夜一、求机械设计论文。。。拜托了各位 谢谢
浅论应用ＣＡＤ技术的现代机械设计摘要：在机械设计中引入CAD技术,可以解决机械企业中重复性设计多、信息资源利用率低的难题,缩短产品开发周期,具有巨大的经济效益和应用前景。关键词：机械设计；CAD技术 1 CAD技术的发展 CAD(Computer Aided Design)是计算机辅助设计的英文缩写，是利用计算机强大的图形处理能力和数值计算能力，辅助工程技术人员进行工程或产品的设计与分析，达到理想的目的，并取得创新成果的一种技术。自1950年计算机辅助设计（CAD）技术诞生以来，已广泛地应用于机械、电子、建筑、化工、航空航天以及能源交通等领域，产品的设计效率飞速地提高。现已将计算机辅助制造技术（Com-puter Aided Manufacturing，CAM）和产品数据管理技术（Product Data Management，PDM）及计算机集成制造系统（Computer Itegrated manufacturing system，CIMS）集于一体。产品设计是决定产品命运的研究，也是最重要的环节，产品的设计工作决定着产品75%的成本。目前，CAD系统已由最初的仅具数值计算和图形处理功能的CAD系统发展成为结合人工智能技术的智能CAD系统（ICAD）(Intelligent CAD)。21世纪，ICAD技术将具备新的特征和发展方向，以提高新时代制造业对市场变化和小批量、多品种要求的迅速响应能力。以智能CAD（ICAD）为代表的现代设计技术、智能活动是由设计专家系统完成。这种系统能够模拟某一领域内专家设计的过程，采用单一知识领域的符号推理技术，解决单一领域内的特定问题。该系统把人工智能技术和优化、有限元、计算机绘图等技术结合起来，尽可能多地使计算机参与方案决策、性能分析等常规设计过程，借助计算机的支持，设计效率有了大大地提高。 2三维CAD技术在机械设计中的优点通过实际应用三维CAD系统软件,笔者体会到三维CAD系统软件比二维CAD在机械设计过程中具有更大的优势,具体表现在以下几点: 2.1零件设计更加方便使用三维CAD系统,可以装配环境中设计新零件,也可以利用相邻零件的位置及形状来设计新零件,既方便又快捷,避免了单独设计零件导致装配的失败。资源查找器中的零件回放还可以把零件造型的过程通过动画演示出来,使人一目了然。 2.2装配零件更加直观在装配过程中,资源查找器中的装配路径查找器记录了零件之间的装配关系,若装配不正确即予以显示,另外,零件还可以隐藏,在隐藏了外部零件的时候,可清楚地看到内部的装配结构。整个机器装配模型完成后还能进行运动演示,对于有一定运动行程要求的,可检验行程是否达到要求,及时对设计进行更改,避免了产品生产后才发现需要修改甚至报废。 2.3缩短了机械设计周期采用三维CAD技术,机械设计时间缩短了近1/3,大幅度地提高了设计和生产效率。在用三维CAD系统进行新机械的开发设计时,只需对其中部分零部件进行重新设计和制造,而大部分零部件的设计都将继承以往的信息,使机械设计的效率提高了3~5倍。同时,三维CAD系统具有高度变型设计能力,能够通过快速重构,得到一种全新的机械产品。 2.4提高机械产品的技术含量和质量由于机械产品与信息技术相融合,同时采用CAD CIMS组织生产,机械产品设计有了新发展。三维CAD技术采用先进的设计方法,如优化、有限元受力分析、产品的虚拟设计、运动方针和优化设计等,保证了产品的设计质量。同时,大型企业数控加工手段完善,再采用CAD/CAPP/CAM进行机械零件加工,一致性很好,保证了产品的质量。 3 CAD技术在机械设计中的应用 3.1零件与装配图的实体生成 3.1.1零件的实体建模。CAD的三维建模方法有三种,即线框模型、表面模型和实体模型。在许多具有实体建模功能的CAD软件中,都有一些基本体系。如在AutoCAD的三维实体造型模块中,系统提供了六种基本体系,即立方体、球体、圆柱体、圆锥体、环状体和楔形体。对简单的零件,可通过对其进行结构分析,将其分解成若干基本体,对基本体进行三维实体造型,之后再对其进行交、并、差等布尔运算,便可得出零件的三维实体模型。