先進(jìn)設(shè)計(jì)與制造技術(shù)

先進(jìn)設(shè)計(jì)與制造技術(shù)第一頁，共89頁。課程時(shí)間安排上篇：先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù) 9個(gè)專題，共18學(xué)時(shí)先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)的范疇、體系、及其內(nèi)涵；先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)的具體方法等。下篇：先進(jìn)制造技術(shù) 9個(gè)專題，共18學(xué)時(shí)先進(jìn)制造技術(shù)的內(nèi)涵及特點(diǎn)；先進(jìn)制造技術(shù)體系結(jié)構(gòu)；先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。時(shí)間進(jìn)度：一般每兩個(gè)學(xué)時(shí)進(jìn)行一個(gè)專題的介紹?？傮w要求：先進(jìn)設(shè)計(jì)與制造技術(shù)課程主要向?qū)W生介紹在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工、管理、銷售、使用、服務(wù)乃至回收的產(chǎn)品生命周期全過程中的前沿技術(shù)和現(xiàn)代管理技術(shù)的成果。同時(shí)對(duì)實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活生產(chǎn)，提高對(duì)動(dòng)態(tài)多變的市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭能力的各種制造技術(shù)進(jìn)行普及性介紹。通過本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)員對(duì)現(xiàn)代設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的概貌及其技術(shù)實(shí)質(zhì)有一個(gè)系統(tǒng)全面的了解，在有關(guān)工業(yè)設(shè)計(jì)與制造技術(shù)等方面的知識(shí)面及綜合素質(zhì)有所提高，從而有能力在以后的工程技術(shù)生涯中靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)去選擇正確有效的解決問題的方法。另外，結(jié)合工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)的特點(diǎn)，以逆向工程及快速成型為重點(diǎn)，設(shè)計(jì)相應(yīng)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)員理論與實(shí)踐結(jié)合的綜合能力。第二頁，共89頁。課程教材及參考書目上篇：先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)參考書：王國強(qiáng)等著，《現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)》，化學(xué)工業(yè)出版社，2006年8月第一次印刷。下篇：先進(jìn)制造技術(shù)參考書：王潤孝主編，《先進(jìn)制造技術(shù)導(dǎo)論》，科學(xué)出版社，2006年8月第三次印刷。第三頁，共89頁。課程考試方式及時(shí)間1，本課程將采取閉卷方式考試；2，考試內(nèi)容一選用教材及參考書目所列內(nèi)容為準(zhǔn)。對(duì)于超出教科書范圍的部分內(nèi)容，以本課程講授課件為準(zhǔn)；3，平時(shí)作業(yè)和期終考試并重，一般按50%：50%記最終成績；4，課程考試重點(diǎn)在于對(duì)先進(jìn)設(shè)計(jì)與制造方法的概念的理解、具體應(yīng)用等內(nèi)容?？荚囍攸c(diǎn)將有機(jī)第分布在日常教學(xué)內(nèi)容中。5，插班、重修的學(xué)員需要提前申請(qǐng)、登記。6，試驗(yàn)內(nèi)容將作為平時(shí)成績計(jì)入總成績，但考試不會(huì)涉及具體制作類試驗(yàn)過程。7，考試時(shí)間按學(xué)校統(tǒng)一安排時(shí)間進(jìn)行。（一般會(huì)在學(xué)期末的一周進(jìn)行，具體時(shí)間會(huì)在考試前另行通知）第四頁，共89頁。一、現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述（1/21）上篇1，現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述什么是設(shè)計(jì)？設(shè)計(jì)是為了滿足社會(huì)和人們對(duì)某種產(chǎn)品功能的需要，運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)、專業(yè)知識(shí)、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和系統(tǒng)工程等方法，進(jìn)行構(gòu)思、計(jì)算和分析，最后以技術(shù)文件的形式，提供產(chǎn)品制造依據(jù)的全過程。什么是現(xiàn)代設(shè)計(jì)？貫徹先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念及設(shè)計(jì)思想，綜合應(yīng)用最先進(jìn)的設(shè)計(jì)工具，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行全生命周期的綜合構(gòu)思與規(guī)劃，這樣的設(shè)計(jì)就稱作現(xiàn)代設(shè)計(jì)?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)的要素：a)多學(xué)科交叉性b)設(shè)計(jì)理念的概念人本設(shè)計(jì)、商品化設(shè)計(jì)、綠色設(shè)計(jì)、可持續(xù)發(fā)展設(shè)計(jì)、環(huán)境友好設(shè)計(jì)…c）先進(jìn)設(shè)計(jì)工具的應(yīng)用應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)支持工具實(shí)現(xiàn)從單一的功能設(shè)計(jì)到系統(tǒng)設(shè)計(jì)與綜合；從面向單一設(shè)計(jì)約束到考慮全生命周期，包括設(shè)計(jì)、制造、安裝、運(yùn)輸、維修、報(bào)廢等各個(gè)環(huán)節(jié)的綜合求解。第五頁，共89頁。