机械工程中的创新设计论文

机械工程中的创新设计论文内容摘要：

程的省略。 灵感既是一种思维形式，又 是大脑加工信息的一种高层次功能。 许多科学发现，新产品问世都是通过灵感思维活动创造出来的。 作为机械设计工作者更应注重灵感开发，得到灵感的帮助而大大提高创造、创新能力。 (4) 想象思维 想象是一种抽象的形象思维活动，想象可以是非理性的凭空想 第 6 页 共 18 页 象，也可以是理性的在已有确定性基础上进行重新组合或部分更新性质的想象。 想象思维具有以客观现实为基础，高度概括性和形象性及重新组合与再创造等特点。 想象是人类思维之树上最美丽、神奇的花朵 !没有想象就没有创造，创造离不开想象，想象是创造的精髓。 万有引力定律是从苹果落地充分展开想 象翅膀的结果；“嫦娥奔月”的神话想象，诱使人类终于发明创造了飞机 !可见想象有时比知识更重要，想象推动着社会进步，科学发展，并且是知识进化的源泉。 没有想象的机械创新设计是不可想象的，用想象力形成创新成果已成为对现代机械设计人员必然要求。 2． 2 创新性设计思维的过程 当要对机械零部件提出一些创新性设计或做一些其它的创新性设计工作，一般要经历一下的创新性思维过程。 (1) 准备阶段 准备阶段的过程是发现问题→分析问题→搜集问题→形成课题。 (2) 酝酿阶段 酝酿阶段的过程是明确创新目标→继续收集资料 →从事试验或研究→尝试各种思法可行性。 若问题简单，可能会很快找到解决问题的办法；若问题复杂，可能要经历多次失败的探求。 当阻力很大时，则中断思维，但潜意识仍在大脑深层活动，等待时机。 (3) 顿悟阶段 顿悟阶段是创造性思维的突破阶段。 创造主题在特定情境下得到特定的启发，被唤醒。 该阶段的作用机制比较复杂，一般认为是与长期酝酿所积蓄的思维能量有关。 这种能量会冲破思维定势和障碍，使思维获得开放性、求异性、非显而易见性。 (4) 验证阶段 验证阶段表明创造性思维不仅注重形式上标新立异，内容上也要求精确可 靠。 2． 3 创新性设计思维的特征 创新性思维是一种人类高层次的思维，它有下列特征。 (1) 创新思维具有开放性的特点 开放性主要是针对封闭性而论的。 封闭性思维是指于习惯于从已知经验和知识中求解，偏于继承传统，照本宣科，落入“俗套”，因而不利于创新。 而开放性思维则是敢于突破定势思维、打破常规、挑战潮流，富有改革精神。 (2) 创新思维具有求异性的特点 求异性主要是针对求同性而论的。 求同性是人云亦云，照葫芦画瓢。 而求异性则 第 7 页 共 18 页 是与众人、前人不同，是独具卓识的思维。 (3) 创新思维具有突发性的特点 突发性主要体现在直觉与灵感上。 所谓直觉思维是指人们对事物不经过反复思考和逐步分析，而对问题的答案做出合理的猜测、设想，是一种思维的闪念，是一种直接的洞察。 灵感思维也常常是以一闪念的形式出现，但它不同于直觉，灵感思维是由人们的潜意识与显意识多次叠加思维而形成的，是长期创造性思维活动达到的一个必然阶段。 (4) 创新思维是逻辑与非逻辑思维有机结合的产物 逻辑思维是一种线性思维模式。 它具有严谨的推理，一环紧扣一环，是有序的。 逻辑思维常采用的方式一般有分析与综合、抽象与概括、归纳与演绎、判断与推理等 3 机械创新性设计技术特征与设计过程 创新设计技术是解决创新设计问题的创意艺术，是人们对创新性思维和创造理论加以具体化应用的技巧。 3． 1 机械创新性设计技术特征 机械创新设计技术具有以下独具的特点，对其特征的了解可以帮助我们正确的对待机械创新设计技术的看法，对设计的创新设计起到一定的规范和引导的作用。 (1) 独创性 创新设计不是单独的重复和模仿，而是在自己、前人或他人已经获得的研究成果基础上新扩展、新开拓。 它所追求的是新奇、新颖、独特和非重复性的结果，有敢于怀疑、突破框框、敢于破陈规、独具卓识的思维。 (2) 综 合性 善于进行综合思维，把已有的概念、事实、信息通过巧妙的结合，形成新的成果。 (3) 人为的目的 任何形式的创新设计 ,其主体都是具有主观能动性的人，并且是一种有目的活动。 (4) 社会价值性 创新必须体现为一定的价值，作为工程技术人员，技术发明和工程技术设计创造的价值主要看其经济价值以及是否具有实用性、有效性、可靠性。 (5) 探索性 创新通常是在知识、手段、方法等不甚充分的条件下进行的探索活动。 (6) 推理性 对某一种现象或想法，善于由此及彼地进行纵向、横向、逆向推理。 (7) 多向性 善 于从不同角度的角度思考问题。 通过发散、换元、转向等途径，以获得新的思路和方案。 第 8 页 共 18 页 3． 2 机械创新性设计技术的设计过程 机械创新设计的设计过程是对创新思维的利用的发展和延伸。 图 31 所示为中国的技术专家提出的机械创新设计的一般过程， 图 31 机械创新设计的一般过程 （ 1） 确定 (选定或发明 )机械的基本原理 :它可能涉及机械学的对象的不同层次、不同类型的机构组合，或不同学科知识和技术的问题； （ 2） 机构结构类型综合及优选 :优选的结构类型对机械整体性能和经济性具有重大影响，它多伴随新机构的发明。 机械发明专 利的大部分属于结构类型的创新设计。 因此，结构类型综合及其优选是机械设计中最富有创造性、最有活力的阶段，但又是 第 9 页 共 18 页 十分复杂和困难的问题。 它涉及到设计者的知识 (广度与深度 )、经验、灵感和想象力等方面，成为多年来困扰机构学研究者的主要问题之一。 （ 3） 机构运动尺寸综合及其运动参数的优选 :其难点在于求得非线性方程组的完全解 (或多解 )，为优选方案提供较大的空间。 由于优化法、代数消元法等数学方法陆续引人机构学，使这个问题取得了突破性进展。 （ 4） 机构动力学参数综合及其动力参数优选 :其难点是动力参数盈大、参数值变化域广的 多维非线性动力学方。