有關(guān) 。 8.2 相似理論及相似設(shè)計(jì)方法 2. 量綱分析法 例 8.3 分析彈性體振動(dòng)的相似準(zhǔn)則。 2) 設(shè) 式中的a，b，c，d，e 是待定數(shù)。 由于該問題與溫度無關(guān) ， 且參數(shù)μ和 C 是無量綱的量， 結(jié)果只有 n –r=4-3=1個(gè)相似準(zhǔn)則。 在列寫上面ω0 的表達(dá)式時(shí)， 先寫主要的物理量， 依次為次主要的物理量， 這樣可使主要分析的幾個(gè)物理量只分別出現(xiàn)在一個(gè)相似準(zhǔn)則中 ， 便于分析。 8.2 相似理論及相似設(shè)計(jì)方法 2. 量綱分析法 3) 列出量綱方程式 若采用 SI 單位制 ， 則可以寫出 8.2 相似理論及相似設(shè)計(jì)方法 2. 量綱分析法 4) 若有兩個(gè)相似系統(tǒng) ， 則相似常數(shù)方程 5) 相似準(zhǔn)則 8.2 相似理論及相似設(shè)計(jì)方法 2. 量綱分析法 3) 列出量綱方程式 故彈性體振動(dòng)的頻率方程為， 8.2 相似理論及相似設(shè)計(jì)方法 三 模型試驗(yàn) 許多工程問題 ， 由于其復(fù)雜性 ， 致使難于列出微分方程式 ; 即使列出了微分方程式也無法求解。因而，單純靠數(shù)學(xué)方法還不能完全解決問題 ， 而直接對實(shí)物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究又有很大的局 限性。因此 ， 在模型上進(jìn)行模化研究的方法現(xiàn)在仍然是探索自然規(guī)律時(shí)采用的一種試驗(yàn)研究方 法 ， 仍然是工業(yè)上產(chǎn)品開發(fā)中的重要環(huán)節(jié)。 8.2 相似理論及相似設(shè)計(jì)方法 三 模型試驗(yàn) 所謂�；� ， 是指不直接研究自然現(xiàn)象或過程本身 ， 而是用和這些自然現(xiàn)象或過程相似的模 型來進(jìn)行研究的一種方法。它是用方程分析或量綱分析方法導(dǎo)出相似準(zhǔn)則 ， 并在根據(jù)相似原理 建立起來的模型上 ， 通過試驗(yàn)求出相似準(zhǔn)則之間的函數(shù)關(guān)系 ， 再把此函數(shù)關(guān)系推廣到設(shè)備實(shí)物 上去 ， 從而得到設(shè)備實(shí)物工作規(guī)律的一種實(shí)驗(yàn)研究方法。 8.2 相似理論及相似設(shè)計(jì)方法 三 模型試驗(yàn) 從廣義角度看 ， 模化是實(shí)物 ( 原型 ) 的形態(tài)、工作規(guī)律或信息傳遞規(guī)律在特定的 ( 一般是簡 化的模型 ) 條件下的一種相似再現(xiàn)。模型是指和實(shí)物的形態(tài)、工作規(guī)律或信息傳遞規(guī)律相似的 物體或設(shè)備 ( 如試驗(yàn)臺、計(jì)算機(jī)等 ) �；蛘哒f ， 模型是對所要研究的對象在某些特定方面的抽象。 通過模型對原型進(jìn)行研究 ， 使其具有更深刻、更集中的特點(diǎn)。 8.2 相似理論及相似設(shè)計(jì)方法 三 模型試驗(yàn) 1. �；�設(shè)計(jì)和模型試驗(yàn) (1) 確定模型尺寸和材料 (2) 模型試驗(yàn) (3) 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的綜合方法 8.2 相似理論及相似設(shè)計(jì)方法 三 模型試驗(yàn) 2. �；�設(shè)計(jì)舉例 8.2 相似理論及相似設(shè)計(jì)方法 四 相似性設(shè)計(jì) 為了滿足使用者的不同要求 ， 工廠常設(shè)計(jì)和生產(chǎn)系列產(chǎn)品。所謂系列產(chǎn)品 ， 是指具有相同功能、相同結(jié)構(gòu)方案、相同或相似的加工工藝 ， 且各產(chǎn)品相應(yīng)的尺寸參數(shù)及性能指標(biāo)具有一定 級差 ( 公比 ) 的產(chǎn)品。 