一、現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述（2/21）2，現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的體系及與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系1）基礎(chǔ)技術(shù)指?jìng)鹘y(tǒng)的設(shè)計(jì)理論與方法，特別是運(yùn)動(dòng)學(xué)、靜力學(xué)與動(dòng)力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、熱力學(xué)、電磁學(xué)、工程數(shù)學(xué)的基本原理與方法等方面?；A(chǔ)技術(shù)不僅為現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)提供了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，也是現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展的源泉?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)也可以說是在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)的基礎(chǔ)上，以新的形式和更豐富的內(nèi)涵發(fā)揚(yáng)光大傳統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)中的優(yōu)秀內(nèi)核與精華。2)主體技術(shù)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的誕生和發(fā)展與計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展息息相關(guān)、相輔相成?？梢院敛豢鋸埖卣f，沒有計(jì)算機(jī)科學(xué)與計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)(如計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、智能CAD(IntelligentCAD——ICAD)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、有限元分析程序、模擬仿真、虛擬設(shè)計(jì)和工程數(shù)據(jù)庫等)，便沒有現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)；另一方面，沒有其他現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的多種理論與方法，計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用也會(huì)大大受到限制，因?yàn)檫\(yùn)用優(yōu)化設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)、模糊設(shè)計(jì)等理論構(gòu)造的數(shù)學(xué)模型，來編制計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序，可以更廣泛、更深入地模擬人的推理與思維，從而提高計(jì)算機(jī)的“智力”。而計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)正是以它對(duì)數(shù)值計(jì)算和對(duì)信息與知識(shí)的獨(dú)特處理能力，成為現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)群體的主干。上篇第六頁，共89頁。一、現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述（3/21）3）支撐技術(shù)無論是設(shè)計(jì)對(duì)象的描述，設(shè)計(jì)信息的處理、加工、推理與映射及驗(yàn)證，都離不開設(shè)計(jì)方法學(xué)、產(chǎn)品的可信性設(shè)計(jì)技術(shù)及設(shè)計(jì)試驗(yàn)技術(shù)所提供的多種理論與方法及手段的支撐。設(shè)計(jì)方法學(xué)、可信性設(shè)計(jì)技術(shù)及試驗(yàn)設(shè)計(jì)技術(shù)所包含的種種內(nèi)容，可視為現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)群體的支撐技術(shù)。4)應(yīng)用技術(shù)應(yīng)用技術(shù)是針對(duì)實(shí)用目的解決各類具體產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域的技術(shù)。如機(jī)床、汽車、工程機(jī)械、精密機(jī)械的現(xiàn)代設(shè)計(jì)內(nèi)容，可以看作是現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)派生出來的豐富多彩的具體技術(shù)群?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)在各類產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，促進(jìn)了產(chǎn)品質(zhì)量與性能的提高?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)已擴(kuò)展到產(chǎn)品規(guī)劃、制造、營銷、運(yùn)行、回收等各個(gè)方面，除了必要的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理論與方法的基礎(chǔ)知識(shí)外，相關(guān)的學(xué)科與技術(shù)，尤其是制造工藝、自動(dòng)化技術(shù)、系統(tǒng)管理技術(shù)、材料知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)及廣泛的自然科學(xué)知識(shí)等也是十分必要的。需要指出的是，現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)體系框架的劃分只是相對(duì)的，而不是絕對(duì)的；主體技術(shù)、支撐技術(shù)、應(yīng)用技術(shù)、基礎(chǔ)技術(shù)之間并不存在截然的界限。主體技術(shù)所包含的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的有關(guān)技術(shù)本身往往就是應(yīng)用技術(shù)。在特定情況下，某些支撐技術(shù)也可以成為主體技術(shù)。有些設(shè)計(jì)支撐技術(shù)本來就是由傳統(tǒng)的強(qiáng)度、變形及失效理論“繁衍”出來的多種設(shè)計(jì)理論，如疲勞設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)等，所以，也可看是作基礎(chǔ)技術(shù)。上篇第七頁，共89頁。