機械設計課程教學改革引入創(chuàng)新設計方法的幾點思考

1、157科技創(chuàng)新導報ScienceandTechnologyInnovationHerald創(chuàng)新教育2010NO.17ScienceandTechnologyInnovationHerald科技創(chuàng)新導報1前言機械工業(yè)的生產(chǎn)水平是一個國家現(xiàn)代化建設水平的主要標志之一對于一部機器而已一切零件都是它的局部零部件會收到全局的制約因此在機器中它們要么按照確定的位置相互聯(lián)結要么按照給定的運動規(guī)律相互作用來共同完成機器的功能來發(fā)揮著各自的作用《機械設計

2、》是機械類專業(yè)的專業(yè)基礎課對于培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新能力起著十分重要的作用本文主要從機械設計課程教學中引入創(chuàng)新設計理論和現(xiàn)代設計方法方面對機械設計課程教學改革做以初探。2引入現(xiàn)代設計方法提高學生知識層次學生在掌握傳統(tǒng)機械設計方法的同時也讓學生了解一些現(xiàn)代設計方法在《機械設計》課程教學中可以加入現(xiàn)代設計方法的講解提高學生學習的興趣培養(yǎng)學生利用現(xiàn)代設計方法解決實際問題的能力。機械現(xiàn)代設計方法通常是相對傳統(tǒng)的機械設計方法而言的由于現(xiàn)代設計方

3、法正在不斷發(fā)展變化人們對它的內涵看法不一但對它的特征和發(fā)展方向可以從總體上改口味力求運用現(xiàn)代應用數(shù)學、應用力學、微電子學、信息科學等法面的最新成果與手段來實現(xiàn)動態(tài)、定量、并行等方面的轉化[1]。機械設計工作本質上就是一種創(chuàng)新性的活動是對知識與信息等進行創(chuàng)造性的運作與處理的一種過程[2]。發(fā)展現(xiàn)代機械設計方法實質上就是不斷追求最機智、最恰當而最迅速的滿足用戶要求、社會效益、經(jīng)濟效益、機械內在要求等對機械構成的全部約束條件。現(xiàn)代機械設計方法

4、發(fā)展迅速目前常見的有計算機輔助設計即CADComputerAidedDesign優(yōu)化設計即OptimizationDesign可靠性設計即ReliabilityDesign并行設計即ConcurrentDesign虛擬設計即VirtualDesign參數(shù)化設計即ParameterizationDesign智能設計即IntelligentDesign分形設計即FractalDesign等。以動態(tài)代替靜態(tài)－以機器結構動力學計算代替結構靜力學

5、計算以實時在線檢測數(shù)據(jù)代替固定數(shù)據(jù)來作為評價依據(jù)等。以并行設計代替串行設計－并行設計(concurrentdesignorconcurrentengineering)是一種面向整個“產(chǎn)品生命周期”的一體化設計過程在設計階段就從總體上并行的綜合考量其整個“生命周期”中功能結構、工藝規(guī)劃、可制造性、可裝配性、可測試性、可維修性、可靠性等多方面的要求和相互關系避免串行設計中可能發(fā)展的干涉和返工從而快速開發(fā)出質優(yōu)、價廉、低能耗的產(chǎn)品。以微觀代替

6、宏觀－以斷裂力學理論處理零件材料本身微觀裂紋擴展引起的低應力脆斷現(xiàn)象建立以損傷容限為設計判據(jù)的設計方法以及潤滑理論中的微納米摩擦學等。比如在給學生講解齒輪傳動的同時可以穿插關于渦旋型線優(yōu)化設計的知識渦旋型線由Cruex發(fā)明而目前國內外對渦旋型線設計理論的研究其出發(fā)點都是對于給定的型線數(shù)學模型在研究其嚙合特性和介質壓縮機理的基礎上進行改進、修型和參數(shù)優(yōu)化以獲得性能良好的渦旋型線[3]。但由于受渦旋型線數(shù)學模型固有特性的限制不能對表征渦旋型