產(chǎn)品系列設(shè)計(jì)時(shí) ， 首先選定某一中檔的產(chǎn)品為基型 ， 對它進(jìn)行最佳方案的設(shè)計(jì) ， 定出其材料、參數(shù)和尺寸。然后再按系列設(shè)計(jì)原理 ， 即通過相似原理求出系列中其他產(chǎn)品的參數(shù)和尺寸。 8.2 相似理論及相似設(shè)計(jì)方法 四 相似性設(shè)計(jì) 1. 幾何相似的產(chǎn)品系列設(shè)計(jì) 系列產(chǎn)品在空間所有三個(gè)方向都應(yīng)按長度的相同公比來確定尺寸。假設(shè)系列中各產(chǎn)品的應(yīng)力、速度、扭轉(zhuǎn)角等均相同 ， 并設(shè)它們具有相同的材料、相同的使用條件。 8.2 相似理論及相似設(shè)計(jì)方法 四 相似性設(shè)計(jì) 1. 幾何相似的產(chǎn)品系列設(shè)計(jì) 8.2 相似理論及相似設(shè)計(jì)方法 四 相似性設(shè)計(jì) 2. 幾何半相似的產(chǎn)品系列設(shè)計(jì) 幾何半相似的在三個(gè)坐標(biāo)方向的尺寸公比可能是不相同的。應(yīng)該按照工藝、使用要求等具體情況來確定各參數(shù)的比例關(guān)系。因而 ， 在系列設(shè)計(jì)時(shí)必須要進(jìn)行具體分析。 對于有些更復(fù)雜的問題 ， 在相似設(shè)計(jì)時(shí) ， 相似準(zhǔn)則間的函數(shù)關(guān)系不能用簡單的分析法得出 ， 往往還需要通過一些試驗(yàn)才能得出。 8.2 相似理論及相似設(shè)計(jì)方法 四 相似性設(shè)計(jì) 設(shè)已有的工作臺寬 B =380 mm的雙柱式坐標(biāo)鍾床的橫梁 -立柱 -床身系統(tǒng)的 剛度能滿足要求 ， 現(xiàn)確定工作臺寬棚400 ，700 ，840，1000 mm 的橫梁 -立柱 -床身系統(tǒng)的斷面尺寸及其尺寸相似常數(shù)。 8.2 相似理論及相似設(shè)計(jì)方法 四 相似性設(shè)計(jì) (1) 橫梁 -立柱框架斷面尺寸及其相似常數(shù)的確定 按彈性結(jié)構(gòu)梁理論設(shè)計(jì) 8.2 相似理論及相似設(shè)計(jì)方法 四 相似性設(shè)計(jì) 相似指標(biāo) 8.2 相似理論及相似設(shè)計(jì)方法 四 相似性設(shè)計(jì) (2) 床身斷面尺寸及其相似常數(shù)的確定 對于雙柱坐標(biāo)鏜床床身 ， 其高度 h 受操作方便性的限制 ， 不能隨機(jī)床主參數(shù) B 的增加而增加 ， 只有床身的寬度 b 和主參數(shù) B 成正比增加。 相似指標(biāo)可改寫為 8.2 相似理論及相似設(shè)計(jì)方法 四 相似性設(shè)計(jì) (2) 床身斷面尺寸及其相似常數(shù)的確定 即允許的載荷與坐標(biāo)鍾床工作臺寬度尺寸 B 的 1 次方或 B 的 1.5 次方成反比。也就是說 ， 采用 上述方法計(jì)算出的大規(guī)格的坐標(biāo)鍾床允許的載荷反而小了 ， 與實(shí)際要求是矛盾的。如果載荷按 尺寸相似常數(shù)的同一數(shù)值來設(shè)計(jì) ， 則又將導(dǎo)致大規(guī)格機(jī)床的變形誤差相似常數(shù)增大。由此看 出 ， 床身的剛度問題是大規(guī)格坐標(biāo)鍾床設(shè)計(jì)的突出矛盾 ， 必須采用增大床身壁厚或加筋板等措施， 或者采用增加床身輔助支承 �？梢� ， 分析相似指標(biāo)可以確定或調(diào) 整各參數(shù)間的相互關(guān)系 ， 從而提出設(shè)計(jì)參數(shù)的合理指標(biāo)。 8.3 零件尺寸確定和制造工藝 一 零件尺寸的確定 1. 基本尺寸的確定 2. 基本尺寸公差值的確定 3. 形狀和位置公差的選擇 8.3 零件尺寸確定和制造工藝 二 零件的制造工藝 對于零件制造工藝所涉及的內(nèi)容 ， 這里是從確定零件加工路線的工藝流程的主要組成項(xiàng)目來確定的。因此 ， 零件制造工藝包含的內(nèi)容較廣 ， 主要包括 : 零件材料、尺寸、公差、粗糙度、熱 處理、加工方法以及相應(yīng)的工藝參數(shù)等等。 