课程简介教材和考核1机械设计——概念1机械设计——举例1机械设计——设计的重要性设计的重要性美国：为竞争优势而设计（DesigningforCompetitiveAdvantage），21世纪是设计的世纪。德国人：最早感到“MADEinUSA”的产品充斥德国，提出“关键在于设计”的口号。在1998年提出“不能通过廉价产品来提高竞争力，而是要通过经常地创新出其他国家不能有地产品来提高竞争力”的“创新设计”的指导思想。1机械设计竞争导致设计方法的转变传统发动机设计流程现代发动机设计流程设计方法的转变——预测设计的保障计算机辅助设计ComputerAidedDesign,CAD是指工程技术人员在人和计算机组成的系统中以计算机为辅助工具，完成产品的设计、分析、绘图等工作，并达到提高产品设计质量、缩短产品开发周期、降低产品成本的目的。一般认为CAD系统的功能包括：⑦草图设计；②零件设计；③装配设计；④复杂曲面设计；⑤工程图样绘制；⑥工程分析；⑦真实感及渲染；⑧数据交换接口等。计算机辅助制造ComputerAidedManufacturing，CAM有广义和狭义两种定义。广义CAM一般是指利用计算机辅助完成从生产准备到产品制造整个过程的活动，包括工艺过程设计、工装设计、NC自动编程、生产作业计划、生产控制、质量控制等。狭义CAM通常是指NC程序编制，包括刀具路径规划、刀位文件生成、刀具轨迹仿真及NC代码生成等。这里采用广义定义。计算机辅助工程ComputerAidedEngineering,CAE(1)有限元法FEM对产品结构的静、动态特性、强度、振动、热变形、磁场强度、流场等进行分析和研究。(2)优化设计进行方案优选。(3)三维运动机构的分析和仿真,研究机构的运动学特性，为人们设计运动机构时提供直观的、可以仿真或交互的设计技术。计算机辅助工艺过程设计ComputerAidedProcessPlanning，CAPP是指在人和计算机组成的系统中，根据产品设计阶段给出的信息，人机交互地或自动地确定产品加工方法和工艺过程。一般认为CAPP的功能包括：①毛坯设计；②加工方法选择；③工艺路线制定；④工序设计；⑤刀夹具设计等。其中工序设计又包含机床和刀具选择、切削用量选择、加工余量分配以及工时定额计算等。并行工程对产品设计、开发过程进行重组和优化。采用了企业经营过程重组的基本思想，将原来的串行的设计开发过程改变为尽可能的并行开发过程，上游环节尽可能多的考虑下游环节的可行性，并尽量在计算机网络上实现，这样可以提高效率、减少返工，改善产品的T、Q、C。例：在航天产品的开发设计中，产品开发时间缩短40%，废品率下降70%。现在准备在更多的武器系统的研制中采用这一新技术。并行工程的核心是并行设计MDO：多学科设计优化（MultidisciplinaryDesignOptimization）在复杂系统设计的整个过程中集成各个学科（子系统）的知识，应用有效的设计／优化策略和分布式计算机网络系统，来组织和管理产品设计过程，通过充分利用各个学科（子系统）之间的相互作用所产上的协同效应，获得系统的整体最优解（使产品质量或性能更好），从而缩短设计周期，使研制出的产品在国际市场上更具有竞争力。设计方法的转变——预测设计的保障设计方法的转变——预测设计的保障2优化设计2优化设计2优化设计3发展概述3发展概述（4-1）3发展概述（4-2）3发展概述（4-3）3发展概述（4-4）3发展概述3发展概述4应用4应用举例