機(jī)械工程設(shè)計選材基礎(chǔ)知識-中文翻譯
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中文譯文機(jī)械工程設(shè)計選材基礎(chǔ)知識 摘要本文致力于研究對各種材料選擇的電腦化系統(tǒng)發(fā)展。并對以基礎(chǔ)知識的系統(tǒng)在并行工程環(huán)境(KBS)的重要性進(jìn)行了解釋。KBS 的研究在材料選擇方面由一個工程設(shè)計過程來描述。材料數(shù)據(jù)庫的發(fā)展,和選材服務(wù),也被討論到了。在材料選擇 KBS 和使用中的聚合物基復(fù)合材料領(lǐng)域的應(yīng)用是選材典型的例子。2001年由 Else-vier 科學(xué)有限公司出版。 1. 簡介 材料選擇通常是設(shè)計和材料工程師一項(xiàng)任務(wù)。加特里奇和水人[1]中是這樣描述選擇材料的:經(jīng)過適當(dāng)?shù)闹圃鞓I(yè)務(wù),將有尺寸,形狀和性能的產(chǎn)品或組件要以最低的成本展示其規(guī)定功能的材料選擇的目標(biāo)。對于選材的目的,成千上萬的數(shù)據(jù)將需要所有的材料的特性。許多選擇系統(tǒng)可以幫助設(shè)計工程師選擇最合適的材料。在最基本的層面上,設(shè)計工程師可利用材料性能數(shù)據(jù)手冊表。但是,數(shù)據(jù)表是不完整的,一旦公布,他們是難以更新。多德和范福[2]描述了有關(guān)工程材料的資料,可分為兩大類,即數(shù)據(jù)和知識的分歧。數(shù)據(jù)被定義為測量的結(jié)果,而信息代表之間的數(shù)據(jù),在這方面的知識,這有助于對結(jié)果的認(rèn)識源項(xiàng)目的連接。無論是計算機(jī)化的數(shù)據(jù)庫和材料選擇的 KBS 將在以下各節(jié)描述。 2. 針對對材料選擇的材料數(shù)據(jù)庫 2.1 支持這一假設(shè)的數(shù)據(jù)和嚴(yán)密的邏輯近年來,關(guān)注正在面向計算機(jī)系統(tǒng)來存儲和處理數(shù)據(jù)的有關(guān)材料的性能。它使得設(shè)計者能夠在實(shí)現(xiàn)大容量和快速的從一個計算機(jī)數(shù)據(jù)庫里檢索到資料數(shù)據(jù)。據(jù)普拉薩德[3],材料是在列舉部分產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)過程的共同要素。如今,設(shè)計工程師通常依賴于材料,他們所熟悉的。然而,當(dāng)超過設(shè)計要求這些材料的限制或超過材料特性的限制,并行工程團(tuán)隊(duì)必須考慮替代材料。隨著直接在線訪問材料數(shù)據(jù)庫,并行工程團(tuán)隊(duì)可以選擇的材料,重量更輕,更強(qiáng),成本更低。假設(shè),這種替代的影響可以分析或模擬,團(tuán)隊(duì)可以輕而易舉地把一個可用進(jìn)程的最佳選擇材料,節(jié)約每一個程序的材料,因此,減少材料浪費(fèi)是必須的。白[4]強(qiáng)調(diào)了計算機(jī)選型輔助材料的重要性,圖書有幾個缺點(diǎn),他們往往在到達(dá)的書架得時候已經(jīng)過時。這使得他們很難找到答案指標(biāo)進(jìn)行排序或在您選擇的方式的數(shù)據(jù)。電腦化系統(tǒng),它提供了訪問數(shù)據(jù)的材料,并不一定是材料選擇系統(tǒng),雖然對數(shù)據(jù)的訪問是必要的,以方便選擇。2.2 嚴(yán)格審查 本節(jié)回顧了計算機(jī)化的材料數(shù)據(jù)庫,使設(shè)計人員選擇了機(jī)械工程設(shè)計中的應(yīng)用材料的發(fā)展。材料數(shù)據(jù)庫的發(fā)展哈默曾報道[5],布魯爾等[6-10],鮑爾[11-12],Michael i [13],阿什比[14-15]和 C ebon 和 Ashby [16-17] 。哈默[5]報道,各種數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)已用于塑料,橡膠等材料的選擇劍橋(CMS)校園,選擇二,材料,橡膠墊發(fā)展。數(shù)據(jù)庫,塑料設(shè)計庫。文摘工程材料,眼底,勘探者另外,市產(chǎn)管辦,臨概念,探險家,普拉特的 Polymers-can,標(biāo)準(zhǔn) Info-disk,皮拉文摘,包裝科學(xué)與技術(shù)文摘,化學(xué),網(wǎng)絡(luò)和搜索。 計算機(jī)輔助材料前通過統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的選擇(CAMPUS)是一種廣泛使用的塑料材料數(shù)據(jù)庫[6-10]。一個產(chǎn)品類似 CAMPUS,與長纖維選擇有關(guān)的數(shù)據(jù)庫增強(qiáng)塑料。這個系統(tǒng)被稱為眼底,它允許信息從材料到設(shè)計生產(chǎn)銷售的最終用戶[11-13]。因此,它是關(guān)系到所有誰與片狀模塑料(SMC)的,散裝模塑料(BMC)或玻璃墊熱塑性(GMT)的材料由鮑爾報道[11-12]和Michael i 等。 [13]。校園及眼底有特點(diǎn),它允許用戶查看任何列出的產(chǎn)品的所有屬性,打印任何產(chǎn)品搜索數(shù)據(jù),滿足特定性能要求,選擇和查看比較性質(zhì)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫,并按照升序排序的具體要求或降序。