计算机辅助产品设计:概念设计与流程解析

0 下载量 125 浏览量 更新于2024-06-29 收藏 1.44MB PPT 举报
"计算机辅助产品设计的方法优秀文档.ppt" 计算机辅助产品设计(CAD,Computer-Aided Design)是现代设计领域中的重要工具,它结合了计算机科学与工程的专业技术,利用计算机系统协助工程师和设计师完成设计工作。在设计过程中,CAD能够有效地处理重复性任务、复杂的计算,并提供可视化技术,提高设计效率和质量。 第三章主要介绍了计算机辅助设计的各个方面,包括设计过程的概述、计算机辅助设计过程的分析、计算机辅助概念设计以及相关的关键技术和美学设计。 首先,计算机辅助设计过程是一个系统化的流程,通常分为五个阶段:任务规划阶段,涉及需求分析、可行性研究和任务定义;概念设计阶段,构建设计模型,确定设计方案并进行评审;结构设计阶段,进行草图设计、分析计算和优化;详细设计阶段,绘制技术图纸,制定工艺流程,进行性能测试;最后是定型生产阶段,包括设计定型、生产规划和制造。 计算机辅助概念设计是设计的核心环节,约占产品设计的60%~70%,在这个阶段,设计师从用户需求出发,生成概念产品,这是一个从抽象到具体,从模糊到清晰的过程。概念设计过程可以模型化为D={I, P, Q, O, Φ},其中包含需求、过程、输出、优化条件等要素。这一阶段具有高自由度、大创新空间,但决策风险也较大,因为它对产品的最终价值有着决定性的影响。 在计算机辅助概念设计中,使用计算机技术能够模拟人类的创新思维,支持决策过程,帮助设计师快速探索和评估各种可能的概念,缩短设计周期,降低成本。关键技术包括基于知识的创新设计,这涉及知识库的建立、推理机制和人工智能算法,以及美学设计的应用,确保产品不仅功能完善,而且具有良好的视觉吸引力和用户体验。 计算机辅助产品设计方法通过集成技术与人的智慧,推动了设计过程的科学化、合理化,提高了设计效率和产品的竞争力。通过深入理解和应用这些方法,工程师和设计师能够更好地应对复杂的设计挑战,创造出更具创新性和市场潜力的产品。
2023-05-28 上传
计算机辅助产品设计方法 概述 设计 设计者根据生产和生活的需要,通过思维、规则、分析和决策过程,最终把设想变为现实的技术方案。 本质 创新 过程 创造性思维过程 目的 寻求满足用户需求的最佳方案 概述 A 探讨计算机应用的必要性 B 研究产品概念设计的创新 C 产品设计的可变性继承性 D 可视化技术等CAD相关技术 研究计算机辅助产品设计方法 1、计算机辅助设计过程分析 需求分析 可行性论证 制定任务书 任务规划阶段 实质:功能原理 设计 确定设计方案 概念设计阶段 结构草图设计 确定装配草图 结构设计阶段 零部件设计 实验、改进 绘制技术图样 详细设计阶段 用户试用 设计定型 投入生产 定型生产阶段 计算机应用的可行性 设计过程符合计算机系统化、程式化工作性质。 设计类型 任 务 性 质 功能设计 布局设计 参数设计 公差设计 任务所占比重 新设计 适应性设计 参数化设计 1、计算机辅助设计过程分析 产品结构功能设计阶段 1、计算机辅助设计过程分析 产品工艺过程设计阶段 产品加工制造阶段 新设计比重很小 人工效率低、工作繁琐 加工停留时间短,流通时间长 计算机应用的必要性 概念设计定义 在确定任务后,通过抽象化,拟定功能结构,寻求适当的作用原理及其组合等,确定出基本求解途径,得出求解方案的设计工作。 新产品设计 创新 产品概念 设计过程的早期阶段 2、计算机辅助概念设计 关键技术 原理方案设计技术 —— 关键 概念设计建模技术 —— 核心 设计创新技术 并行和协同概念设计技术 基于设计目标和知识的原理方案求解 产品模型和过程模型的建立方法 研究创新技法 1、产品功能、原理、结构等 2、制造、成本等 3、设计师间的协作 2、计算机辅助概念设计 产品除了满足人们的使用功能要求外,还要适应使用者的美学感觉,满足人们的心理需求。 产品的造型、质感、色彩等给人的感官感受常常会起到出人意料的作用。 2、计算机辅助概念设计 美学设计 美学设计 产品造 型设计 材质 色彩 形态 2、计算机辅助概念设计 美学设计 形态 任何设计最终都将物化为形态, 是人们认识、使用产品的根本。 是产品设计借以表达思想感情、传递信息,以及满足人们的视觉评价、使用需求的重要媒介之一。 2、计算机辅助概念设计 美学设计 形态 形态美的基本美学原则: 1、比例与尺度 2、均衡与稳定 3、统一与变化 2、计算机辅助概念设计 美学设计 色彩 通过色彩显示产品功能 首要任务 A 色彩配合应有色彩主调 B 创造使用中的和谐 C 创造性的合理体现光、影、色的关系 D 专注于颜色肌理,处理好颜色与材质肌理的关系 2、计算机辅助概念设计 美学设计 色彩 机械类产品的色彩主调往往是蓝色 医疗器械产品的色彩主调是白色或纯度比较低的蓝色、紫色和灰色调 矿山机械则是以黄色调为主等 2、计算机辅助概念设计 美学设计 在产品造型处理上,要体现构成产品的材料本身所特有的合理的美学元素,体现材料运用的科学性和生产工艺的先进性,求得外观造型中形、色、质的完美统一。 材质 材料属性 加工工艺 要求吻合 体现美感 2、计算机辅助概念设计 为了快速响应市场和用户对新产品的需求,必须尽量缩短新产品的研制周期,最大限度的利用已有设计成果,修改不合要求的部分是最快速、最有针对性的方法。 3、参数化设计和模块化设计 参数化、变量化、模块化设计 参数化设计 尺寸驱动的几何模型为基础 3、参数化设计和模块化设计 变量化设计 模块化设计 可更改尺寸约束 可更改尺寸约 束和拓扑关系 对产品进行功能分析的基础上,划分并设计出一系列相对通用的功能模块,通过模块的选择和组合可以构成不同功能或相同功能不同性能、不同规格的产品。 4、产品设计的可视化技术 可视化技术 CAD/CAM系统 概念设计 详细设计 工程分析 数据、信息管理 加工控制管理 …… 概念图形显示 结构、装配关系图形描述 网格模型显示 应力应变图形等 模拟仿真动画 数控轨迹输出 加工模拟过程 数据显示 CAD软件提供了曲面造型、色彩、光照渲染等可视化技术。 4、产品设计的可视化技术 CAD软件提供了曲面造型、色彩、光照渲染等可视化技术。 4、产品设计的可视化技术 CAD软件提供了曲面造型、色彩、光照渲染等可视化技术。 4、产品设计的可视化技术 CAD软件提供了曲面造型、色彩、光照渲染等可视化技术。 4、产品设计的可视化技术 5、创意产品和产品概念设计实例 表面上看完全就是一个木块,实际上它确实由一张张便签纸组成。当你撕下一张写起来很有质感的便签纸后,它仍然还能够保持一块木头的感觉。 这款路由器被做成花瓶的样子,不仅提供有普通路由器的全部功能(一排接线口就在花瓶上),而且造型美观还可以当作花瓶来使用,插上喜欢的花瞬间给书房平添一抹亮色,既实用又不失情趣。 这张桌子