基于感官评价方法的多线切割机造型设计研究

针对多线切割机识别性低、用户体验性差、产品竞争力弱的问题,提出以感官评价方法为指导的多线切割机造型设计方法和流程。通过对多线切割机造型、色彩、材质、功能等方面的研究,运用语义差分法搜集并筛选典型样本和初步感官指标;采用因子分析法对初步感官指标进行筛选,确定最终指标;最后结合模糊层次分析法对感官指标进行权重计算,明确多线切割机造型设计要素及其优先级,进而指导具体设计并对方案进行评价,从用户体验角度验证方案的可行性,从而提升多线切割机造型与用户功能、心理需求的匹配度。研究结果拓展了以用户为中心的产品造型设计方法,验证了感官评价方法指导多线切割机造型设计的有效性。     

基于SPSD评价标准的纯电动汽车感性意象设计方法

为改进纯电动汽车造型设计方法,运用感性工学方法对纯电动SUV感性意象与设计要素的关系进行研究。基于用户意象感知特性提出风格、比例、曲面和细节(Style-Proportion-Surface-Detail,SPSD)评价标准,建立了纯电动SUV车型样本库,运用因子分析法筛选感性意象词汇,并基于SPSD评价标准提取设计要素;在改进的语义差异量表基础上,利用Qt软件编写调研程序,获取感性意象与设计要素的关系,应用数量化理论I类方法构建纯电动SUV感性意象与设计要素的关系模型,为纯电动汽车造型设计提供参考。     

基于模糊层次分析法的产品可用性评价方法

为提高产品设计的可用性水平,将用户的主观感受作为可用性的重要评价指标,把可用性分为外观可用性、感知可用性和绩效可用性,提出基于模糊层次分析法的产品可用性评价方法,并以手机为例进行研究。构建可用性评价的指标体系,选择6款有代表性的手机作为试验样本,邀请36名被试,采用被试间试验设计的方法测试样本的可用性,依据测试结果计算隶属度,由隶属度分析样本存在的可用性问题。建立可用性最优的模糊层次分析模型,根据隶属度确定模糊评判矩阵,并设定外观可用性、感知可用性以及绩效可用性之间的权重。求解样本的可用性分数,对其进行去模糊化处理,并以平均值和标准差对样本的可用性进行排序和评价。研究结果表明该方法能有效地发现产品存在的可用性问题,并能对可用性进行定量评价。     

基于感性工学与人工神经网络的电动剃须刀多感官意象设计方法

为研究产品在多感官渠道下传递的情感信息对用户感性期望的影响程度，基于感性工学理论，搜集了电动剃须刀样本220份，消费者感性词汇135组；采用多元尺度法和聚类分析法将样本划分为34个代表性样本，采用焦点小组法筛选出4组代表性感性词汇；采用语义差异问卷测量用户的感性意象，共取样416份；采用造型分析法和音频软件对样本的设计要素进行分类；通过数量化Ⅰ类和倒传式神经网络建立电动剃须刀在视觉和听觉的多感官渠道下整体设计要素与用户感性评价间的关联模型，在多感官设计中，提供给设计人员明确的设计指标与参考，使原本依据经验进行设计的过程更具逻辑化。     

基于通感转译的产品造型设计语言聚类方法

针对产品造型设计语言感官属性单一,难以满足用户多样化情感体验需求的问题,提出基于通感转译的产品造型设计语言聚类方法。从设计者编码-用户解码双向角度展开研究,以通感转译认知原理为基础,通觉意象为切入点,关联属性为连接通道,运用可感知化映射方法,将通觉意象推演为本觉意象,并提取出本觉产品造型设计语言,结合思维适应性控制(Adaptive Control of Thought,ACT)模型进行逆向通感验证。研究成果表明:该方法突破了传统产品造型设计语言感官单向互动的局限与空间限制,对传达途径和获取范围进行拓展,从单一的视觉途径和获取范围扩展到视、触、听、嗅等多感官维度,同时提高了产品情感体验,满足了用户的多样化情感体验需求,为产品设计提供新思路。     

加工中心铣削涡轮叶片工艺参数的优化

针对涡轮叶片的复杂外形,以表面粗糙度与切削效率为评价指标,完成了以切削深度、主轴转速、切削速度、跨度为切削参数的叶片铣削工艺试验研究,用极差分析法考察了切削参数对表面质量和加工效率的影响规律,并用加权综合评分法进一步探讨了各切削参数对2个评价指标的影响,从而实现了切削参数在考虑加权因子条件下的优化.     

基于认知耦合的产品造型仿生设计研究

为更好地满足用户情感需求、权衡产品造型仿生设计中功能与形式两者的关系,将认知耦合引入产品造型仿生设计过程,探索符合产品情感语义的造型仿生设计方法。根据语义差分(SD)法获得产品目标感知意象评价值,结合熵权法得到各目标感知意象权重;利用造型分析法提取产品造型设计要素,通过数量化Ⅰ类理论建立产品综合感知意象与造型设计要素之间的关联,得到影响产品综合感知意象的造型设计要素优先级排序;采用眼动试验获得生物造型特征认知排序;将生物特征与产品造型要素进行强认知特征耦合匹配,形成初步造型仿生设计方案,并利用模糊综合分析法得到最佳方案,从而建立符合认知耦合的产品造型仿生设计方法。以医疗传感器造型设计为研究实例,验证了该方法的有效性。     