阿什比[14,15]和 C ebon 和 Ashby [16-17]開發(fā)一個計算機(jī)化的材料選擇系統(tǒng),稱為劍橋材料選擇器(CMS)的。該系統(tǒng)使用材料的選擇圖表,這是一種顯示,通過優(yōu)化程序使用材料性能數(shù)據(jù)的方法。甄選過程由實(shí)施性能指標(biāo)而定,一個物質(zhì)屬性的組合,而如果最優(yōu)化性能。圖表的開發(fā),以目前的材料,和性能指標(biāo),使最合適的材料和形狀可以進(jìn)行選擇。 機(jī)械設(shè)計 一臺完整機(jī)器的設(shè)計是一個復(fù)雜的過程。機(jī)械設(shè)計是一項(xiàng)創(chuàng)造性的工作。設(shè)計工程師不僅在工作上要有創(chuàng)造性,還必須在機(jī)械制圖、運(yùn)動學(xué)、工程材料、材料力學(xué)和機(jī)械制造工藝學(xué)等方面具有深厚的基礎(chǔ)知識。 任何產(chǎn)品在設(shè)計時第一步就是選擇產(chǎn)品每個部分的構(gòu)成材料。許多的材料被今天的設(shè)計師所使用。對產(chǎn)品的功能,它的外觀、材料的成本、制造的成本作出必要的選擇是十分重要的。對材料的特性必須事先作出仔細(xì)的評估。 仔細(xì)精確的計算是必要的,以確保設(shè)計的有效性。在任何失敗的情況下,最好知道在最初設(shè)計中有有缺陷的部件。計算(圖紙尺寸)檢查是非常重要的。一個小數(shù)點(diǎn)的位置放錯就可以導(dǎo)致一個本可以完成的項(xiàng)目失敗。設(shè)計工作的各個方面都應(yīng)該檢查和復(fù)查。 計算機(jī)是一種工具,它能夠幫助機(jī)械設(shè)計師減輕繁瑣的計算,并對現(xiàn)有數(shù)據(jù)提供進(jìn)一步的分析?;酉到y(tǒng)基于計算機(jī)的能力,已經(jīng)使計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD)和計算機(jī)輔助制造(CAM)成為了可能。心理學(xué)家經(jīng)常談?wù)撊绾问谷藗冞m應(yīng)他們所操作的機(jī)器。設(shè)計人員的基本職責(zé)是努力使機(jī)器來適應(yīng)人們。這并不是一項(xiàng)容易的工作,因?yàn)閷?shí)際上并不存在著一個對所有人來說都是最優(yōu)的操作范圍和操作過程。另一個重要問題,設(shè)計工程師必須能夠同其他有關(guān)人員進(jìn)行交流和磋商。在開始階段 設(shè)計人員必須就初步設(shè)計同管理人員進(jìn)行交流和磋商,并得到批準(zhǔn)。這一般是通過口頭討論,草圖和文字材料進(jìn)行的。 如前所訴,機(jī)械設(shè)計的目的是生產(chǎn)能夠滿足人類需求的產(chǎn)品。發(fā)明、發(fā)現(xiàn)和科技知識本身并不一定能給人類帶來好處,只有當(dāng)它們被應(yīng)用在產(chǎn)品上才能產(chǎn)生效益。因而,應(yīng)該認(rèn)識到在一個特定的產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計之前,必須先確定人們是否需要這種產(chǎn)品。 應(yīng)當(dāng)把機(jī)械設(shè)計看成是機(jī)械設(shè)計人員運(yùn)用創(chuàng)造性的才能進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計、系統(tǒng)分析和制定產(chǎn)品的制造工藝學(xué)的一個良機(jī)。掌握工程基礎(chǔ)知識要比熟記一些數(shù)據(jù)和公式更為重要。僅僅使用數(shù)據(jù)和公式是不足以在一個好的設(shè)計中做出所需的全部決定的。另一方面,應(yīng)該認(rèn)真精確的進(jìn)行所有運(yùn)算。例如,即使將一個小數(shù)點(diǎn)的位置放錯,也會使正確的設(shè)計變成錯誤的。 一個好的設(shè)計人員應(yīng)該勇于提出新的想法,而且愿意承擔(dān)一定的風(fēng)險,當(dāng)新的方法不適用時,就使用原來的方法。因此,設(shè)計人員必須要有耐心,因?yàn)?,所花費(fèi)的時間和努力并不能保證帶來成功。一個全新的設(shè)計,要求屏棄許多陳舊的,為人們所熟知的方法。由于許多人墨守成規(guī),這樣做并不是一件容易的事。一位機(jī)械設(shè)計師應(yīng)該不斷地探索改進(jìn)現(xiàn)有的產(chǎn)品的方法,在此過程中應(yīng)該認(rèn)真選擇原有的、經(jīng)過驗(yàn)證的設(shè)計原理,將其與未經(jīng)過驗(yàn)證的新觀念結(jié)合起來。 新設(shè)計本身會有許多缺陷和未能預(yù)料的問題發(fā)生,只有當(dāng)這些缺陷和問題被解決之后,才能體現(xiàn)出新產(chǎn)品的優(yōu)越性。因此,一個性能優(yōu)越的產(chǎn)品誕生的同時,也伴隨著較高的風(fēng)險。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是,如果設(shè)計本身不要求采用全新的方法,就沒有必要僅僅為了變革的目的而采用新方法。- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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