对于有些复杂的零件,往往难以分解成若干个基本体,使组合或分解后产生的基本体过多,导致成型困难。所以,仅有基本体系还不能完全满足机器零件三维实体造型的要求。为此,可在二维几何元素构造中先定义零件的截面轮廓,然后在三维实体造型中通过拉伸或旋转得到新的“基本体”,进而通过交、并、差等得到所需要零件的三维实体造型。 3.1.2实体装配图的生成。在零件实体构造完成后,利用机器运动分析过程中的资料,在运动的某一位置,按各零件所在的坐标进行“装配”,这一过程可用CAD软件的三维编辑功能实现。 3.2模具CAD/CAM的集成制造随着科学技术的不断发展,制造行业的生产技术不断提高,从普通机床到数控机床和加工中心,从人工设计和制图到CAD/CAM/CAE,制造业正向数字化和计算机化方向发展。同时,模具CAD/CAM技术、模具激光快速成型技术(RPM)等,几乎覆盖了整个现代制造技术。一个完整的CAD/CAM软件系统是由多个功能模块组成的。如三维绘图、图形编辑、曲面造型、仿真模拟、数控加工、有限元分析、动态显示等。这些模块应以工程数据库为基础,进行统一管理,而实体造型是工程数据的主要来源之一。 3.3机械CAE软件的应用机械CAE系统的主要功能是:工程数值分析、结构优化设计、强度设计评价与寿命预估、动力学/运动学仿真等。CAD技术在解决造型问题后,才能由CAE解决设计的合理性、强度、刚度、寿命、材料、结构合理性、运动特性、干涉、碰撞问题和动态特性等。 4 CAD前沿技术与发展趋势 4.1图形交互技术 CAD软件是产品创新的工具,务求易学好用,得心应手。一个友好的、智能化的工作环境可以开拓设计师的思路，解放大脑，让他把精力集中到创造性的工作中。因此,智能化图标菜单、“拖放式”造型、动态导航器等一系列人性化的功能，为设计师提供了方便。此外，笔输入法草图识别、语言识别和特征手势建模等新技术也正在研究之中。 4.2智能CAD技术 CAD/CAM系统应用逐步深入,逐渐提出智能化需求.设计是一个含有高度智能的人类创造性活动。智能CAD/CAM是发展的必然方向。智能设计在运用知识化、信息化的基础上，建立基于知识的设计仓库,及时准确地向设计师提供产品开发所需的知识和帮助,智能地支持设计人员，同时捕获和理解设计人员意图、自动检测失误，回答问题、提出建议方案等。并具有推理功能,使设计新手也能做出好的设计来,现代设计的核心是创新设计,人们正试图把创新技法和人工智能技术相结合应用到CAD技术中,用智能设计、智能制造系统去创造性指导解决新产品、新工程和新系统的设计制造,这样才能使我们的产品、工程和系统有创造性。 4.3虚拟现实技术虚拟现实技术在CAD中已开始应用,设计人员在虚拟世界中创造新产品,可以从人机工程学角度检查设计效果,可直接操作模拟对象,检验操作是否舒适、方便,及早发现产品结构空间布局中的干涉和运动机构的碰撞等问题,及早看到新产品的外形,从多方面评价所设计的产品.虚拟产品建模就是指建立产品虚拟原理或虚拟样机的过程.虚拟制造用虚拟原型取代物理原型进行加工、测试、仿真和分析,以评价其性能,可制造性、可装配性、可维护性和成本、外观等,基于虚拟样机的试验仿真分析,可以在真实产品制造之前发现并解决问题,从而降低产品成本.虚拟制造、虚拟工厂、动态企业联盟将成为CAD技术在电子商务时代继续发展的一个重要方向.另外,随着协同技术、网络技术、概念设计面向产品的整个生命周期设计理论和技术的成熟和发展,利用基于网络的CAD/CAPP/CAM/PDM/ERP集成技术,实现真正的全数字化设计和制造,已成为机械设计制造业的发展趋势。参考文献 [1]黄森彬主编.机械设计基础.高等教育出版社. [2]荣涵锐.新编机械设计CAD技术基础〔M〕.北京:机械工业出版社,2002. [3]徐平,虚拟现实技术研究,文秘杂烩网 http://www.rrrwm.com 2009.8.31. [4]葛海霞,刘村.AutoCAD2004/2005辅助设计[M].上海:上海科学普及出版社,2004. [5]秦志峰,齐月静,胡仁喜,等.AutoCAD2005机械设计及实例解析[M].北京:机械出版社,2005.
