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1、武汉轻工大学《现代设计方法》课程结业论文题目：现代设计方法在汽车设计中的应用姓名学号班级专业院（系）2017年5月21日现代设计方法在汽车设计中的应用宋家鹏(武汉轻工大学机械工程学院，湖北武汉430070)摘要：本文在分析汽丰设计方法发展的基础上，重点介绍了汽车设计中有待进一步推广应用的几种现代设计方法和技术。关键词：现代设计方法;系统工程;模糊分析设计;计算机辅助设计(CAD)0引言现代科学技术的发展对汽车的性能、可靠性、经济性等提出更高的要求同时也为汽车的设计、制造提供了改进和创新的设计方法。据统计
2、，一般汽车的质量和性能有60%-70%取决于汽车设计。因此，在设计新产品时应研究和采用新的设计方法和技术，以适应现代汽车发展的要求。为了寻求保证设计质量、加快设计速度、避免和减少设计失误的方法和措施，引发了“汽车现代设计方法”的研究。1现代设计和传统设计的比较传统的设计方法是以经验总结为基础，运用力学和数学而形成的经验、公式、图表、设计手册等作为设计的依据，通过经验公式、近似系数或类比等方法进行设计。而现代设计方法则是强调创造性，在注重产品整体功能基础上以现代设计方法和计算机设计为工具的系统设计。这种设
3、计不但可以大大提高设计的质量、精度和效率，而且可以将产品的适应性、经济性、可靠性统一起来，从而高效地设计出性能优良、经济效益显著的新型产品。目前，设计方法和技术正处于不断改善、不断创造的历史时期。可以预见，新的汽车产品将随着现代设计方法、技术和设计科学体系的完善而有新的突破。2现代设计法的主要内容现代设计法是在总结传统设计的经验与教训、吸收国外各设计流派的先进内容的基础上,以形态学为分类手段,以方法学为思想指导,具体形成以下十一论:功能论:现代设计法的宗旨。是保证设计要求功能实现的方法论。突变论:现代设
4、计法的基石。是设计创新的基础,如创造性设计。系统论:现代设计工作的前提。进行系统辩识、系统分析,如系统分析法、人机工程等。信息论:现代设计的依据。进行信号处理,如信息分析法、技术预测法等。对应论:现代设计的捷径。采用相似、模拟,如相似设计等。优化论:现代设计的目标。如优化设计等。智能论;现代设计的核心。发挥人的主动性,使用人工智能,促进设计自动化,如CAD等。离散论:现代设计的细解。连续体离散求数值解,如有限元和边界元方法。控制论:现代设计的深化。如动态分析设计法等。模糊论:现代设计的发展。模糊性定量描
5、述,如模糊综合评判和决策等。艺术论:现代设计的美感。如造型设计等。3现代设计方法在汽车设计中的具体应用3.1系统工程分析法系统工程是以研究大系统为对象的一门跨学科的边缘科学,它应用数学方法和电子计算机等工具,对系统的构成要素、组织结构、信息交换和反馈控制等功能进行分析、设计、制造和服务,从而达到最优设计、最优控制和最优管理的目标。通过各种组织管理技术,使局部与整体之间关系协调配合,以实现系统的综合最优化。应用系统工程的观点完成汽车设计,一般可分为三个阶段:1)信息获取(或称系统分析)2)信息处理(或称系
6、统选择)3)信息整理(或称系统实施计划)汽车设计涉及到多种专业学科和各种不同要求,故要完成一个成功的设计.必须应用系统工程的观点和方法,全面均衡地、有层次地处理各种不同要求,使设计达到技术、经济和艺术的有机结合。现代汽车工业,已经把一个企业的全部生产过程(包括设计)作为一个整体,因此可以把它看成一个大系统。用系统工程的观点来设计汽车,必须对此系统进行评价和决策。评价是决策的依据,所谓评价是指“按照明确目标确定对象的属性,并把它变成主观效用”的行为。在对系统进行评价时,要从明确评价目标出发,通过评价目标规
7、定评价对象,并对其功能、特性和效果等属性进行科学的测定,最后由测定者根据给定的评价标准把测定结果变换成价值,供决策时参考。研制汽车产品时,对系统的评价是非常重要的,若评价不当或产生错误,不仅此研制的产品无法实现,而且还要付出庞大的费用,造成无法挽回的损失。汽车设计中,常采用的评价方法有相关矩阵法、交叉影响矩阵法等。3.2模糊设计法顾名思义,模糊指的是边界限定的不清晰。模糊设计的基础不是系统的数学分析法,而是通过总结相关的实践经验进而确定出相关的参数、控制和计算方法。主要应用的是模糊优化分析、模糊决策等方
8、法。而模糊优化设计具体是指以模糊因素为基础的优化设计,在汽车设计中存在着许多的模糊性因素。模糊设计法在汽车设计中有着积极的作用,具体来说,在离合器、变速箱、齿轮以及发动机参数等都可以进行相关的指标优化。模糊决策具体是指根据相关的实践经验和已知的信息。通常情况下,模糊决策包含许多的自然语言、经验以及中间过渡性,这些都会在一定程度上造成划分的模糊性。在当前比较复杂的工业控制中,现代控制所起到的作用十分有限,这主要是由于现代控制的数学模型比较难以
