机械设计方法论文

常规设计、现代设计和创新设计方法简介

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09机设1班：徐振达一、常规设计

常规设计也称为传统设计，分为初步设计，技术设计，施工设计三个步骤，常规设计是指以成熟技术结构为基础，运用常规方法来进行的产品设计，它在工业生产中大量存在，并且是一种经常性的工作。常规设计的方法是依据力学和数学建立的理论公式和经验公式为先导，以实践经验为基础，运用图表和手册等技术资料，进行设计计算，绘图，编制设计说明的过程。常规设计方法强调以成熟的技术为基础，目前常规机械设计的方法仍然是机械工程中的主要设计方法。

二、现代设计

现代设计是将传统设计中的经验，类比法设计提高到逻辑的，理性的，系统的新设计方法，是在静态分析的基础上，进行动态多变量的最优化。现代设计方法强调以计算机为工具，以工程软件为基础，其基本的设计内容是建立在常规设计的基础上，但是在强调现代设计方法时，不可忽略常规设计方法的重要性，运用现代设计理念进行的机械设计，现代设计方法从不同的角度深化了机械设计，提高了产品的质量，也降低了产品的成本。现代设计方法主要分为可靠性设计，优化设计，有限设计，计算机辅助设计，虚拟设计等。

现代设计方法是科学方法论在设计中的应用，可归纳为下列具有普遍意义的方法：（1）信息论方法—如信息分析法，技术预测法等，它们是现代设计方法的前提。（2）系统论方法—如系统分析法，人机工程等。（3）控制论方法—如动态分析法等。（4）优化论方法—如有优化设计等，它是现代设计法的目标化。（5）对应论方法—如相似设计等（6）智能论方法—如计算机辅助设计、计算机辅助计算等。（7）寿命论方法—如可靠性和价值工程等。（8）离散论方法—如有限元及边界元方法。（9）模糊论方法—如模糊评价和决策等。（10）突变论方法—创造性设计，它是在现代设计的基础上。（11）艺术论方法—如艺术造型等。

三、创新性设计

创新性设计是指充分发挥设计者的创造力，利用人类已有的相关科学技术知识，进行创新构思，设计出具有新颖性的，创造性及实用性机械产品的一种实践活动。创新设计强调发挥创造性，提出新方案，提供新颖而且独特的设计。其特点是运用创造性思维，强调产品的创新性和新颖性。创新设计方法分为智力激励法，提问追溯法，联想类推法，返向探索法，系统分析法，组合创新发六种。

1.创新设计的特点

（1）独创性独创性体现为敢于提出与前人、众人不同的见解，敢于打破一般思维的常规惯例，寻找更合理的新原理、新机构、新功能、新材料，独创性能使设计方案标新立异，不断创新。

（2）实用性实用性体现在对市场的适应性和可生产型两方面。（3）突破性人们往往从考虑某类问题获得成功的思维模式中寻求解题方案，受到“思维定式”的约束。突破性敢于克服心理上的惯性，从思维定式的框框中解脱出来，善于从新的技术领域中接受有用的事物，提出新原理、创造新模式、贡献新方法，为工程技术问题打开新局面。（4）多向性善于从多种不同角度考虑问题，是创新设计的重要特征。（5）连动性创造性思维也是一种连动思维，它引导人们由已知探索未知，开阔思路。连动思维包括纵向、横向、逆向思维。纵向思维针对某现象和问题进行纵深思考，探寻其本质而得到新的启示。横向思维通过某一现象联想到特点与它相似和相关的事物，从而发现新应用。逆向思维针对现象、问题和解法，分析其相反的方面，从另一角度探寻新的途径。（6）突变型自觉思维、灵感思维是在创造性思维中对问题产生的一种突如其来的领悟和理解。在思维过程中突然闪现出一种新设想、新观念，从而使问题得到解决。如果阿基米德从洗澡时浴缸中水的溢出产生灵感而推出浮力定律。又如美国工程公司杜里埃研究如何使汽油和空气均匀混合以保证内燃机有效工作的问题，一天他看到妻子喷洒香水而受到启发，创造了发动机的汽化器。

