Thiết kế là linh hồn cơ bản của một sự sáng tạo làm bởi bàn tay con người, kết thúc bằng việc thể hiện bản thân nó một cách hết mình trên lớp ngoài cùng của một sản phẩm, hoặc dịch v
Trang 1Khoa Cơ Khí Nhập môn về kỹ thuật
QUÁ TRÌNH
THIẾT KẾ KỸ THUẬT
Chương 4
Trang 2MỤC TIÊU
Giúp sinh viên:
Nhận thức được các đặc điểm của thiết kế kỹ
thuật và quá trình thiết kế.
Biết và thực hiện các bước thiết kế thông qua đồ
án môn học.
Tích cực và thích thú thực hành các bước thiết
Trang 3Khoa Cơ Khí
NỘI DUNG
• Thiết kế là quá trình đầy say mê.
• Những nội dung của thiết kế kỹ thuật hiện đại.
• Tổ chức mang tính hệ thống các ý tưởng.
• Quá trình thiết kế.
• Áp dụng.
Trang 4Say mê để yêu thích sáng tạo
• “Nhiệt tình là một trong những động lực thành
công mạnh mẽ nhất Khi bạn làm điều gì đó, hãy
làm hết sức mình Hãy đặt toàn bộ tâm trí mình vào đó Hãy tạo ra dấu ấn của chính mình Hãy
tích cực, năng động, nhiệt tình và trung thực để
rồi bạn sẽ hoàn thành mục tiêu của mình Không
có điều tuyệt vời nào đạt được mà không có nhiệt tình”.
Trang 5Say mê chất xúc tác để biến các ý tưởng thành hiện thực:
@ Không ngừng hỏi:
+ Đã làm tốt nhất chưa?
+ Có thể đơn giản hơn không?
@ Sáng tạo liên tục, không bao giờ để trí
óc mụ mẫm
Say mê để yêu thích sáng tạo
Trang 6Say mê để Tập trung
“Không phải lúc nào bạn cũng nhận được điều mình muốn Nhưng nếu bạn hết sức cố gắng, bạn có thể thấy bạn nhận được cái bạn cần.”
Mick Jagger & Keith Richards 1969
Trang 7Say mê để Tập trung
• Hãy có khái niệm rõ ràng về việc bạn muốn hoàn thành, rồi thì
chắc là bạn sẽ đạt được.
• Chú ý đến vật liệu: hãy giảm bớt từng gram vật liệu không cần
thiết.
• Thường xuyên tự hỏi: Việc gì đây?
• Tránh sự phức tạp và hãy làm mọi việc càng đơn giản càng tốt
• Hãy ghi nhớ đến từng chi tiết”
Henry Maudslay (nhà phát minh máy tiện kiểu trục vít đầu tiên năm
1800, cha đẻ của máy công cụ hiện đại)
Trang 8Thiết kế là quá trình đầy say mê
Trang 10Thiết kế là quá trình đầy say mê
“Nếu bạn chưa tìm thấy sự
say mê, hãy cứ tìm kiếm
như mọi mối quan hệ tốt
đẹp, nỗi đam mê của bạn
sẽ còn lớn dần theo thời
Trang 11Thiết kế là quá trình đầy say mê
“Trong nhận thức của nhiều người,
thiết kế đồng nghĩa với sự trang trí:
hoặc thiết kế nội thất, hoặc đó là hoa
văn của rèm cửa và ghế sôfa Song với
tôi, ý nghĩa chân thực của thiết kế
không phải như vậy
Thiết kế là linh hồn cơ bản của một sự
sáng tạo làm bởi bàn tay con người, kết
thúc bằng việc thể hiện bản thân nó
một cách hết mình trên lớp ngoài cùng
của một sản phẩm, hoặc dịch vụ.”
Steve Jobs
Trang 12Những nội dung của thiết kế kỹ thuật hiện đại
Những nhà thiết kế giỏi tập trung giải quyết một số vấn
đề sau đây:
• Tuân thủ chặt chẽ các tiêu chuẩn.
• Phòng ngừa các sự cố trước khi chúng xảy ra:
+ Không thỏa mãn nhu cầu của khách hàng
Phòng ngừa bằng cách:
& Xác định các yêu cầu về chức năng
& Triển khai một thông số thiết kế để thực hiện mỗi yêu cầu về chức năng
Trang 13Phòng ngừa các sự cố trước khi chúng xảy ra
+ Không thỏa mãn nhu cầu của khách hàng
Phòng ngừa bằng cách:
& Xác định các yêu cầu về chức năng
& Triển khai một thông số thiết kế để thực hiện mỗi yêu cầu về chức năng
Trang 14Phòng ngừa các sự cố trước khi chúng xảy ra
+ Chi phí quá cao
Phòng ngừa bằng cách thiết kế một cách thông minh, tiết kiệm và có khả năng chế tạo
Thiết kế kỹ thuật hiện đại giải quyết các vấn đề từ đơn giản
Trang 15Những nội dung của thiết kế kỹ thuật hiện đại
– Bạn phải chú ý đến toàn bộ hệ thống và đến từng chi tiết
• Các dự án kỹ thuật đều phải quan tâm đến ngân quỹ (thời gian, tiền bạc, …)
- Không nên đầu tư nhiều công sức, tiền bạc để cải thiện một chút hiệu năng hoạt động
– Hãy cố gắng đạt được hiệu năng hoạt động tối đa với một chi phí cho sẵn
• Hãy nhanh nhẹn, mau mắn và sẵn sàng chuyển đổi công nghệ
– Mọi thứ ở phần giao giữa các công nghệ thường rất thú vị, hấp dẫn! – Tích hợp các công nghệ có thể tạo ra hiệu quả to lớn
Trang 16Những nội dung của thiết kế kỹ thuật hiện đại
“Thiết kế không chỉ là vấn đề sản phẩm trông như thế nào
Thiết kế còn là cách sản phẩm đó hoạt động ra sao.”