8.3 零件尺寸確定和制造工藝 三 部件的裝配工藝 從部件裝配角度來說 ， 對其組成零件不僅要求具有可加工性 ( 即結(jié)構(gòu)工藝性 )， 還要求有可 裝配性 ( 即裝配工藝性 ) 和可維修性 ( 可以拆卸 ) 。部件的裝配精度是機(jī)器質(zhì)量指標(biāo)中的一項(xiàng)重要指標(biāo)。 反求工程一般都是針對單臺設(shè)備進(jìn)行的。零、部件備份少。裝配時(shí)利用對尺寸鏈中的補(bǔ)償環(huán)或調(diào)整環(huán)進(jìn)行修配、調(diào)整比較合適。 8.4 零件材料分析和選擇 一 零件的材料選擇 材料是產(chǎn)品的基礎(chǔ) ， 材料及其工藝 選擇得是否合 理 ， 是產(chǎn)品性能和質(zhì)量能否得到保證的一個(gè)重要方面。在零件的技術(shù)條件中 ， 一般都含有對材料性能方面的要求 ， 且要作為質(zhì)量檢驗(yàn)項(xiàng)目之一。 機(jī)械零件的材料可以是鑄鐵、鋼 ， 也可以選用非金屬材料 ， 如高分子材料和陶瓷材料等。 所選材料的工藝性能 應(yīng)和產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)要求相適應(yīng) ， 以保證零件的毛坯和成品的質(zhì)量。 8.4 零件材料分析和選擇 二 零件材料的成分分析和表面處理 1. 材料的成分分析 首先 ， 可以通過火花和聲音憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行簡易的初步定性鑒別。然后再進(jìn)一步進(jìn)行材料的成分的定量分析。根據(jù)需要 ， 定量 ( 有時(shí)也可能還有定性分析的需要 ) 分析可以采用光譜分析法、化學(xué)分析法 ， 甚至微探針分析技術(shù)來確定材料組成成分及其含量。 2. 零件的表面處理 為了提高零件的表面性能 ( 如硬度、抗磨性、抗腐蝕性等 ) 、延長零件使用壽命 ( 如抗磨、抗疲勞、抗腐蝕等性能 ) 以及發(fā)掘零件材料的潛能 ( 通過改變材料內(nèi)部的金屬組織結(jié)構(gòu)等方法 )， 一般都需要對零件的表面或者已進(jìn)行切削加工的表面進(jìn)行調(diào)質(zhì)和表面處理。零件的表面處理方法有 : 噴丸、滾壓、退火、回火、洋火、表面形變硬化、滲碳、滲氧、共滲、堆焊、電鍍、表面涂層等 等。 8.5 反求分析和設(shè)計(jì)舉例 反求的對象包括國內(nèi)、外的先進(jìn)產(chǎn)品及其相關(guān)的技術(shù)資料。 這些產(chǎn)品一般都是在現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法指導(dǎo)下 ， 采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)手段和工具設(shè)計(jì)出來的 ， 其中往往蘊(yùn)涵著 某些重要的關(guān)鍵技術(shù)。 在進(jìn)行反求分析和設(shè)計(jì)時(shí) ， 要求參與這項(xiàng)工作的工程技術(shù)人員既 要熟悉和掌握有關(guān)的設(shè)計(jì)理論和方法 ， 也要具有良好的專業(yè)基礎(chǔ)理論和實(shí)際知識與經(jīng)驗(yàn)。 我們在進(jìn)行反求工作時(shí) ， 不應(yīng)僅局限于 " 仿制 "， 必須要有創(chuàng)新。 8.5 反求分析和設(shè)計(jì)舉例 分析瑞典VOLVO裝載機(jī)新型連桿機(jī)構(gòu) ， 并進(jìn)行相似和優(yōu)化設(shè)計(jì)。 8.5 反求分析和設(shè)計(jì)舉例 1) 對該機(jī)構(gòu)的性能和優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助分析 動(dòng)臂舉升過程鏟斗的傾角計(jì)算 轉(zhuǎn)動(dòng)角計(jì)算 8.5 反求分析和設(shè)計(jì)舉例 2) 根據(jù)測繪所得的尺寸參數(shù)進(jìn)行相似設(shè)計(jì) 幾何相似 ， 即 : ①四連桿機(jī)構(gòu)的對應(yīng)邊相似 ， 初始角相同 ; ②六連桿機(jī)構(gòu)的相應(yīng)邊相似 ，對應(yīng)夾角相等 ， 初始角相同 ; ③鏟斗、動(dòng)臂和力臂油缸三角形幾何相似 ， 鏟斗和動(dòng)臂初始傾角相等。 