7、線本質特征的根本因素－渦旋型線的形函數(shù)本身進行優(yōu)選以獲得性能最優(yōu)的渦旋型線。因此研究渦旋型線應具有怎樣的函數(shù)特性該函數(shù)的數(shù)學模型如何表達該數(shù)學模型表征的幾何曲線具有怎樣的嚙合特性和介質壓縮機理以及如何對該幾何曲線進行形狀優(yōu)化等根本問題對于建立渦旋通用型線的完整理論并根據(jù)需要構造出各種具有最佳性能的渦旋型線具有重大的理論意義和工業(yè)應用價值同時對以型腔容積變化為工作原理的機械和通過共軛曲線進行傳動的傳動裝置的廓線理論研究的深入發(fā)展也具有重要

8、的推動作用。3引入TRIZ創(chuàng)新理論提高學生創(chuàng)新能力江澤民同志曾講過:“創(chuàng)新是一個民族進步的靈魂是國家興旺發(fā)達的不竭動力”21世紀是知識經(jīng)濟時代國際間的競爭將主要體現(xiàn)為以知識經(jīng)濟為核心的綜合國力的競爭而以知識經(jīng)濟為核心的綜合國力的關鍵是一個國家的科技創(chuàng)新能力[2]。而TRIZ理論是促進創(chuàng)新能力提高的一種很好的理論和方法。TRIZ是俄文теориирешенияизобретательскихзадач的英文音譯TeoriyaResheni

9、yaIzobreatatelskikhZadatch的縮寫其英文全稱是TheoryoftheSolutionofInventiveProblems(發(fā)明問題解決理論)TRIZ是基于知識的、面向人的發(fā)明問題解決系統(tǒng)化方法學。TRIZ由一位俄國學者阿利赫舒列爾(G.S.Altshuller又譯根里奇阿奇舒勒)及他的同事于1946年最先提出最初是從二十萬份專利中取出符合要求的四萬份作為各種發(fā)明問題的最有效的解。他們從這些最有效的解中抽象出了T

10、RIZ解決發(fā)明問題的基本方法這些方法又可以普遍的適用于新出現(xiàn)的發(fā)明問題協(xié)助人們獲得這些發(fā)明問題的最有效的解?，F(xiàn)在國際上已經(jīng)對超過250萬項出色的專利進行過研究并大大充實了TRIZ的理論和方法體系。有的公司根據(jù)TRIZ和專利的數(shù)據(jù)庫創(chuàng)造出計算機輔助創(chuàng)新系統(tǒng)使發(fā)明創(chuàng)新的自動化初現(xiàn)曙光。在上課是時候我都是鼓勵學生增強學生的創(chuàng)新的信念和信心?？梢哉f每個學生都是一個發(fā)明家TRIZ更多的是一種思想或者方法引入TRIZ理論到《機械設計》的教學學生可以

11、通過大量的習題來掌握它或給學生布置一個關于TRIZ理論的小論文作業(yè)來提高學生的自主創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。在《機械設計》的教學中通過引入新型創(chuàng)新方法提高學生學習的興趣拓展學生對傳統(tǒng)設計方法認識的視野從而提高學生的綜合專業(yè)素養(yǎng)。4結論從機械設計課程教學中引入現(xiàn)代創(chuàng)新設計方法在學生們掌握傳統(tǒng)機械設計方法的同時也了解現(xiàn)代設計方法的發(fā)展同時引入創(chuàng)新設計提高學生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維的發(fā)展從而調動學生的學習興趣培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力為后續(xù)參加創(chuàng)新設計大賽打下

12、良好的基礎。參考文獻[1]濮良貴.機械設計.北京:中國高等教育出版社.[2]劉夫云.機械設計課程教學內容改革初探.重慶工學院學報2007.機械設計課程教學改革引入創(chuàng)新設計方法的幾點思考王立存徐元王旭東李軍黃勇剛(重慶工商大學機械工程學院重慶400067)摘要:《機械設計》是機械類專業(yè)的專業(yè)基礎課對于培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新能力起著十分重要的作用它要求學生不僅要掌握扎實的理論知識還要具備將所學知識應用到實踐中去的能力。因此如何提高課堂教學

13、效果、培養(yǎng)學生解決實際工程問題的能力就顯得非常重要。本文主要從機械設計課程教學中引入現(xiàn)代設計方法和創(chuàng)新設計概念對機械設計課程教學改革做以初探。關鍵詞:機械設計教育教學改革創(chuàng)新設計現(xiàn)代設計方法中圖分類號:G420文獻標識碼:A文章編號:1674098X(2010)06(b)015701157科技創(chuàng)新導報ScienceandTechnologyInnovationHerald創(chuàng)新教育2010NO.17ScienceandTechnology

