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计算Web的机械设计研究
计算Web的机械设计研究 网络技术对机械设计思维模式影响 在设计者进行设计时，通常会用到最优路径原则和相似联想原则。所谓最 优路径原则，就是设计者在设计时，会选择与预想方案最为相似的设计实例来进 行参照，这样不仅可以大大缩短设计的时间，而且通过对比研究，可以实现设计 价值的最大化。所谓相似联想原则，就是指在设计时能够因为一种概念或一种模 式联想到所要进行的设计预想，通过寻找这其中的相似性来达到启迪设计者思维 的方法。而运用计算机网络创新设计在进行机械设计时，设计者可以根据机械功 能、原理和结构的不同，进行横向和纵向的联想。联想的合理性是相似性的前提， 一个优秀的机械产品往往可以举一反三，设计者利用机械产品的相似作用原理和 结构来进行重新优化组合，从而得到最优的设计方案。辅助设计技术在机械设计中的应用 计算机辅助设计技术以及网络协同化所谓计算机辅助设计技术，是设计者 在进行机械设计时，以计算机作为设计的基本工具，通过进行多学科领域知识的 综合利用，对机械设计的产品设计、分析及优化等问题进行数字处理和创新处理 的方法。在机械设计中，结合软硬件的发展，计算机辅助设计技术与数字编程等 技术联合以来，成为机械创新设计中的主力军，其在机械设计中主要表现在以下 几个方面:(1)二维绘画。通过计算机的应用，绘画技术已经由传统的手工绘画转 为计算机二维绘画。(2)图形和符号库。在进行机械设计时，将复杂的图形分解 成简单的图形和符号，将这些图形和符号存入数据库中，当需要使用时，再从数 据库中进行调出，将调出的图像进行编辑后进行应用。(3)参数化设计。在传统 标准化和系列化设计中，需要设计者在设计中经常性地对部件的结构和尺寸进行 调整，而采用计算机参数化设计因为建立了图形数据库，将图形调出后，可以赋 予其新的尺寸，从而形成新的图形［3］。(4)三维造型。通过三维造型的设计， 在对零件的结构进行了实体设计后，对其进行着色和消隐，从而将零件的真实形 状体现出来。在测试方面，可以对其进行运动仿真测试，检测部件之间在运动状 态下有无干涉情况发生。(5)工程分析。运用计算机辅助技术，将可以实现机械 设计中的有限元分析、优化设计和运动学分析。(6)设计文档、生成报表。在机 械设计中，可以通过计算机技术来将设备的属性设计成文档，生成报表，也可以 根据设计参数来进行设备的图像设计。随着计算机网络的普遍应用，集成化、智 能化和网络协同化成为计算机辅助设计技术的发展特点。目前，计算机辅助设计技术正朝着网络协同化的方向发展，将计算机辅助技术的公用信息、图形等信息 贮存在公共数据库中，通过网络对其中的数据进行共享。信息化和网络技术的发 展，使得机械制造业的信息快速交互成为可能，将网络技术和计算机辅助设计技 术结合在一起，对机械制造业的发展起到了举足轻重的作用。计算机辅助技术已 经成为机械设计中具有很强活力的技术手段，在设计中，随着市场需求的扩大和 要求的提高，产品的设计越来越需要创造性支持。而且，不同的设计标准和经济 标准都会导致产品在设计上出现不同的结果，针对这样的特点，计算机辅助技术 必须朝着智能化、信息集成化和信息交换借口标准化的方向继续大踏步发展。目 前，我国计算机辅助技术上的研究和国外相比，还存在着比较大的差距。计算机 辅助技术的应用复杂多变，在机械设计中，设计人员要对其进行很好的掌控是一 件不容易的事情，而且在当前的企业中能够真正精通计算机辅助技术的机械设计 人员并不多，因此，我国还需要加强对计算机辅助技术人员的培训，而计算机辅 助技术的发展也要朝着更为人性化的方向发展，实现人机的交互式应用，从而为 我国机械制造业的市场竞争力提供有效的技术保障。远程协同网络技术在复杂形 状的机械产品设计中，设计的最终完成都是由不同领域和部门的专家共同来协作 完成的。传统的制造模式正受到计算机网络技术的飞速改造，而远程协同设计就 是这种改造中的突出例子。不同的制造企业根据自己的需求来配置了不同的计算 机网络体系和数据库系统，因此研究计算机网络环境下协同作业的原理和实现方 法，达成异地信息共享是一项具有重要意义的课题［4］。由于机械产品种类繁 多、使用环境复杂，对知识性的依赖极强，如果只是针对各自的应用来进行独立 开发设计，重建知识框架体系，将会对人力和物力造成巨大的耗费。而基于网络 的协同设计可以使这个问题得到解决。工作人员可以使用网络工具和现代设计方 法，对产品设计的共同特征来进行总结，设计出通用的设计构件，生成自己的应 用系统，最终构建出自己的远程协同设计体系。处于同一协同设计系统内的每个 成员都可以在第一时间内获取他们所需要的数据。只要接入协同设计网络，工程 人员就可以非常容易地获得已经完成的产品数据，这为不同企业和部门之间的合 作提供了快速交流的平台。机械协同设计的方法具有群体性、动态性和协同性等 特点，解决了设计中异地之间和不同时间的数据传递问题，其以计算机网络和数 据库作为基础，以计算机辅助技术、CAE等技术为手段，以数字化和可视化的特 点，提供了一种全新的数据交流和共享的平台，由单个设计的数据共享发展成为 多个设计的数据共享，其开放性的设计为工程人员参加设计制作提供了良好的环 境支持。协同设计是在并行框架的基础上，建立协同设计管理系统，通过对分阶 段产品模块实行共享，对模块进行定义、进行过程管理和协调，从而实现协同设 计的系统方案。协同设计的关键技术包括环境支持技术、统一的产品信息建模技术、产品数据管理技术、计算机辅助技术和CAPP等集成环境技术、决策评价和 冲突管理技术、信息安全技术。在当今制造业和机械设计开发的网络化背景下， 通过远程机械设计系统的开发和应用，从而实现机械设计中大量基础信息和共性 信息的异地共享，提高了机械设计的开发效率。
在机械产品的设计中，工程人员通过对计算机辅助设计技术进行系统性地 运用，并结合远程协同设计方法，通过网络和计算机辅助工具，从而实现机械产 品的开发和设计，实现在不同空间和不同平台的协同性设计，并完成对信息数据 的共享，提高机械设计的质量，缩短其设计研发的周期，增强机械设计的信息化 水平。远程机械设计系统作为制造业基础信息平台的组成部分，是顺应机械制造 设计的全局性和市场性要求的必然选择。
本文作者：王宝香 工作单位：唐山科技职业技术学院
