1.5 现代机械设计方法

现代设计是以产品为总目标的一系列种类繁多的现代设计法和技术的综合运用。生产技术的需要和先进设计手段的出现，必须促进设计领域的改革和发展，对于机械设计来说几乎是更新换代，传统的常规设计方法受到很大冲击，用科学的设计方法代替经验的、类比的设计方法已势在必行。缩短设计周期、提高设计质量、发展设计理论、改进设计技术及方法已成为当前机械设计的必然趋势。

1．常规设计

常规设计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、近似系数或模拟方等方法进行设计。常规设计在长期运用中得到不断的完善和提高，是符合当代技术水准的有效设计方法。但由于所用的计算方法和参考数据偏重于经验的概括和总结，往往忽略了一些难解或非主要因素，因而造成设计结果的近似性较大，也难免有不确切和失误。此外，在信息处理、参量统计和选取、经验或状态的存储和调用等还没有一个理想的有效方法，解算和绘图也多用手工完成，所以不仅影响设计速度和设计质量的提高，也难以做到精确和优化的效果。常规设计对技术与经济、技术与美学也未能做到很好地统一，使设计带来一定的局限性。这些都是有待于进一步改进和完善的不足之处，从而迫使设计领域不断研究和发展新的设计方法和技术。

2．现代设计

现代设计是过去长期的常规设计活动的延伸和发展，它继承了常规设计的精华，吸取了当代科技成果和计算机技术。与常规设计相比，它是一种以动态分析、精确计算，优化设计和CAD为特征的设计方法。

现代设计具有以下特点：一是智能化。大型复杂机械的设计必须完成“分析—分解—综合”的过程。其中包含了大量创造性思维过程和智能活动。二是经济性。市场的竞争、用户的选择使对产品的经济性要求越来越高。三是并行性。必须超前考虑后续过程，以压缩废品、库存的消耗，确保上述经济性。四是集成化。即树立人机一体化、机电一体化、硬件软件一体化观念，综合多方面测试分析数据指导、评价设计，融多种现代科技成果和技术,特别是将CAD技术应用于机械产品设计之中。五是精确性。这是机械工程产品复杂度、综合性提高的必然结果。现代先进的计算技术、计算理论和计算分析工具的使用也使之得以迅速提高。六是动态性。不仅分析设计对象要从动态的观点出发，设计组织的合作协调也具有动态性，后者要求设计数据集成、设计系统无缝连接。

3．创新设计

创新性设计是指充分发挥设计者的创造力，利用人类已有的相关科学技术知识进行创新构思，设计出具有新颖性、创造性及实用性机械产品的一种实践活动。创新设计强调发挥创造性，提出新方案，提供新颖而且独特的设计。创新设计方法分为智力激励法，提问追溯法，联想类推法，返向探索法，系统分析法，组合创新法六种。

创新设计没有局限性，创新成果是知识、智慧、勤奋和灵感的结合，生活中一些看似很简单的机械都是机械创新设计的结果。

现代机械设计技术充分利用了当今迅速发展起来的计算机技术、应用数学和力学、电子学、测试和分析技术。ADINA、NASTRAN、I-DEAS、PRO-E、UG、Solid Works、ADAMS、CAD等都是常用的工程设计分析应用软件。这些软件使设计技术有可能从经验的、静止的和随意性很大的传统设计变为基于计算数据、知识工程或专家系统的、动态的现代设计。这需要充分收集、分析和检索必要的信息、快速的数值运算和方案寻优，因而必然大规模地使用CAD技术和人工智能技术、数据库技术等，CAD技术已经成为机械工程设计中最具活力的技术手段。