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第二节 设计的基本方法和基础知识.ppt


? 罗定实验中学 李飚

一、技术设计的种类

原创性设计 技术设计 三大类

改进性设计
综合性设计

案例:红酒开瓶器的三种设计

①原创性设计
为了打开红酒瓶塞的软木塞,设计的螺旋状开瓶器。

这种最初的设计属于原创性设计——又称为

开发性设计。

存 在开 的瓶 缺器 陷

两只手向相反方向拉木塞时,当软木塞突然离开酒瓶时, 因酒瓶的突然后退,可能将酒洒出瓶外,甚至因左手握不住 酒瓶,造成酒瓶脱手。 有些酒瓶由于软木塞太紧,即使用较大的力也无法拔出。 改进者使用了杠杆省力的原理及齿轮改变力的方向的原理, 设计了一个功能较为较为完善的开酒瓶软木塞的工具。

改进:

改进后的开瓶器 由上面的改进设计可以看到,设计者在原来的基础上应用了 力学上的两个原理,才使开瓶技术有了进步。而改进设计的设想, 来源于开酒瓶软木塞中碰到的问题。 案例2: 马袋夹的改进性设计

②改进性设计
在总的方案原理变化不大的情况下,对已有的设计进行局部的变更 改进,使其更加合理、完善,或满足某些特定的需要,这样的设计叫做 改进性设计。 ③综合(组合)性设计 应用现有的技术及原理重新进行组合,使其系统化、综合化、产生新 的优点、特色,创造出新的功能设计方法叫做综合(组合)设计。

开瓶器的各种组合性设计

外形组合

性能组合

综合性设计 组合性设计

原理组合 功能组合

模块组合

系统组合

抗拉强度大的钢线

通信光缆

性能的组合设计
多功能螺丝刀

外形的组合设计

喷气式飞机 流体力学原理与燃气轮机技术的组合 设计

原理的组合设计

内燃机与传动、制动、转向、照明、电气等功能结合设计出汽车

两把刀刃上下相对交错组合设计出剪刀

功能的组合设计

双体船

并木以渡



双体客船

自身的组合设计

模 块 的 组 合 设 计

文艺晚会的表演由每一场文艺节目模块组合而成

家具、电器的摆放、装潢设计也是一种组合设计

计算机系统:由硬件系统和 软件系统的组合设计而成。

神舟六号飞船由发射系统、 监测系统、控制系统、航天员 系统、飞船本身系统和回收系 统等子系统组成。

系统的组合设计

二、技术设计的原则、方法和标准 ①技术设计的原则
需要性原则 经济性原则 最优化原则

可靠性和安全性原则
工程心理学原则 法律规范原则

通用性、标准性原则
时效性原则 可持续发展原则

技术设计的九大原则

? 需要性原则
彩色遥控电视机 黑白电视机

? 经济性原则
制造 成本 材料 成本 维护 成本 使用 寿命 运输 成本 储存 成本

? 最优化原则

? 最优化原 则不一定 是最先进 的,但一 定是最合 理的。

? 可靠性和安全性原则

? 工程心理学原则

? 通用性、标准性原则

? 法律规范原则 ? 时效性原则 ? 可持续发展原则

观看案例1,回答问题:该大桥设计遵循 了什么原则?违反了什么原则?

加拿大魁北克大桥

?美国《时代周刊》日前评出百年世界十大最恶劣塌桥事故, 每次事故都是一个血的教训,令人深思。这是加拿大魁北克 大桥二度坍塌。 事故时间:1916年9月11日 ? 坍塌原因:由于设计上的缺陷,导致桥体实际承载量远 低于设计承载量,并导致该桥两度坍塌。首次坍塌时间为 1907年。 死亡人数:95人。

案例2

一住在三楼的住户为了阻止小偷再次“光 顾”自己的家,遂将阳台用通电电网围 上,这天小偷晚上又到这家偷东西,触 到该户通电防盗网,从三楼掉下摔死了。
1、请问该住户违法了吗? 2、住户违反了什么设计原则?

阅读教材P36-37两页中的 两个例子,分析、讨论这些设 计违反了什么原则?

②技术设计的一些方法
常规设计法
系统设计法 功能设计法
借鉴法 应用标准器件法 技术(或工程)实验法 保证系统各个部分的协调工作 基本功能和辅助功能 考虑人的生理和心理特征,能做到安全、方便、 舒适、美观的设计目标 抗热、抗震、抗干扰,适应环境,预备“余量”
例如:城市交通

工效学设计法
可靠性设计法 最优化设计法

设计是一个反复进行的过程,以实现最优选择
例如:横跨一条江河的交通:轮渡、桥梁、隧道

利用计算机进行设计或仿真,可以用 计算机辅助设计法CAD (Computer Adied Design) 最快的速度获得效果。

技术设计的七种方法

③设计的依据标准
对于产品的设计,国内外制定了相关的技术标准和规范: 国际标准、国家标准、部颁标准、行业标准、企业标准等。 案例:我国家用吸油烟机的设计、生产制造标准: 《中华人民共和国标准吸油烟机GB/T 17713-1999》 吸 油 烟 机 其内容包括: 适用范围、引用标准、术语、产品分类、技术要求(环境 条件、安全性能、噪音、调速、照明、结构要求、外观等)、 试验方法、检测规则、标志标签与包装等项目。

四、技术设计的一般过程
实施设计前的过程

设计进行时的过程

设计完成后的过程

四、技术设计的一般过程
家庭餐厅的设计过程


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