二、人机工程学的研究及其对于各设计学科的作用
人因工程学算是一门管理科学。早前，它有个名字叫工效学、人体工学或人因学；这门学科在中国落户也有些年了，但是在实际应用中，我觉得这门科学却仅仅停留在一个“口号”，或者说是“形式”上，并没有得到很完美地体现。
人因工程学其实是一门重要的工程技术学科，是管理科学中工业工程专业的一个分支。它研究的是人、机器、环境的相互作用以及合理结合；使设计的机器和环境系统适合人的生理、心理等特点，达到在生产中提高效率、安全、健康和舒适目的的一门学科。但是，在中国，一切涉及精神面层次的东西，怎么说呢？我想应该是六七十年代破四旧时的惯性吧，很多人会认为这纯粹是在扯淡，没事儿瞎闲着。
大学毕业的时候，我有个很要好的朋友就是以人因工程学研究做论文题目的，他的导师是美国伯克利大学博士，以前教我们《反应堆分析》。欧美国家研究人和机器、环境之间的关联起步要比我们早，当时他阐述完他的观点后，在座的很多土教授(那时候，我们把没留过洋的教授都称作土教授，呃，有点儿类似“洋芋”和“土豆”的区别。)都纷纷提出自己的质疑：我们那个年代，坐硬板凳上干工作很有激情啊？现在坐上真皮沙发了，反而上班打瞌睡，工作没心情了……既然这样，我们为什么还要想方设法地去要求这些物质享受呢？——很朴素的唯物主义思想！
真的，人因工程学因为它存在的特殊性，它侧重于研究人对环境的精神认知，侧重于研究环境施加给人的物理影响，是一个相当边缘化的学科，它的发展打破了我们对本身熟知的学科之间的界限，融合了个学科的相关理论，其综合性是不言而喻的，这导致了这门学科命名的多样化，学科本身定义也不统一，边界模糊；但是无可否认，这门学科的应用范围却是相当广泛的，而且它的一些观点，是必须得到我们做工程的，特别是管理人员的重视！
人因工程学的研究内容主要包含了关于人的行为方式、工作能力、作业限制，如照明、噪声、微气候等环境因素、所适用设备对人的生理心理及作业效率的影响。
这样一说，很多经常工作在现场的同学们或许就清楚了：比如在锅炉厂房附近，噪声的影响有时候能让人有一种暴起伤人的感觉！电厂运行前有一道吹管的工序，经历过的同学们肯定都会印象深刻，那刺耳的尖叫声能让人心烦意乱。记得有一次，电厂吹管之后，附近农民家的母鸡不下蛋了，组织了一大帮人把电厂门给堵起来，不让工人们进厂上班，那时候，有好多人都是靠翻墙进去的，不少人没少被围观的农民踢屁股。或许你会说，这些类似笑话的事情，怎么会影响到工程的建设呢？直接的影响或许真的没有，但是，发生这样的事情之后，工人们的心理或者就不能说是很正常了吧？上班的时候互相调笑说某某某早上进门的时候被踢了屁股，或者某某某翻墙的时候摔了个狗吃屎……在这样的环境下，工程质量、工业安全都是得不到必要的保障的！如此一来，工程建设就会受到很大的影响，而这类影响或者说应该是潜在的，它存在一个未知的触发条件，一旦这种潜在衍变成现实，那将酿成多大的灾难，这是无法评估的！
在河源现场的时候，我就听说过那些德国佬做技术指导的时候，只要知道现场作业采用的是软爬梯，他们就是死也不会上去的。为什么呢？这其实是一个动量守恒的问题，因为人在爬梯子的时候，手和脚对梯子施加的力不完全是竖直方向的，而即便水平方向上的分力很小，在爬了一段绳梯之后，绳子都会摆动得相当厉害！在加上烟道防腐作业的时候，因为有些树脂挥发物是有毒的，带上猪嘴面具之后，过不了多久就会觉得气闷，然后就是一种乏力的感觉。在德国的工业标准里，是严禁采用绳梯的！可是在中国，如果你爬着爬着“熄火”了，很多工友就会说这小子“虚”了；中国文化博大精深，而多数男同胞听到这样的评价后，也都会为了脸面而继续干，这其实就是一种隐患，属于潜在风险类的，但在中国现场，我还没听说过有把这些细微处纳入明细化管理的苗头。