2.创新设计的类型

（1）开发设计在未知情况下，根据产品总功能和约束条件，提出新原理、进行技术设计。（2）变异设计在已有产品的基础上，针对产品的缺点和用户的要求，进行变型产品的开发，以适应市场需

要。（3）反求设计针对已有的新进展产品和样机，分析其关键技术，在消化、吸收、引进先进技术的基础上，利用移植、组合、改造等方法，设计创新产品。

3.创新设计方法

创新设计方法有很多种，下面简单介绍智力激励法、提问追溯法、联（1）智力激励法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地发挥。一批人集合在一起，针对某个问题进行讨论时，由于各人知识、经验不同，观察问题的角度和分析问题的方法各异，提出的各种主意能互相启发，填补知识空隙，启发诱导出更多创造性思想，通过激励、智慧交流和集智达到创新的目的。想类推法、返向探求法、系统分析法、组合创新法六种。（2）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。提问追溯法有奥斯本体温法、阿诺尔特提问法、希望点列举法、缺点列举法。（3）联想类推法通过由此及彼的联想和异中求同，同中求异的类比，寻求各种创新解法。利用联想进行发明创新是一种常用而且十分有效的办法。许多发明者都善于联想，许多发明创新也得益于联想的妙用。类比联想由一事物或现象联想到与其有类似特点的其他事物或现象，从而找出创新解法。（4）返向探求法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，因此返向探求法亦称逆向思维法。例如声音既是振动，那么振动为什么不能复现原声呢？通过这样的反问，发明了留声机。（5）系统分析法对于技

术系统，根据其组成所有影响其性能的全部参量，系统地依次分析搜索，以探索更多和解决问题的途径。（6）组合创新法组合创新法是将现有技术和产品通过功能、原理、结构等方面的组合变化形成新的技术思想和新产品。组合法应用的技术单元一般是已经成熟和比较成熟的技术，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。组合创新的类型很多，常用的有性能组合、原理组合、功能组合、结构重组、模块组合等。

四．三种设计方法的区别和联系

传统设计又称常规设计，分为初步设计、技术设计、施工设计三个步骤。现代设计——将传统设计中的经验、类比法设计提高到逻辑的、理性的、系统的新设计方法，是在静态分析的基础上，进行动态多变量的最优化。

常规设计方法是一切方法的基础，现代设计方法是在常规设计方

法基础上，提高设计效率，产品的可靠性和质量的设计方法，创新设计的要素是强调创造性的设计思维，其结果具有巨大效益。

现代设计与常规设计相比较有几个不同点，首先现代设计更具系统性，现代设计把设计对象看做一个系统，同时考虑系统与外界的联系，用系统的工程概念进行分析与综合进行设计，其次它更具综合性，现代设计在设计过程中，综合考虑，分析市场需求，设计，生产，管理，使用，销售给方面的因素。最后现代设计更具程式性，现代设计要求设计者从产品规划，方案设计，技术设计，施工设计，试制，按步骤有计划的进行设计。

创新设计与常规设计，现代设计相比，则更有独创性，实用性，突破性，多向性，连动性，突变性。独创性体现为敢于提出与前人，众人不同的见解，敢于打破一般思维的常规惯性，寻找更合理的新原理，新机构，新功能，新材料，独创性能使设计方案标新立异，不断创新。实用性体现在对市场的适应性和可生产型两方面。创新设计的突破性则是敢于克服心理上的惯性，从思维定式的框框中解脱出来，善于从新的技术领域中接受有用的事物，提出新原理，创造新模式，贡献新方法，为工程技术问题打开新局面。多向性则表现为从不同的角度考虑问题，这是创新设计的重要特征。