14、InnovationHerald科技創(chuàng)新導報1前言機械工業(yè)的生產(chǎn)水平是一個國家現(xiàn)代化建設水平的主要標志之一對于一部機器而已一切零件都是它的局部零部件會收到全局的制約因此在機器中它們要么按照確定的位置相互聯(lián)結要么按照給定的運動規(guī)律相互作用來共同完成機器的功能來發(fā)揮著各自的作用《機械設計》是機械類專業(yè)的專業(yè)基礎課對于培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新能力起著十分重要的作用本文主要從機械設計課程教學中引入創(chuàng)新設計理論和現(xiàn)代設計方法方面對機械設計課程教學

15、改革做以初探。2引入現(xiàn)代設計方法提高學生知識層次學生在掌握傳統(tǒng)機械設計方法的同時也讓學生了解一些現(xiàn)代設計方法在《機械設計》課程教學中可以加入現(xiàn)代設計方法的講解提高學生學習的興趣培養(yǎng)學生利用現(xiàn)代設計方法解決實際問題的能力。機械現(xiàn)代設計方法通常是相對傳統(tǒng)的機械設計方法而言的由于現(xiàn)代設計方法正在不斷發(fā)展變化人們對它的內涵看法不一但對它的特征和發(fā)展方向可以從總體上改口味力求運用現(xiàn)代應用數(shù)學、應用力學、微電子學、信息科學等法面的最新成果與手段來實

16、現(xiàn)動態(tài)、定量、并行等方面的轉化[1]。機械設計工作本質上就是一種創(chuàng)新性的活動是對知識與信息等進行創(chuàng)造性的運作與處理的一種過程[2]。發(fā)展現(xiàn)代機械設計方法實質上就是不斷追求最機智、最恰當而最迅速的滿足用戶要求、社會效益、經(jīng)濟效益、機械內在要求等對機械構成的全部約束條件?，F(xiàn)代機械設計方法發(fā)展迅速目前常見的有計算機輔助設計即CADComputerAidedDesign優(yōu)化設計即OptimizationDesign可靠性設計即Reliabili

17、tyDesign并行設計即ConcurrentDesign虛擬設計即VirtualDesign參數(shù)化設計即ParameterizationDesign智能設計即IntelligentDesign分形設計即FractalDesign等。以動態(tài)代替靜態(tài)－以機器結構動力學計算代替結構靜力學計算以實時在線檢測數(shù)據(jù)代替固定數(shù)據(jù)來作為評價依據(jù)等。以并行設計代替串行設計－并行設計(concurrentdesignorconcurrentenginee

18、ring)是一種面向整個“產(chǎn)品生命周期”的一體化設計過程在設計階段就從總體上并行的綜合考量其整個“生命周期”中功能結構、工藝規(guī)劃、可制造性、可裝配性、可測試性、可維修性、可靠性等多方面的要求和相互關系避免串行設計中可能發(fā)展的干涉和返工從而快速開發(fā)出質優(yōu)、價廉、低能耗的產(chǎn)品。以微觀代替宏觀－以斷裂力學理論處理零件材料本身微觀裂紋擴展引起的低應力脆斷現(xiàn)象建立以損傷容限為設計判據(jù)的設計方法以及潤滑理論中的微納米摩擦學等。比如在給學生講解齒輪傳

19、動的同時可以穿插關于渦旋型線優(yōu)化設計的知識渦旋型線由Cruex發(fā)明而目前國內外對渦旋型線設計理論的研究其出發(fā)點都是對于給定的型線數(shù)學模型在研究其嚙合特性和介質壓縮機理的基礎上進行改進、修型和參數(shù)優(yōu)化以獲得性能良好的渦旋型線[3]。但由于受渦旋型線數(shù)學模型固有特性的限制不能對表征渦旋型線本質特征的根本因素－渦旋型線的形函數(shù)本身進行優(yōu)選以獲得性能最優(yōu)的渦旋型線。因此研究渦旋型線應具有怎樣的函數(shù)特性該函數(shù)的數(shù)學模型如何表達該數(shù)學模型表征的幾何