还有一个问题：在医院，特别是急症科的手术室里，医生和护士都穿着浅绿色的衣服，有很多人就问了，不是说护士都是白衣天使么？为什么在跟手术的时候却穿绿衣服？我在百度上搜索了很多次，发现好多朋友都想当然地认为绿色代表生命，象征万物复苏，怎么说呢？这样的回答也可以算是对的，但是并没有说到点子上，其实这也隐含了一个人因工程学原理：手术的时候，医生的视线总是停留在鲜红的血迹上，时间久了之后，视觉神经就会因为疲劳而产生自我调节，用一种补色来填补这种视差。如果这时候医生回头，或者偶尔把视线转移到同伴的白色大褂上时，就会看到斑斑点点的“绿色血迹”，使视觉产生错乱而影响手术；所以，手术室里的医生、护士穿浅绿色的大褂的根本原因是为了减轻视觉疲劳，从而保证手术能更好地进行。
人因，确实是一个能够影响到工程建设的至关重要的因素！由人为因素导致的事故在工程建设中也屡见不鲜，比如，用PSA程序，我们可以计算出核电站发生堆芯熔化事故的概率在千万分之一每堆每年，而发生放射性泄漏的几率比堆芯熔化还要小一个数量级！就拿山东核电的AP1000来说，理论上堆芯熔化事故概率是五百八十八万分之一〖1.7×10^(-7)/堆年〗，放射性泄漏的概率为五千五百五十五万分之一〖1.8×10^(-8)/堆年〗！
但是，1979年3月28日发生在美国宾夕法尼亚州三哩岛核电站的那场事故，却把堆芯熔化和放射性泄漏都占齐了；从1942年12月2日世界上第一台反应堆点火，到1979年3月28日，仅仅37年！如果从三哩岛核电站本身算起，它的堆芯熔化概率将比这个数据更大：＞1/37！这和我们理论上得出的千万分之一、一亿分之一相差是那么的大，为什么会这样呢？很多人都说，理论嘛，毕竟是书本上的东西，和实际情况肯定是有出入噻；他们也由此怀疑理论，甚至更进一步把这当作经验，这是中国施工现场存在的普遍情况！但事实上，由于人因引发的事故在概率学上是一个未知数，我们不知道具体谁会犯错，在什么时间犯错，犯多大的错，所以，PSA给出的概率是扣除了人因概率的。
这也恰恰反映了人因在工程实践上的重要性！比如核电站的操作员，他们都是配备了心理医生的，这样做的主要目的就是为了给工作在重要岗位上的人员舒缓心理压力；但是，往往在这个方面，中国人都会存在一种偏见：认为看心理医生是一种有精神病的象征，而我们有时候骂人也说别人神经病(精神病)之类的；所以，也有很多工作在重要岗位上的人会拒绝这样的工作方式，从一个大的环境来说，这是不应该的，或者说在国内主流意识上是应该改正的。就像很多女同学不肯进妇科医院一样：在中国，妇科和女科是合并在一块儿的，进妇科看病有时候反而会给女同学们一些心理压力。
人因工程学的研究对象广泛而用途颇大，要做好一个工程，特别是我们即将进入的涉核领域，我们的管理人员就必须对这门学科有一定地研究。
比如说，我们很多搞采购专业的，他们普遍会认为同等产品，国产的会劣于进口的，所以在做设备配套的时候，多数人会选择进口产品。但是有一点，国外的设计人员是针对他们本国人民的普遍要求设计的：一个很简单的例子，你在日本买一个电器，拿到中国来就不一定能用，因为日本的家用电压是110V，频率为60Hz，这和中国不同。又比如，俄国人的设备都很耐用，但是，俄国人的平均身高比中国人高，所以一些设备仪器的操作工位就相对比较高，拿到中国来，我们甚至都不能操作！——这是从设计上来看人因工程学：我们的设计必须符合现场工作人员的要求，这些要求或许不是现场工作人员提出来的，但是却是一些常识性又容易被忽略的东西，设计人员如果没有这样精雕细琢的思路，就会被现场工作人员指责，甚至是谩骂。
而在工程上，人因工程学就集中体现在现场管理了，人员要培训，工作的时候尽量做到以老带新，而且上级下达任务的时候一定要明确。这一点上其实我觉得国内多数核电站做得就欠妥，因为参与实际工作的工人学历一般不高，而在核电站里下达命令的时候又都用KKS码或自己的一套拼音文字编码，这对现场工作的工人其实是一个很大的困难，曾经就有人因为对错了编码而错误地截断了一条正在工作的管路，最终酿成了事故。如果说当时在给工人下达指令的时候配备一份中文说明，用汉字语言来重复描述一遍工作的具体地点，那么，那个事故应该就是可以避免的！