一、現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述（4/21）上篇現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)體系與其他學(xué)科的關(guān)系第八頁，共89頁。一、現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述（5/21）上篇3，現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論的方法與技術(shù)現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法是基于設(shè)計(jì)理論形成的，因而更具科學(xué)性和邏輯性。但一些方法還有完善和發(fā)展的過程，所以現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法還不能完全取代傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，一些行之有效的經(jīng)驗(yàn)方法目前仍在廣泛使用，它們?nèi)允乾F(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的重要組成。1)現(xiàn)代設(shè)計(jì)法的內(nèi)容與范疇現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法實(shí)質(zhì)上是科學(xué)方法論在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。概括為十一論：突變論、信息論、智能論、系統(tǒng)論、優(yōu)化論、對(duì)應(yīng)論、功能論、控制論、離散論、模糊論、藝術(shù)論。這些論與廣義設(shè)計(jì)(有目的的意識(shí)活動(dòng))直接有關(guān)，有的已形成單一學(xué)科，有的正在形成。①突變論方法突變創(chuàng)造是現(xiàn)代設(shè)計(jì)的基石。如創(chuàng)造性設(shè)計(jì)。主要應(yīng)用于定性的方案決策、系統(tǒng)設(shè)計(jì)；②智能論方法發(fā)揮智能載體的潛力，是現(xiàn)代設(shè)計(jì)的核心。如（1）計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算：僅借助計(jì)算機(jī)代替人的初級(jí)智能；（2）CAD；（3)CAE;(4)智能機(jī)器化方法：即指高級(jí)人工智能，如機(jī)器人、專家系統(tǒng)等。應(yīng)用于能代替人的智力的一切場(chǎng)合。第九頁，共89頁。一、現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述（6/21）上篇③信息論方法設(shè)計(jì)信息的分析是現(xiàn)代設(shè)計(jì)的依據(jù)。如：(1)預(yù)測(cè)技術(shù)法：用歷史性趨向及參數(shù)，預(yù)測(cè)現(xiàn)需與未來的動(dòng)向與參數(shù)；(2）方差分析法：對(duì)一系列已知數(shù)據(jù)因素，進(jìn)行參數(shù)的估計(jì)與識(shí)別檢驗(yàn)；(3)信息合成法：將各種不同信息合成為所需的廣義系統(tǒng)，如人工合成細(xì)胞、圖形等。主要用于通過歷史性或試驗(yàn)性數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)與信號(hào)分析及可行性論證。④系統(tǒng)論方法系統(tǒng)分析是現(xiàn)代設(shè)計(jì)的前提。常用：(1)系統(tǒng)分析法：把任何系統(tǒng)、功能、元件均看做系統(tǒng)，加以分析，進(jìn)行輸入一輸出關(guān)系的描述，得到合理的系統(tǒng)與功能；(2)邏輯分析法：運(yùn)用邏輯數(shù)學(xué)從各系統(tǒng)之間相互關(guān)聯(lián)與制約關(guān)系，設(shè)計(jì)出優(yōu)化系統(tǒng)；(3)模式識(shí)別法：把已有若干模式的系統(tǒng)樣本，進(jìn)行模式的確定；主要用于總體方案與系統(tǒng)設(shè)計(jì)及可行性論證。第十頁，共89頁。一、現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述（7/21）上篇⑤控制論方法動(dòng)態(tài)分析是現(xiàn)代設(shè)計(jì)的深化。常用：(1)動(dòng)態(tài)分析法：運(yùn)用傳遞函數(shù)與狀態(tài)方程，研究輸人情號(hào)與輸出功能之間的定性定量關(guān)系，以獲得最好的動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)；(2)振蕩分析法：對(duì)振型模態(tài)進(jìn)行識(shí)別，以利用振動(dòng)或消除振動(dòng)及噪音(廣義)；(3)柔性設(shè)計(jì)法：把剛性系統(tǒng)按實(shí)際彈性系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算；(4)動(dòng)態(tài)優(yōu)化法：主要是研究大系統(tǒng)優(yōu)化與最佳動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型；一般用于系統(tǒng)確定后的動(dòng)態(tài)指標(biāo)定性分析與定量校正。⑥優(yōu)化論方法廣義優(yōu)化是現(xiàn)代設(shè)計(jì)的宗旨。常用：(1)優(yōu)化設(shè)計(jì)法：包括各種優(yōu)化值的搜索方法，如線性規(guī)劃、非線性規(guī)劃、動(dòng)態(tài)規(guī)劃、整數(shù)規(guī)劃、幾何規(guī)劃、多目標(biāo)優(yōu)化、試驗(yàn)優(yōu)化、經(jīng)驗(yàn)優(yōu)化、方案優(yōu)化、模糊優(yōu)化等；(2)優(yōu)化控制法：主要是動(dòng)態(tài)優(yōu)化、最優(yōu)控制等?？捎糜诜桨冈O(shè)計(jì)與參數(shù)設(shè)計(jì)。第十一頁，共89頁。一、現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述（8/21）上篇⑦對(duì)應(yīng)論方法相似模擬是現(xiàn)代設(shè)計(jì)的捷徑。常用：(1)相似設(shè)計(jì)法：似同類參照物為依據(jù)求出設(shè)計(jì)對(duì)象與參照對(duì)象間的數(shù)學(xué)關(guān)系；(2)模擬分析法：以異類參照物為依據(jù)，設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與求得參數(shù)；(3)仿真技術(shù)：用電子數(shù)字計(jì)算機(jī)及仿真語言模擬復(fù)雜系統(tǒng)與過程，求得解析法不能取得的參數(shù)；(4)仿生技術(shù)：模擬生物的特殊功能為設(shè)計(jì)服務(wù)。主要用于已有參照，模型的構(gòu)思與定量計(jì)算。