運(yùn)動(dòng)規(guī)律相似 ， 即要求在動(dòng)臂舉升過程中 ， 斗傾角變化規(guī)律相同 ， 斗尖切削軌跡相同。 力傳動(dòng)相似 ， 即動(dòng)臂舉升力和鏟斗鏟裝力的變化規(guī)律相同。 8.5 反求分析和設(shè)計(jì)舉例 3) 針對重構(gòu)的工作裝置的新型連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化 設(shè)計(jì)以獲得具有創(chuàng)新性質(zhì)的最佳方案。 優(yōu)化設(shè)計(jì)的主要目的是 ， 考慮到新設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)尺寸參數(shù)可能有誤差 ， 這樣就可能造成新機(jī)構(gòu)與原機(jī)構(gòu)之間在性能方面出現(xiàn)差異。同時(shí)也是為了通過優(yōu)化設(shè)計(jì)確定一個(gè)最佳的方案。 8.5 反求分析和設(shè)計(jì)舉例 設(shè)計(jì)變量為了進(jìn)行新設(shè)計(jì)的連桿機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì) 目標(biāo)函數(shù) 可取鏟斗、收斗角變動(dòng)量、鏟斗的平移性、地面位置鏟裝力或鏟裝力和舉升力的變化幅度等其中的一個(gè)或多個(gè)作為目標(biāo)函數(shù)。 約束條件 取各設(shè)計(jì)變量的上下限、最小傳動(dòng)角 ， 機(jī)構(gòu)間是否產(chǎn)生干涉、油缸尺寸是否滿足舉升力要求等作為約束條件。 優(yōu)化方法 對于多目標(biāo)的優(yōu)化 ， 設(shè)計(jì)者采用功效系數(shù)法 ( 即幾何平均法 ) 將多目標(biāo)問題轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)的問題 ， 然后采用乘子法進(jìn)行優(yōu)化。2Z2紅軟基地

機(jī)械設(shè)計(jì)類答辯ppt：這是機(jī)械設(shè)計(jì)類答辯ppt，包括了序論，銑頭機(jī)設(shè)計(jì)方案確定，銑頭機(jī)動(dòng)力設(shè)計(jì)計(jì)算，主要零件結(jié)構(gòu)尺寸的確定，鋼管銑頭機(jī)三維造型、投影、渲染，銑頭機(jī)的三維裝配與爆炸，銑頭機(jī)三維運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)仿真分析等內(nèi)容，歡迎點(diǎn)擊下載。

機(jī)械設(shè)計(jì)濮良貴第九版ppt：這是機(jī)械設(shè)計(jì)濮良貴第九版ppt，包括了機(jī)械（機(jī)器）的組成，機(jī)械設(shè)計(jì)步驟，零件的設(shè)計(jì)步驟，課程的主要內(nèi)容，課程的特點(diǎn)，學(xué)習(xí)要求，達(dá)到的水平（國家教委制定）等內(nèi)容，歡迎點(diǎn)擊下載。

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第5版楊可楨ppt：這是機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第5版楊可楨ppt，包括了研究對象和內(nèi)容，課程的地位，學(xué)習(xí)方法，壓力角和傳動(dòng)角，平面四桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用，擺動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪輪廓的繪制等內(nèi)容，歡迎點(diǎn)擊下載。