有一次，一个高级工程师，在面对一个可能引发严重事故的诱因的时候没有果断地下达指令去处理，而是害怕承担事故责任去查找应急程序文件，耽搁了阻止事态扩大的宝贵时机，结果给电站造成了巨额的损失。从程序上说，这个高工没有任何错误，但是，怎么说呢？当时他们单位私底下很多员工都说这位高工能力不行。做工程，人为因素带来的祸端是不可避免的，我们最多只能做到尽量避免！在工作当中，我们也不应该害怕出错，俗话说得好：小错不断，大错不犯！我们只有积累了必要的应对事故的经验，才能在面临事情的时候做到从容，犯错并不可怕，可怕的也不是不知悔改，而是在面临错误的时候惊惶失措、进退失据。
不知道有人注意到这个情况没：就是通常在一个工地上，现场施工的工人多数是来自同一个地方，很少有南北混杂的队伍出现。其实，对于老乡来说，他们说话的口音、平常做事的习惯、手势等都是接近的，《三字经》里就说过，人之初，性本善，性相近，习相远。如果把来自天南海北的工人混在一起干活，先不说可能会因习俗而导致的矛盾，就是说话，传递消息、指令的时候都会出现误差。我曾经在河源工地上碰到杭州顺豪橡胶工程有限公司的人，也曾经很“荣幸”地和他们的工人共事过，杭州人说话的时候没有介音，怎么说呢？比如说“警察抓小偷”，他们会读成“警察扎小偷”；记得有一次那个杭州人叫我帮他把胶水刷到橡胶皮上，他就是这样说的：“小王，你把那橡胶板‘杀’了！”我当时就傻了，转身就开始找刀。因为我开始看见他用美工刀在割胶皮嘛，相当奇怪，他完全可以说割的嘛，为什么要说“杀”了？他看到我在找刀，叹了口气说，“唉，你们这些年轻人，什么东西都不会！”于是就取出刷子开始刷胶板，一边刷还一边教我说：“看见没？要这么‘杀’！”；还有一次他叫我去搬短管，就是工地上那些很短，长不过50厘米的衬胶管道，他说：“小王，你去把那些胆管搬过来。”我也很纳闷，在工地呆了一年多，没听过有“胆管”这一说法啊？直到后来他自己去搬了几根，我才晓得，不过幸好两次事件让我想到了他们杭州普通话都不带介音，要不我还真差点理解错了，把50厘米左右的衬胶管道当作“胆管”，我当时还歪着身子记了好久“胆管”的形状。
人因工程学发展到现在，它所包含的内容已经含概了微气候环境(即人体舒适性与微气候的关系、高低温作业环境对人的影响、微气候环境标准及改善)、照明环境、噪声环境、色彩环境、空气环境、感觉(心理物理学、感觉生理学、视觉、听觉、其他感觉)、知觉、注意与记忆(认知心理学)、人的信息处理系统(反应时间与运动时间)、体力劳动负荷与工作疲劳、人体测量学、作业空间设计、人机系统设计、人机界面设计等在内的多学科综合。
所以，人因工程学是一门我们从工程设计、工程建设到项目投运都不得不加以重视的学科！
三、谁是人机工程学的奠基人和创始人
亨利·德雷夫斯（Henry Dreyfess，1903-1972），他是人机工程学的奠基者和创始人。德雷夫斯起初是做舞台设计工作的，1929年他建立了自己的工业设计事务所。他1930年开始与贝尔公司合作，德雷夫斯坚持设计工业产品应该考虑的是高度舒适的功能性。
提出了“从内到外（from the inside out）”的设计原则，贝尔公司开始认为这种方式会使电话看来过于机械化，但经过他的反复论证，公司同意按照他的方式设计电话机。这以后德雷夫斯的一生都与贝尔电话公司有结缘，他是影响现代电话形式的最重要设计师。
扩展资料
发展进步：
德雷夫斯的人机工程学的其它研究成果是在1955年以来他为约翰·迪尔公司开发的一系列农用机械中，这些设计围绕建立舒适的、以人机学计算为基础的驾驶工作条件这一中心，特点是外型简练，其中与人相关的部件设计合乎人体舒适的基本要求，这是工业设计的一个非常重要的进步与发展。
德雷夫斯的设计信念是设计必须符合人体的基本要求，他认为适应于人的机器才是最有效率的机器。经过多年研究，总结出有关人体的数据以及人体的比例及功能，德雷夫斯成为最早把人机工程学系统运用在设计过程中的一个设计家。
参考资料来源：百度百科——人机工学
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