⑧功能論方法功能實(shí)現(xiàn)是現(xiàn)代設(shè)計(jì)的目標(biāo)。有限壽命是自然與社會(huì)的基本客觀現(xiàn)實(shí)，所以設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證有限使用期限內(nèi)設(shè)計(jì)對(duì)象的經(jīng)濟(jì)有效功能，其方法有功能分析設(shè)計(jì)法、可靠性分析預(yù)測(cè)、可靠性設(shè)計(jì)及功能價(jià)值工程等。主要應(yīng)用于方案設(shè)計(jì)與功能價(jià)值、功能安全可靠性定量分析；第十二頁，共89頁。一、現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述（9/21）上篇⑨離散論方法離散分析是現(xiàn)代設(shè)計(jì)的細(xì)解。事物特別是復(fù)雜廣義系統(tǒng)由離散體組成，是自然與社會(huì)另一個(gè)基本客觀現(xiàn)象，因此，用離散化方法近似確定參數(shù)是必然可靠的，其方法有有限單元法、邊界元法、離散優(yōu)化、子模態(tài)分析法及其他運(yùn)用離散數(shù)學(xué)技術(shù)的方法等。主要用于近似細(xì)解的精細(xì)設(shè)計(jì)。⑩模糊論方法模糊定量是現(xiàn)代設(shè)計(jì)的發(fā)展。事物的模糊性是一種大量的客觀存在，所以運(yùn)用模糊分橋的量度方法(避開精確的數(shù)學(xué)方法)是必要的，其方法目前主要運(yùn)用隸屬函數(shù)的論域法，可以進(jìn)行模糊分析、模糊評(píng)價(jià)、模糊控制與模糊設(shè)計(jì)等的運(yùn)用。主要用于模糊性參數(shù)確定與方案的綜合評(píng)價(jià)；⑾藝術(shù)論方法悅心宜人是現(xiàn)代設(shè)計(jì)的美感。任何設(shè)計(jì)都盡可能把設(shè)計(jì)對(duì)象形成一件藝術(shù)品，是設(shè)計(jì)的重要觀念，現(xiàn)代藝術(shù)論不僅如此，還要采用技術(shù)美學(xué)，計(jì)算機(jī)造型、模糊藝術(shù)等處理方法。主要用于使設(shè)計(jì)達(dá)到悅心宜人的功能.第十三頁，共89頁。一、現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述（10/21）上篇2)目前所指的現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)

現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法學(xué)(a)系統(tǒng)設(shè)計(jì)(b)價(jià)值工程(c)功能設(shè)計(jì)(d)并行設(shè)計(jì)(e)模塊化設(shè)計(jì)(f)質(zhì)量功能配置(g)反求設(shè)計(jì)(h)綠色設(shè)計(jì)(i)模糊設(shè)計(jì)(j)面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)(k)工業(yè)造型設(shè)計(jì)

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)(a)有限元法（b）優(yōu)化設(shè)計(jì)（c）計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（d）模擬仿真與虛擬設(shè)計(jì)（e）智能計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（f）工程數(shù)據(jù)庫

可信性設(shè)計(jì)（可信性設(shè)計(jì)技術(shù)可看作廣義可靠性設(shè)計(jì)內(nèi)容的擴(kuò)展）(a)可靠性設(shè)計(jì)（b）安全設(shè)計(jì)（c）動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)（d）防斷裂設(shè)計(jì)（e）抗疲勞設(shè)計(jì)（f）減摩耐磨設(shè)計(jì)（g）防腐蝕設(shè)計(jì)（h）健壯設(shè)計(jì)（i）耐環(huán)境設(shè)計(jì)（j）維修設(shè)計(jì)和維修保障設(shè)計(jì)（k）測(cè)試性設(shè)計(jì)（l）人機(jī)工程設(shè)計(jì)第十四頁，共89頁。一、現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述（11/21）4，現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的范疇簡表常見的現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)1，優(yōu)化設(shè)計(jì)2，可靠性設(shè)計(jì)3，模糊設(shè)計(jì)4，工業(yè)設(shè)計(jì)5，有限元法6，動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)7，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)8，疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)9，損傷容限設(shè)計(jì)10，摩擦學(xué)設(shè)計(jì)11，模塊化設(shè)計(jì)12，熱穩(wěn)定設(shè)計(jì)13，精度設(shè)計(jì)14，相似設(shè)計(jì)15，三次設(shè)計(jì)16，并行設(shè)計(jì)17，綠色設(shè)計(jì)18，健壯設(shè)計(jì)19，虛擬設(shè)計(jì)20，智能工程21，反求工程22，設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)23，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析設(shè)計(jì)24，協(xié)同設(shè)計(jì)…上篇第十五頁，共89頁。一、現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述（12/21）5，現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的特點(diǎn)由現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的涵義及其體系可見，它具有以下一系列特點(diǎn)。(1)設(shè)計(jì)理論與方法的延伸、思維的變化及設(shè)計(jì)范疇的擴(kuò)展現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)是傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理論與方法的繼承、延伸與擴(kuò)展。