机械系统动态设计的相关因素与特性分析

制造行业的企业在新形势下面临着持续多变和不可完全预测的全球化市场竞争。竞争的核心是以知识为基础的新产品的竞争。有学者指出为了提高竞争力，企业必须解决好产品的T、Q、S、C、E难题，即以最快上市速度T（Time of Market）、最好的质量Q（Quality）、最优的服务S（Service）、最低的成本C（Cost）及最清洁的环境E（Environment）来满足顾客的不同需求和社会可持续发展的要求。对机械制造业来说，要解决产品的T、Q、S、C、E问题，产品的设计理论、方法及过程显得极为重要。对于现代的复杂机械系统来说，其设计原理方案及方法的好坏将直接决定产品的基本性能，影响产品的T、Q、S、C、E。

现代设计方法学的内容很多，如创造性设计方法、系统分析方法、可靠性设计方法、有限元分析法、优化设计方法、计算机辅助设计、虚拟设计等。机械系统动态设计就是在传统设计方法的基础上对这些现代设计方法的综合应用。机械系统动态设计过程应用的相关技术因素如图1.5-1所示。

图1.5-1 机械系统动态设计过程的相关因素(www.xing528.com)

机械系统的设计已不能只用静态的经典方法，而必须考虑其动态特性，即系统由一个稳态过渡到另一个新的稳态的过程的特性。

机械系统动态设计是在经验的、感性的、类比的基础上，把设计上升到更科学的、更逻辑的设计方法。它在稳定分析的基础上考虑多变量动态特性，以广义优化为目标且运用现代设计工具（如计算机辅助设计）进行设计与分析。具体来讲，机械系统动态设计就是按照用户对产品提出的动态性能要求，根据机械产品的动态载荷工况，以及环境对产品提出的要求等求出机械产品的动态特性参数，建立对象的动态数学模型，进而求解数学模型。

机械系统动态设计是在传统设计方法的基础上，不断吸收现代理论、现代方法，运用最新技术，结合相邻学科领域最新成熟技术而逐渐发展起来的。所以不应把动态设计方法与传统设计方法对立和割裂。特别是在使用动态设计时的机械系统模型就能得到预测和优化。