Steve Jobs
Trang 18Tổ chức mang tính hệ thống các ý tưởng
FRDPARRC FR: Function Requirements – Các yêu cầu chức năng DP: Design Parameters – Các thông số thiết kế.
A: Analysis – phân tích.
R: References – các tham khảo.
R: Risk – Rủi ro.
C: Countermeasures – Các biện pháp khắc phục.
Bảng FRDPARRC giúp nhận dạng các cơ hội làm nảy sinh ý tưởng mới và phương pháp giải quyết vấn đề
Trang 19Từ ngữ và bản vẽ
Phân tích Thí nghiệm, từ ngữ, PTPTHH (FEA), phương
trình, bảng biểu
Tham khảo Tài liệu, www…
Rủi ro
Từ ngữ, bản vẽ, phân tích
Biện pháp khắc phục
Từ ngữ, bản vẽ, phân tích
Thời gian chuyển động, công suất, ứng suất, kinh
tế, tài chính, … Phải chứng minh tính khả thi của từng thông số thiết kế.
Phân tích có thể được sử dụng để tạo ra các thông số thiết kế.
Mọi thứ có thể giúp phát triển ý tưởng bao gồm tiếp xúc cá nhân, bài báo, sáng chế, website, …
Đánh giá rủi ro thấp, trung bình, cao cho mỗi thông
số thiết kế
Các ý tưởng hoặc
kế hoạch để giảm thiểu hoặc phòng tránh từng rủi ro
Trang 204.4 Quá trình thiết kế
Thiết kế gồm các bước
đan xen nhau
Quá trình thiết kế gồm 10 bước:
Giai đoạn khám phá
thiết kế
hiểu rõ các yêu cầu để thực hiện, các điều kiện (các luật lệ, các giới hạn) và các bản chất của vấn đề!
Trang 21
Thiết kế gồm các bước đan xen nhau
Giai đoạn thử nghiệm
- Bước 3: Bắt đầu bằng cách tạo ra những chiến lược khả dĩ (cách tiếp cận vấn đề) bằng cách sử dụng từ ngữ, phân tích và các giản đồ
Tưởng tượng ra các chuyển động, dòng dữ liệu và dòng năng lượng từ lúc bắt đầu cho đến khi kết thúc hay từ lúc kết thúc cho tới khi bắt đầu
Liên tục hỏi “Ai?”, “Cái gì?”, “Tại sao?”, “Ở đâu?”, “Như thế nào?”
Thực hiện một số phân tích và thí nghiệm đơn giản
Cái gì mà bạn nghĩ ra mà người khác cũng nghĩ ra, vì vậy hãy nghĩ cách làm sao để đánh bại chính cái mà bạn nghĩ ra
Trang 22Thiết kế gồm các bước đan xen nhau
Giai đoạn hình thành
cho thiết bị để thực hiện chiến lược tốt nhất bằng cách
sử dụng các từ ngữ, phân tích và phát thảo
Sử dụng các phương pháp giống nhau như là cho
chiến lược nhưng bây giờ là phác thảo các ý tưởng cụ thể cho thiết bị
Tiến hành phân tích và thí nghiệm đơn giản để đánh giá tính hiệu quả và tính khả thi
Trang 23Thiết kế gồm các bước đan xen nhau
Giai đoạn chi tiết
phân tích chi tiết, sơ đồ và mô hình
phân tích chi tiết, sơ đồ và mô hình
công nghệ chế tạo
- Bước 8: Lập các bản vẽ chi tiết
Giai đoạn chế tạo và thử nghiệm
vận hành
Trang 244.5 Áp dụng
Các mẫu xe chạy bằng năng lượng lò xo
Trang 25Mẫu Tiêu chí 1 Tiêu chí 2 Tiêu chí … Tiêu chí m Tổng cộng Trung bình
2 Điểm Điểm Điểm Điểm
3 Điểm Điểm Điểm Điểm
… Điểm Điểm Điểm Điểm
n Điểm Điểm Điểm Điểm
Trang 26[1] Oakes, Leone, Gunn, Engineering Your Future, A Comprehensive Approach, 5th Edition, Great Lake Press, 2006.
[2] Ho, Nhut "Course ME101 - Introduction to Mechanical Engineering." Department of Mechanical Engineering, California State University, Northridge, USA Course URL: www.csun.edu/~me101
Tài liệu tham khảo của Chương 4