靜態(tài)的設(shè)計(jì)原理向動(dòng)態(tài)的延伸；經(jīng)驗(yàn)的、類比的設(shè)計(jì)方法向精確的、優(yōu)化的方法延伸；確定的設(shè)計(jì)模型向隨機(jī)的模糊的延伸，單維思維模式向多維思維模式延伸；而且設(shè)計(jì)范疇在不斷擴(kuò)大。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)通常只限于方案設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)(總體設(shè)計(jì)與工藝設(shè)計(jì))，如先進(jìn)制造技術(shù)中的面向制造的設(shè)計(jì)(DesignForManufacturing——DFM)，面向裝配的設(shè)計(jì)(DesignForAssembly——DFA)及面向X的設(shè)計(jì)(DesignFor“X”——DFX)，并行設(shè)計(jì)(ConcurrentDesign——CD)、虛擬設(shè)計(jì)、綠色設(shè)計(jì)(GreenDesign——GD)、模糊設(shè)計(jì)、維修性設(shè)計(jì)(MainterinabilityDesign——MD)、健壯設(shè)計(jì)等，便是工程設(shè)計(jì)范疇擴(kuò)大的集中體現(xiàn)?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)可以說是設(shè)計(jì)師、制造工程師、管理營銷人員以及工人、財(cái)會(huì)人員、專利律師等通力合作、集體智慧的結(jié)晶。上篇第十六頁，共89頁。一、現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述（13/21）(2)多種設(shè)計(jì)技術(shù)、理論與方法的交叉與綜合計(jì)算機(jī)技術(shù)與信息科學(xué)對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的滲透、改造與應(yīng)用，使產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、功能產(chǎn)生很大的變化，現(xiàn)代的機(jī)械產(chǎn)品正朝著機(jī)電一體化，物質(zhì)、能量、信息一體化，集成化，模塊化方向發(fā)展。數(shù)控機(jī)床及數(shù)控裝置、加工中心、工業(yè)機(jī)器人等典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品，不僅具有傳統(tǒng)意義上的物質(zhì)與能量轉(zhuǎn)換的功能，而且具有自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)數(shù)據(jù)處理(運(yùn)算、判斷、存儲(chǔ)、記憶)、自動(dòng)顯示、自動(dòng)控制、故障診斷和自動(dòng)保護(hù)及維護(hù)性、可回收性等功能，從而對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量、可靠性、穩(wěn)定性、穩(wěn)健性及效益等均提出更為嚴(yán)格的要求。因此，現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)必須是多學(xué)科的融合交叉，多種設(shè)計(jì)理論、設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)手段的綜合運(yùn)用，以系統(tǒng)的、集成的設(shè)計(jì)概念設(shè)計(jì)出符合時(shí)代特征和科技發(fā)展趨勢(shì)的產(chǎn)品及整體綜合效益最佳的產(chǎn)品。上篇第十七頁，共89頁。一、現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述（14/21）(3)設(shè)計(jì)手段的精確化、計(jì)算機(jī)化、自動(dòng)化與虛擬化(a)精確化在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中，面對(duì)載荷、應(yīng)力、環(huán)境等因素的復(fù)雜化，通常以某種條件性的假設(shè)建立所謂穩(wěn)定的、理想的載荷(集中的或勻布的)和應(yīng)力(名義的、平均的)模型，它與實(shí)際情況有差異的許多因素，則以安全系數(shù)和一系列的載荷系數(shù)、應(yīng)力系數(shù)及其它影響系數(shù)等加以考慮，這往往使計(jì)算的結(jié)果誤差較大?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)可以采用概率設(shè)計(jì)(可靠性設(shè)計(jì))描述載荷應(yīng)力、環(huán)境條件等隨機(jī)因素的分布規(guī)律，133，通過有限元法、動(dòng)態(tài)分析、疲勞設(shè)計(jì)、防斷裂設(shè)計(jì)、健壯設(shè)計(jì)、耐環(huán)境設(shè)計(jì)等分析工具和建模手段，準(zhǔn)確模擬系統(tǒng)的真實(shí)情況，從而得到比較符合實(shí)際工況的真實(shí)解，提高了設(shè)計(jì)的精確化程度。(b)計(jì)算機(jī)化計(jì)算機(jī)化的標(biāo)志是計(jì)算機(jī)在工程設(shè)計(jì)中得到廣泛的應(yīng)用，并逐漸替代傳統(tǒng)的手工設(shè)計(jì)。硬件功能日益增強(qiáng)，計(jì)算機(jī)在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用已從計(jì)算機(jī)輔助分析計(jì)算和輔助繪圖，發(fā)展到優(yōu)化設(shè)計(jì)、并行設(shè)計(jì)、三維特征建模、設(shè)計(jì)過程管理、面向制造與面向裝配的設(shè)計(jì)制造一體化，形成了CAD、CAPP、CAM的集成化、網(wǎng)絡(luò)化，并逐步向設(shè)計(jì)智能化、模擬仿真和虛擬設(shè)計(jì)、國際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)條件下進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)過渡。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)，特別是工程數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，加速了實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS)和全球化制造的進(jìn)程。(c)自動(dòng)化設(shè)計(jì)自動(dòng)化的含義、內(nèi)容與范圍目前尚無確切定論，但它一直是設(shè)計(jì)領(lǐng)域追求的目標(biāo)。上篇第十八頁，共89頁。