20、曲線具有怎樣的嚙合特性和介質壓縮機理以及如何對該幾何曲線進行形狀優(yōu)化等根本問題對于建立渦旋通用型線的完整理論并根據(jù)需要構造出各種具有最佳性能的渦旋型線具有重大的理論意義和工業(yè)應用價值同時對以型腔容積變化為工作原理的機械和通過共軛曲線進行傳動的傳動裝置的廓線理論研究的深入發(fā)展也具有重要的推動作用。3引入TRIZ創(chuàng)新理論提高學生創(chuàng)新能力江澤民同志曾講過:“創(chuàng)新是一個民族進步的靈魂是國家興旺發(fā)達的不竭動力”21世紀是知識經(jīng)濟時代國際間的競爭將

21、主要體現(xiàn)為以知識經(jīng)濟為核心的綜合國力的競爭而以知識經(jīng)濟為核心的綜合國力的關鍵是一個國家的科技創(chuàng)新能力[2]。而TRIZ理論是促進創(chuàng)新能力提高的一種很好的理論和方法。TRIZ是俄文теориирешенияизобретательскихзадач的英文音譯TeoriyaResheniyaIzobreatatelskikhZadatch的縮寫其英文全稱是TheoryoftheSolutionofInventiveProblems(發(fā)明問題

22、解決理論)TRIZ是基于知識的、面向人的發(fā)明問題解決系統(tǒng)化方法學。TRIZ由一位俄國學者阿利赫舒列爾(G.S.Altshuller又譯根里奇阿奇舒勒)及他的同事于1946年最先提出最初是從二十萬份專利中取出符合要求的四萬份作為各種發(fā)明問題的最有效的解。他們從這些最有效的解中抽象出了TRIZ解決發(fā)明問題的基本方法這些方法又可以普遍的適用于新出現(xiàn)的發(fā)明問題協(xié)助人們獲得這些發(fā)明問題的最有效的解。現(xiàn)在國際上已經(jīng)對超過250萬項出色的專利進行過研

23、究并大大充實了TRIZ的理論和方法體系。有的公司根據(jù)TRIZ和專利的數(shù)據(jù)庫創(chuàng)造出計算機輔助創(chuàng)新系統(tǒng)使發(fā)明創(chuàng)新的自動化初現(xiàn)曙光。在上課是時候我都是鼓勵學生增強學生的創(chuàng)新的信念和信心。可以說每個學生都是一個發(fā)明家TRIZ更多的是一種思想或者方法引入TRIZ理論到《機械設計》的教學學生可以通過大量的習題來掌握它或給學生布置一個關于TRIZ理論的小論文作業(yè)來提高學生的自主創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。在《機械設計》的教學中通過引入新型創(chuàng)新方法提高學生學習

24、的興趣拓展學生對傳統(tǒng)設計方法認識的視野從而提高學生的綜合專業(yè)素養(yǎng)。4結論從機械設計課程教學中引入現(xiàn)代創(chuàng)新設計方法在學生們掌握傳統(tǒng)機械設計方法的同時也了解現(xiàn)代設計方法的發(fā)展同時引入創(chuàng)新設計提高學生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維的發(fā)展從而調動學生的學習興趣培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力為后續(xù)參加創(chuàng)新設計大賽打下良好的基礎。參考文獻[1]濮良貴.機械設計.北京:中國高等教育出版社.[2]劉夫云.機械設計課程教學內容改革初探.重慶工學院學報2007.機械設計課程教學改

25、革引入創(chuàng)新設計方法的幾點思考王立存徐元王旭東李軍黃勇剛(重慶工商大學機械工程學院重慶400067)摘要:《機械設計》是機械類專業(yè)的專業(yè)基礎課對于培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新能力起著十分重要的作用它要求學生不僅要掌握扎實的理論知識還要具備將所學知識應用到實踐中去的能力。因此如何提高課堂教學效果、培養(yǎng)學生解決實際工程問題的能力就顯得非常重要。本文主要從機械設計課程教學中引入現(xiàn)代設計方法和創(chuàng)新設計概念對機械設計課程教學改革做以初探。關鍵詞:機械設