機械工程中的創新設計論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 程的省略。靈感既是一種思維形式，又 是大腦加工信息的一種高層次功能。許多科學發現，新產品問世都是通過靈感思維活動創造出來的。作為機械設計工作者更應注重靈感開發，得到靈感的幫助而大大提高創造、創新能力。 (4) 想象思維 想象是一種抽象的形象思維活動，想象可以是非理性的憑空想 第 6 頁 共 18 頁 象，也可以是理性的在已有確定性基礎上進行重新組合或部分更新性質的想象。想象思維具有以客觀現實為基礎，高度概括性和形象性及重新組合與再創造等特點。想象是人類思維之樹上最美麗、神奇的花朵 !沒有想象就沒有創造，創造離不開想象，想象是創造的精髓。萬有引力定律是從蘋果落地充分展開想 象翅膀的結果；“嫦娥奔月”的神話想象，誘使人類終于發明創造了飛機 !可見想象有時比知識更重要，想象推動著社會進步，科學發展，并且是知識進化的源泉。沒有想象的機械創新設計是不可想象的，用想象力形成創新成果已成為對現代機械設計人員必然要求。 2． 2 創新性設計思維的過程 當要對機械零部件提出一些創新性設計或做一些其它的創新性設計工作，一般要經歷一下的創新性思維過程。 (1) 準備階段 準備階段的過程是發現問題→分析問題→搜集問題→形成課題。 (2) 醞釀階段 醞釀階段的過程是明確創新目標→繼續收集資料 →從事試驗或研究→嘗試各種思法可行性。 若問題簡單，可能會很快找到解決問題的辦法；若問題復雜，可能要經歷多次失敗的探求 。當阻力很大時，則中斷思維，但潛意識仍在大腦深層活動，等待時機。 (3) 頓悟階段 頓悟階段是創造性思維的突破階段。創造主題在特定情境下得到特定的啟發，被喚醒。 該階段的作用機制比較復雜，一般認為是與長期醞釀所積蓄的思維能量有關。這種能量會沖破思維定勢和障礙，使思維獲得開放性、求異性、非顯而易見性。 (4) 驗證階段 驗證階段表明創造性思維不僅注重形式上標新立異，內容上也要求精確可 靠。 2． 3 創新性設計思維的特征 創新性思維是一種人類高層次的思維，它有下列特征。 (1) 創新思維具有開放性的特點 開放性主要是針對封閉性而論的。封閉性思維是指于習慣于從已知經驗和知識中求解，偏于繼承傳統，照本宣科，落入“俗套”，因而不利于創新。而開放性思維則是敢于突破定勢思維、打破常規、挑戰潮流，富有改革精神。 (2) 創新思維具有求異性的特點 求異性主要是針對求同性而論的。求同性是人云亦云，照葫蘆畫瓢。而求異性則 第 7 頁 共 18 頁 是與眾人、前人不同，是獨具卓識的思維。 (3) 創新思維具有突發性的特點 突發性主要體現在直覺與靈感上。所謂直覺思維是指人們對事物不經過反復思考和逐步分析，而對問題的答案做出合理的猜測、設想，是一種思維的閃念，是一種直接的洞察。靈感思維也常常是以一閃念的形式出現，但它不同于直覺，靈感思維是由人們的潛意識與顯意識多次疊加思維而形成的，是長期創造性思維活動達到的一個必然階段。 (4) 創新思維是邏輯與非邏輯思維有機結合的產物 邏輯思維是一種線性思維模式。它具有嚴謹的推理，一環緊扣一環，是有序的。邏輯思維常采用的方式一般有分析與綜合、抽象與概括、歸納與演繹、判斷與推理等 3 機械創新性設計技術特征與設計過程 創新設計技術是解決創新設計問題的創意藝術，是人們對創新性思維和創造理論加以具體化應用的技巧。 3． 1 機械創新性設計技術特征 機械創新設計技術具有以下獨具的特點，對其特征的了解可以幫助我們正確的對待機械創新設計技術的看法，對設計的創新設計起到一定的規范和引導的作用。 (1) 獨創性 創新設計不是單獨的重復和模仿，而是在自己、前人或他人已經獲得的研究成果基礎上新擴展、新開拓。它所追求的是新奇、新穎、獨特和非重復性的結果，有敢于懷疑、突破框框、敢于破陳規、獨具卓識的思維。 (2) 綜 合性 善于進行綜合思維，把已有的概念、事實、信息通過巧妙的結合，形成新的成果。 (3) 人為的目的 任何形式的創新設計 ,其主體都是具有主觀能動性的人，并且是一種有目的活動。 (4) 社會價值性 創新必須體現為一定的價值，作為工程技術人員，技術發明和工程技術設計創造的價值主要看其經濟價值以及是否具有實用性、有效性、可靠性。 (5) 探索性 創新通常是在知識、手段、方法等不甚充分的條件下進行的探索活動。 (6) 推理性 對某一種現象或想法，善于由此及彼地進行縱向、橫向、逆向推理。 (7) 多向性 善 于從不同角度的角度思考問題。通過發散、換元、轉向等途徑，以獲得新的思路和方案。 第 8 頁 共 18 頁 3． 2 機械創新性設計技術的設計過程 機械創新設計的設計過程是對創新思維的利用的發展和延伸。 圖 31 所示為中國的技術專家提出的機械創新設計的一般過程， 圖 31 機械創新設計的一般過程 （ 1） 確定 (選定或發明 )機械的基本原理 :它可能涉及機械學的對象的不同層次、不同類型的機構組合，或不同學科知識和技術的問題； （ 2） 機構結構類型綜合及優選 :優選的結構類型對機械整體性能和經濟性具有重大影響，它多伴隨新機構的發明。機械發明專 利的大部分屬于結構類型的創新設計。因此，結構類型綜合及其優選是機械設計中最富有創造性、最有活力的階段，但又是 第 9 頁 共 18 頁 十分復雜和困難的問題。它涉及到設計者的知識 (廣度與深度 )、經驗、靈感和想象力等方面，成為多年來困擾機構學研究者的主要問題之一。 （ 3） 機構運動尺寸綜合及其運動參數的優選 :其難點在于求得非線性方程組的完全解 (或多解 )，為優選方案提供較大的空間。由于優化法、代數消元法等數學方法陸續引人機構學，使這個問題取得了突破性進展。 （ 4） 機構動力學參數綜合及其動力參數優選 :其難點是動力參數盈大、參數值變化域廣的 多維非線性動力學方