現(xiàn)代設(shè)計理論與方法

《現(xiàn)代設(shè)計理論與方法》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、現(xiàn)代設(shè)計理論與方法CAD特點：規(guī)范化，高質(zhì)量，高效性，交互性，網(wǎng)絡(luò)化，虛擬化。CAD基本功能：人機交互，幾何造型，計算分析，系統(tǒng)仿真，工程繪圖，數(shù)據(jù)管理。CAD硬件組成：計算機，圖形輸入設(shè)備，輸出設(shè)備。按工作方式和功能分為：檢索型，派生型，互交型。智能型。二維圖形基本變換包括：比例，對稱，錯切，旋轉(zhuǎn)，平移變換，透視變換。全比例變換。幾何造型中常用曲線：Bezier曲線，B樣條曲線，非均勻有理B樣條曲線NURBS優(yōu)化設(shè)計：從多種方案中選擇最佳方案的設(shè)計方法。一維優(yōu)化方法主要有：分?jǐn)?shù)發(fā)，黃金分割法，二次插值法，三

2、次插值法。黃金分割法基本原理及解法：等比例縮短區(qū)間，通過比較單峰區(qū)間內(nèi)兩點的函數(shù)值。。。。常用約束優(yōu)化方法：遺傳算法，懲罰函數(shù)法，復(fù)合型法有限元方法的原理:將連續(xù)的求解域離散為由有限個單元組成的組合體，以此組合體來模擬和逼近原求解域。解題思路：化整為零，積零為整，把復(fù)雜的結(jié)構(gòu)看成有有限個單元組成的整體。彈性力學(xué)中的基本方程有：平衡方程，幾何方程，物理方程，邊界條件第一章現(xiàn)代設(shè)計學(xué)現(xiàn)代設(shè)計特征：(1)以計算機技術(shù)為核心：無紙化設(shè)計；三維“產(chǎn)品模型”表示；先進(jìn)設(shè)計、分析方法；并行設(shè)計方式；CAD，CAPP，CAM

3、，CAE一體化；企業(yè)管理水平提高；企業(yè)之間優(yōu)勢互補和資源共享。(2)以設(shè)計理論為指導(dǎo)：以理論指導(dǎo)為主、經(jīng)驗為輔。現(xiàn)代設(shè)計基本原則：功能滿足原則、質(zhì)量保障原則、工藝優(yōu)良原則、經(jīng)濟合理原則、社會使用原則。設(shè)計過程模型的支配因素：時間T、質(zhì)量Q、成本C、環(huán)境E。設(shè)計過程模型的分類：按支配因素分類有：順序過程模型、設(shè)計為中心的模型、并行設(shè)計模型、動態(tài)過程模型?，F(xiàn)代設(shè)計方法分類：實名稱謂法、計算機輔助設(shè)計法、分段設(shè)計法。第二章逆工程設(shè)計方法逆工程設(shè)計：通過從各種方式獲得的實物模型中抽取數(shù)據(jù)進(jìn)行再設(shè)計的一種開發(fā)模式，包括

4、現(xiàn)有產(chǎn)品的修改、破碎零件的重構(gòu)和工業(yè)檢測。為何車身設(shè)計中較多使用逆工程設(shè)計：在自動化制造領(lǐng)域常涉及大量復(fù)雜曲面設(shè)計制造與檢測，車身設(shè)計中也廣泛采用從車身油泥模型中取三維數(shù)據(jù)并作為各車身片制作模具的原始加工依據(jù)的逆設(shè)計方法。逆工程設(shè)計以三維表面測量和表面重構(gòu)為核心，大幅提高產(chǎn)品數(shù)據(jù)建模效率，更準(zhǔn)確快捷地用計算機模型反映設(shè)計師的設(shè)計意圖。逆工程設(shè)計基本步驟：數(shù)據(jù)采樣、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)恢復(fù)及修補、原始部件的分解、模型信息處理及CAD模型建立、部件裝配、產(chǎn)品功能模擬、再設(shè)計。坐標(biāo)測量機的分類：接觸式：機械手、坐標(biāo)測量機