一、現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述（15/21）(d)虛擬化設(shè)計(jì)手段虛擬化(或擬實(shí)化)，是以虛擬現(xiàn)實(shí)的系統(tǒng)軟件在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)仿真、實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)的三維建模，包括幾何建模、運(yùn)動(dòng)建模、物理建模、對(duì)象特性建模及模型切分等，使設(shè)計(jì)者能在虛擬的設(shè)計(jì)環(huán)境下看到設(shè)計(jì)內(nèi)容，如設(shè)計(jì)對(duì)象的形狀、外表、物體的移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)和各部分是否干涉與碰撞，以及對(duì)象的質(zhì)量、重量、慣性、表面特性(光滑與粗糙)、硬度、結(jié)構(gòu)形式等改變模式，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)可視化，快速顯示設(shè)計(jì)內(nèi)容，靈活而方便地修改設(shè)計(jì)，同時(shí)由于虛擬制造技術(shù)，以及快速原形技術(shù)的出現(xiàn)，使設(shè)計(jì)者在零件被制造之前就看到了它加工后的形狀并感覺到它。這些虛擬技術(shù)與手段的運(yùn)用，大大提高了設(shè)計(jì)效果與質(zhì)量。上篇第十九頁，共89頁。一、現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述（16/21）(4)并行化、最優(yōu)化和智能化的設(shè)計(jì)過程現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)中的并行設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)及智能化設(shè)計(jì)(如智能CAD，專家系統(tǒng)(ES)等)均是現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)中的重要設(shè)計(jì)技術(shù)，是設(shè)計(jì)開發(fā)新產(chǎn)品過程不可缺少的方法和技術(shù)手段。(a)并行設(shè)計(jì)過程并行設(shè)計(jì)(ConcurrentDesign)有時(shí)又稱為并行工程(ConcurrentEngineering)。這是一種綜合工程設(shè)計(jì)、制造、管理、經(jīng)營的思想、方法和工作模式。并行工程技術(shù)可以在一個(gè)工廠、一個(gè)企業(yè)(包括跨地區(qū)、跨行業(yè)的大型企業(yè)及跨國公司)以通信管理方式在計(jì)算機(jī)軟、硬件環(huán)境下實(shí)現(xiàn)。其核心是產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段就考慮到產(chǎn)品生命周期(從概念形成到產(chǎn)品報(bào)廢)中的所有因素(包括設(shè)計(jì)、分析、制造、裝配、檢驗(yàn)、維護(hù)、質(zhì)量、成本、進(jìn)度與用戶需求等)，強(qiáng)調(diào)多學(xué)科小組、各有關(guān)部門協(xié)同工作，強(qiáng)調(diào)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)及其相關(guān)過程(制造過程和支持過程)進(jìn)行并行地、集成地、一體化地進(jìn)行設(shè)計(jì)，使產(chǎn)品開發(fā)一次成功，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量.(b)全過程的優(yōu)化設(shè)計(jì)廣義的工程優(yōu)化設(shè)計(jì)：應(yīng)是優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要發(fā)展方向，其內(nèi)容主要包括工程優(yōu)化設(shè)計(jì)問題的自動(dòng)建模技術(shù)、優(yōu)化設(shè)計(jì)問題的前處理與后處理、優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果的評(píng)價(jià)等。此外，基于優(yōu)化設(shè)計(jì)和制造的分級(jí)分解優(yōu)化也是目前重要的研究內(nèi)容。上述優(yōu)化方向的實(shí)現(xiàn)，必然涉及到人工智能、信息技術(shù)、控制技術(shù)等多種方法、多種技術(shù)、多個(gè)軟件系統(tǒng)的綜合運(yùn)用。上篇第二十頁，共89頁。一、現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述（17/21）(c)人機(jī)結(jié)合的智能化設(shè)計(jì)過程產(chǎn)品設(shè)計(jì)是一個(gè)創(chuàng)造性的思維、推理和決策的過程，CAD技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的成功應(yīng)用，引起設(shè)計(jì)領(lǐng)域產(chǎn)生了深刻的變革，由人完成的設(shè)計(jì)過程，已轉(zhuǎn)變?yōu)橛扇藱C(jī)密切結(jié)合共同完成設(shè)計(jì)過程的智力與智能活動(dòng)。(5)面向產(chǎn)品壽命周期全過程的可信性設(shè)計(jì)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和日益增長的社會(huì)需求，產(chǎn)品的類型、規(guī)格及性能迅速地發(fā)生變化，產(chǎn)品的壽命周期越來越短。人們對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求的含義也在不斷變化，不僅要滿足功能要求，對(duì)可信性、安全性、可靠性、合理的壽命、方便使用和維護(hù)保養(yǎng)條件與方式也提出了更高的要求，并要符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、法律和生態(tài)環(huán)境要求及滿足用戶非物質(zhì)功能的要求等等。為貫徹這些標(biāo)準(zhǔn)和要求，需要設(shè)計(jì)、制造、管理、維護(hù)、使用等一系列環(huán)節(jié)有嚴(yán)格的技術(shù)措施加以保證，其中最重要的是設(shè)計(jì)、制造水平，因?yàn)楫a(chǎn)品的質(zhì)量是設(shè)計(jì)和制造出來的，而不是檢驗(yàn)出來的。因此，現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的重要內(nèi)容之一就是面向產(chǎn)品壽命周期全過程進(jìn)行可信性設(shè)計(jì)，以滿足市場(chǎng)與用戶對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求。(6)多種設(shè)計(jì)試驗(yàn)技術(shù)的綜合運(yùn)用為了有效地驗(yàn)證設(shè)計(jì)目標(biāo)是否達(dá)到和檢驗(yàn)設(shè)計(jì)過程、制造過程的技術(shù)措施，全面把握產(chǎn)品的質(zhì)量信息，做到萬元一失，在設(shè)計(jì)全過程中對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行必要的、針對(duì)性的試驗(yàn)是不可忽視和超越的。在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程中，人們根據(jù)不同產(chǎn)品的特點(diǎn)和需要，通過物理模型試驗(yàn)、動(dòng)態(tài)試驗(yàn)、可靠性試驗(yàn)、產(chǎn)品環(huán)保性能試驗(yàn)與控制等，獲取相應(yīng)的產(chǎn)品參數(shù)和數(shù)據(jù)，為評(píng)定設(shè)計(jì)方案的優(yōu)劣和幾種方案的比較提供一定的依據(jù)，也為開發(fā)新產(chǎn)品提供有益的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。上篇第二十一頁，共89頁。一、現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述（18/21）6，現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的流程a)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)流程特點(diǎn)：順序過程；缺點(diǎn)：回溯周期長，代價(jià)大。b)現(xiàn)代設(shè)計(jì)流程特點(diǎn)：集成化并行過程；優(yōu)勢(shì)：減少設(shè)計(jì)回溯時(shí)間、節(jié)約成本。見圖1.1，圖1.2。上篇第二十二頁，共89頁。一、現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述（19/21）7，現(xiàn)代設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)展望展望現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，大致有以下幾方面：1)設(shè)計(jì)過程的數(shù)字化不僅要完善工程對(duì)象中確定性變量的數(shù)學(xué)描述和數(shù)學(xué)建模，而且更要研究非確定性變量，包括隨機(jī)變量、隨機(jī)過程、模糊變量(人的智能、經(jīng)驗(yàn)、創(chuàng)造力、語言及政治、經(jīng)濟(jì)、人文等社會(huì)科學(xué)因素)等的數(shù)學(xué)描述和數(shù)學(xué)建模。2)設(shè)計(jì)過程的自動(dòng)化和智能化研究健全、研究、發(fā)展各種類型的數(shù)據(jù)庫、方法庫和知識(shí)庫，及自動(dòng)編程、自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)等高級(jí)商品化軟件的研制，如研究設(shè)計(jì)知識(shí)、數(shù)據(jù)信息的獲取與處理技術(shù)、智能CAD人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)專家系統(tǒng)的模型和應(yīng)用軟件等。3)動(dòng)態(tài)多變量優(yōu)化和工程不確定模型優(yōu)化(模糊優(yōu)化)、不可微模型優(yōu)化及多目標(biāo)優(yōu)化等優(yōu)化方法與程序的研究，并進(jìn)一步發(fā)展到廣義工程大系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究。4)網(wǎng)絡(luò)化并行設(shè)計(jì)及協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)、方法及軟件的研究。5)虛擬設(shè)計(jì)和仿真虛擬試驗(yàn)及快速成形技術(shù)的深入研究，是一種以計(jì)算機(jī)仿真為基礎(chǔ)，集計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、智能技術(shù)、并行工程、人機(jī)工程、材料、成形工藝、光電傳感技術(shù)和多媒體技術(shù)為一體的綜合學(xué)科研究。上篇第二十三頁，共89頁。一、現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述（20/21）6)大力普及、推廣與發(fā)展CAD技術(shù)的應(yīng)用研究，其重點(diǎn)是研制開發(fā)功能強(qiáng)的商品化軟件。7)面向集成制造和分布式經(jīng)營管理的設(shè)計(jì)方法、人員組織及規(guī)劃的研究。8)微型機(jī)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理論及設(shè)計(jì)方法和技術(shù)的研究，如智能計(jì)算、納米技術(shù)、微型機(jī)器人系統(tǒng)及微型機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算。9)面向生態(tài)環(huán)境的綠色設(shè)計(jì)理論與方法的研究，如綠色產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、清潔化生產(chǎn)過程的設(shè)計(jì)、產(chǎn)品的可回收性設(shè)計(jì)等。10)注重基礎(chǔ)性設(shè)計(jì)理論及共性設(shè)計(jì)技術(shù)的深層次研究?；A(chǔ)性設(shè)計(jì)技術(shù)，如動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、疲勞設(shè)計(jì)、防斷裂設(shè)計(jì)、減摩和耐磨設(shè)計(jì)、防腐蝕性設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、傳動(dòng)技術(shù)、彈塑性理論等，是許多現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的知識(shí)源泉和數(shù)學(xué)建模的理論基礎(chǔ)。上篇第二十四頁，共89頁。一、現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)概述（21/21）本章作業(yè)：1），試述現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的設(shè)計(jì)流程與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)流程的區(qū)別。2），試述現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的范疇？3），試述現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的特點(diǎn)？上篇第二十五頁，共89頁。二、優(yōu)化設(shè)計(jì)（1/5）1，定義優(yōu)化設(shè)計(jì)是在滿足一定的約束前提下尋求目標(biāo)函數(shù)極值的過程，包括極大值或極小值。2，優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本概念a)數(shù)學(xué)模型：即描述優(yōu)化問題的設(shè)計(jì)內(nèi)容、變量關(guān)系、有關(guān)設(shè)計(jì)條件和優(yōu)化意圖的數(shù)學(xué)表達(dá)式；數(shù)學(xué)模型包括設(shè)計(jì)變量、目標(biāo)函數(shù)和約束條件等三個(gè)要素。b)設(shè)計(jì)變量：設(shè)計(jì)過程需要確定的量；如齒輪設(shè)計(jì)中模數(shù)、齒數(shù)、齒寬等常作為設(shè)計(jì)變量。設(shè)計(jì)變量有連續(xù)和離散變量之分。n個(gè)設(shè)計(jì)變量，則構(gòu)成n維優(yōu)化問題。記為：X=[x1,x2,x3,…,xn]T