5、；非接觸式：光學(xué)測量機、聲學(xué)測量機、磁學(xué)測量機。逆工程曲面建模的兩種方法：按照NURBS曲面建模要求精心規(guī)劃測量方案及數(shù)據(jù)預(yù)處理工作，采用通用CAD/CAM系統(tǒng)完成；采用專用CAD逆工程CAD軟件完成初步建模，再交給CAD/CAM系統(tǒng)完成后續(xù)設(shè)計與建模工作。逆工程軟件有：SDRC系列中的ImagewareSurface和ImagewareVerdict。點處理過程：讀入點陣數(shù)據(jù)；將分離的點云對齊；去除噪點；規(guī)劃如何創(chuàng)建曲面；曲面檢查與光順。曲線創(chuàng)建過程：決定曲線類型；創(chuàng)建曲線；診斷和修改曲線。曲面創(chuàng)建過程：決

6、定曲面類型；創(chuàng)建曲面；實時曲面診斷；動態(tài)曲面修改；曲面連續(xù)性管理；掃描數(shù)據(jù)處理。Class1曲面：通常都是曲率連續(xù)面，且要求曲面上控制點必須非常均勻整齊排列。Class1曲面判定標(biāo)準(zhǔn)是在保證數(shù)學(xué)條件基礎(chǔ)上捕捉設(shè)計師在油泥模型上的意圖，并非完全重現(xiàn)油泥模型。第三章虛擬現(xiàn)實技術(shù)虛擬現(xiàn)實：是一種可以創(chuàng)造和體驗虛擬世界的計算機系統(tǒng)，虛擬世界由計算機生城，通過視、聽、觸覺等使用戶產(chǎn)生身臨其境的感覺。虛擬現(xiàn)實的特征：交互性、沉浸感、想象。虛擬現(xiàn)實的常用設(shè)備：輸入：三維鼠標(biāo)、手持式操縱器、力矩球、數(shù)據(jù)手套、數(shù)據(jù)衣、語音識別

7、；輸出：立體聲耳機、立體眼鏡、頭盔式顯示器；開發(fā)軟件：OpenGL、CAD、3DS-MAX等。虛擬現(xiàn)實觀察方法：紅藍(lán)眼鏡法、液晶眼鏡法、頭盔顯示器法。紅藍(lán)眼鏡法：原理：通過顏色過濾的方法使人左右眼分別觀察到不同的圖像從而產(chǎn)生立體效果。優(yōu)點：造價低、設(shè)備簡單易實現(xiàn)。第四章并行工程串行工程：采用遞階結(jié)構(gòu)，各階段工作按順序進(jìn)行，一個階段完成后下一個才開始，各個階段依次排列且都有自己的輸入輸出。缺點：設(shè)計改動量大、開發(fā)周期長、成本高。并行工程：集成地、并行地設(shè)計產(chǎn)品及其相關(guān)各種過程的系統(tǒng)方法，在設(shè)計之初就考慮產(chǎn)品整個

8、生命周期中的所有因素，包括質(zhì)量、成本、進(jìn)度計劃和用戶要求。并行工程、并行設(shè)計的關(guān)系：并行工程的核心是并行設(shè)計。并行工程體系結(jié)構(gòu)：由過程管理、工程設(shè)計、質(zhì)量管理、生產(chǎn)制造、支持環(huán)境五個分系統(tǒng)組成。并行工程特點：基于集成制造的并行性；并行有序；群組協(xié)同；面向工程的設(shè)計；計算機仿真技術(shù)。計算機仿真技術(shù)的內(nèi)容：過程仿真(APS)、加工過程仿真(MPS)、生產(chǎn)計劃調(diào)度仿真(PPDS)。面向工程的設(shè)計包括：面向