c)目標(biāo)函數(shù)f(X)=f(x1,x2,x3,…,xn)優(yōu)化函數(shù)：minf(X)=minf(x1,x2,x3,…,xn)maxf(X)=maxf(x1,x2,x3,…,xn)d)約束條件：等式約束、不等式約束等上篇第二十六頁，共89頁。二、優(yōu)化設(shè)計(jì)（2/5）3，優(yōu)化方法概述數(shù)學(xué)模型的優(yōu)化歸根到底是求極限值的過程。而求極值的算法則可以通過找一階導(dǎo)數(shù)等于零的位置。a）導(dǎo)數(shù)方法：梯度法、牛頓法、共軛梯度法b)非導(dǎo)數(shù)方法：隨機(jī)方向法、復(fù)合形法、遺傳算法、模擬退火算法4，優(yōu)化設(shè)計(jì)工具軟件簡介MATLAB軟件：MatrixLaboratory出品，支持命令交互，實(shí)現(xiàn)具體問題的求解。5，優(yōu)化設(shè)計(jì)的例子例題參見課本。上篇第二十七頁，共89頁。二、優(yōu)化設(shè)計(jì)（3/5）例：基于導(dǎo)數(shù)的優(yōu)化算法梯度法因?yàn)楹瘮?shù)的梯度方向是函數(shù)值變化最大的方向，所以其可以用來快速找到函數(shù)的極限解。梯度法就是使用負(fù)梯度方向作為搜索方向，通過迭代二找到函數(shù)的最優(yōu)解。一般迭代公式：

取則有：上篇X0X1X*第二十八頁，共89頁。二、優(yōu)化設(shè)計(jì)（4/5）其中是步長因子，是有滿足一維搜索的最優(yōu)步長所確定的，即滿足：梯度法優(yōu)化的步驟：1）選初始點(diǎn)，選定迭代精度2）確定點(diǎn)的梯度：計(jì)算梯度的模：

上篇第二十九頁，共89頁。二、優(yōu)化設(shè)計(jì)（5/5）3）判斷迭代終止條件：若滿足條件則迭代終止，得到最優(yōu)解：4）若不滿足條件3），則尋求下一個(gè)迭代點(diǎn)：1）選初始點(diǎn)，選定迭代精度2）確定點(diǎn)的梯度：然后返回第2）步繼續(xù)。上篇第三十頁，共89頁。三、可靠性設(shè)計(jì)（1/9）1，什么是可靠性？可靠性即產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。2，什么是可靠度？可靠度是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的概率，是可靠性的一種量化的指標(biāo)。常用的可靠性度量的指標(biāo)有：可靠度、失效率、平均壽命、可靠壽命、中位壽命及特征壽命，維修度、平均修理時(shí)間、修復(fù)率、有效度和重要度等。3，可靠性的四要素：a)規(guī)定的條件b)規(guī)定的時(shí)間c)規(guī)定的功能d)概率上篇第三十一頁，共89頁。三、可靠性設(shè)計(jì)（2/9）4，可靠度與失效概率？可靠度：失效概率：

5，失效率定義：工作到某時(shí)刻尚未失效，在該時(shí)刻后的下一個(gè)時(shí)間單位發(fā)生失效（故障）的概率。設(shè)有個(gè)產(chǎn)品，從開始工作，到時(shí)刻時(shí)產(chǎn)品的失效數(shù)為；而到時(shí)刻時(shí)產(chǎn)品的失效數(shù)為，即在時(shí)間內(nèi)有個(gè)產(chǎn)品失效，則該產(chǎn)品在時(shí)間內(nèi)的平均失效率為：上篇第三十二頁，共89頁。三、可靠性設(shè)計(jì)（3/9）當(dāng)產(chǎn)品數(shù)，時(shí)間時(shí)，可得到失效率的表達(dá)式如下：6）失效率與可靠度的關(guān)系失效率的比率法定義：失效率是產(chǎn)品一直到某一時(shí)刻為止尚未發(fā)生故障的可靠度，在下一單位時(shí)間內(nèi)可能發(fā)生故障的條件概率，即：上篇第三十三頁，共89頁。三、可靠性設(shè)計(jì)（4/9）上篇或得到：有效壽命工作時(shí)間t失效率（B）偶然失效期（A）早期失效期（C）耗損失效期規(guī)定的失效率失效率曲線第三十四頁，共89頁。三、可靠性設(shè)計(jì)（5/9）上篇7）平均壽命定義：產(chǎn)品的平均壽命指產(chǎn)品從投入運(yùn)行到發(fā)生失效（故障）的平均工作時(shí)間。由于產(chǎn)品失效時(shí)間或壽命是隨機(jī)變量，具有確定的統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律，因此，平均壽命實(shí)際上是隨機(jī)變量的數(shù)學(xué)期望。設(shè)有個(gè)產(chǎn)品從使用到發(fā)生失效的時(shí)間分布為，則平均壽命的觀測(cè)值為：若產(chǎn)品的失效密度函數(shù)為，則產(chǎn)品的平均壽命為：第三十五頁，共89頁。三、可靠性設(shè)計(jì)（6/9）上篇8）零件的可靠性設(shè)計(jì)與安全系數(shù)定義：零件的可靠性是指零件在使用過程中的無故障概率。零件的可靠性包括：強(qiáng)度可靠性和疲勞可靠性等。零件的安全系數(shù)一般被定義為材料的強(qiáng)度除以零件中最薄弱環(huán)節(jié)上的最大應(yīng)力，其極限狀態(tài)下的安全系數(shù)為：其中：為材料強(qiáng)度的最小值；為工作應(yīng)力的最大值。思考：常用的飛機(jī)、汽車等零件設(shè)計(jì)的安全系數(shù)的選取。第三十六頁，共89頁。三、可靠性設(shè)計(jì)（7/9）上篇9）系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)定義：系統(tǒng)的可靠性是指系統(tǒng)整體在使用過程中的無故障概率。系統(tǒng)的可靠性包括：串聯(lián)系統(tǒng)的可靠性、并聯(lián)系統(tǒng)的可靠性，以及串并聯(lián)系統(tǒng)的可靠性等。a)串聯(lián)系統(tǒng)的可靠性特點(diǎn)：系統(tǒng)中的單元只要有一個(gè)失敗，該系統(tǒng)就失敗。串聯(lián)系統(tǒng)的可靠度表達(dá)為：12n…第三十七頁，共89頁。三、可靠性設(shè)計(jì)（8/9）上篇b)并聯(lián)系統(tǒng)的可靠性特點(diǎn)：系統(tǒng)中