基于原案分析的工作模式对机械概念设计认知过程的影响

提出工作模式对设计时间、设计质量和设计结果创新性影响的3个理论假设。运用原案分析法,对14名机械专业研究生进行可调座椅概念设计认知实验,以验证这些假设,并采用Mann-Whitney非参数检验法进行统计分析。结果表明,在设计结果的创新性方面,不同工作模式下设计者的表现总体上没有显著差异;而在设计时间和设计质量方面,以交替模式工作的设计者的表现总体上优于以顺序模式工作的设计者的表现。因此,交替模式能够发挥两种媒介的优势,即传统媒介更适用于表征设计概念,而CAD媒介则更适用于分析和检验设计意图,从而提高设计效率。     

连杆衬套内表面磨损的正交试验研究

在连杆衬套内表面磨损的试验研究中,分别选取间隙值、载荷和转速作为试验因子。用正交试验法进行摩擦磨损试验,并用极差分析法分析了试验结果。结果表明：对连杆衬套内表面磨损影响主次顺序为转速、载荷、间隙值。从中得到了连杆衬套内表面最大磨损量和最小磨损量的工况。     

一种新的评价螺旋管综合性能的方法

重点研究了螺旋管的管道直径、螺旋直径、质量流量对传热系数及压力损失的非线性关系;以传热系数及压力损失为主要优化目标,应用无量纲分析法自定义了螺旋管综合性能评价因子,详细分析了自定义评价因子对螺旋管结构参数及流体质量的优化过程。结果表明:新定义的评价因子计算更方便,更接近工程实际。     

建筑外窗气密性检测实验室的建立

在东华大学能源与环境检测中心建立的背景下,搭建了建筑外窗气密性检测的试验台并进行了实地检测,给出了外窗气密性定级检测的要点,分析了气密性检测对建筑节能的意义,并提出加强气密性的可行性措施。     

云石机意象造型认知与感性设计研究

针对现有云石机设计不能满足用户审美需求的现状,构建了基于感性工学的云石机意象造型与人的感性认知对应关系模型。搜集并筛选出云石机代表性样本与感性词汇,运用意象尺度法和李克特量表法得到云石机的感性意象评价得分;采用主成分分析、聚类分析和多元线性回归等统计学分析方法进行数据处理,得到线型设计要素和意象空间的分段概念模型,从而得出了把手轮廓特征线与云石机感性意象之间的对应关系。最后根据符合用户审美需求的设计建议,设计了一款云石机方案,为该类产品的造型创新设计提供参考。     

并联构型四履带足机器人的越障特性分析

对自行设计研制的并联机构型四履带足机器人行走机构的越障能力进行了分析,给出了该机器人可以越过的最大垂直高度与车体参数之间的关系,并与普通的四履带和双履带行走机构进行比较,证明了该行走机构具有很强的越障能力和越障平稳性。     

一种新型的关节履带式移动机构及其特性研究

针对现有的关节式移动机器人在越障以及姿态调整上存在的不足,在东华大学变位四履带足行走机构专利的基础上,自行设计研制了一种新型的关节履带式机器人行走机构,通过确立该机器人的越障高度与车体参数之间的关系,并与传统的机器人行走机构进行比较,证明了该行走机构具有很强的越障和姿态调整能力,目前该机构已成功获得专利。     

叶轮加工工艺与装夹方案

分析讨论了立式混流泵的叶轮的用途和工作条件。根据叶轮的材料、结构特点和技术要求,进行加工工艺性分析,了解其加工技术难点,进而提出拟采取的加工技术方案,提出了在叶轮上下端增设工艺所需要的工艺环的毛坯的改进型及其加工工艺方案,并在分析讨论一般压板式装夹各种问题的基础上,设计开发了一种专用夹具模子以满足叶轮加工要求。采用该装夹方案,不仅达到了图纸的零件加工精度和形位公差要求,而且叶轮的加工效率也得到很大的提高。     

某图书馆土壤源热泵系统冬季运行测试分析

以东华大学图书馆土壤源热泵系统为研究对象,对冬季供热工况的运行特性进行测试,得到了系统的热泵机组制热能效比、综合性能以及输送系数逐时变化情况,数据分析表明,该系统运行情况效果良好,为周边相近地区土壤源热泵的应用提供了数据支持。     

光栅型高速扫描近红外光谱仪的研发

针对现有光栅型光谱仪无法同时达到高速与高精度要求的问题,提出了一种采用齿轮传动结构代替传统丝杆传动结构的波长扫描方案,研制了光栅型高速扫描近红外光谱仪。下位机采用STM32微处理器作为主控芯片,实现了步进电机驱动控制、A/D转换控制、与上位机通讯等功能,设计了光电转换电路、信号调理电路及探测器制冷控制电路;在上位机软件中实现了光谱数据的采集、处理以及图形化显示等功能。对样机进行了性能实验并分析。试验结果表明:该仪器光谱扫描速度达到240nm/s,光谱分辨率6nm,光谱范围为1000nm～2500nm,波长准确性,基线稳定性0.0005A/h,主要性能参数达到国家标准。     

高速长轴转子振动的模态分析

在调试高速实验台时发现:当转子达到第一阶临界转速时出现振动过大导致转速升不上去等问题。经过查阅国内外相关文献,提出了基于ANSYS有限元法和实验法的减少异常振动的思路和方案。首先利用ANSYS软件对实验台转子建模,获得在偏心不同情况下的一、二、三阶模态;再对实验台调试、振动测试,得到实验台转子在偏心、一阶临界转速和10000r/min三种不同工况下振动幅值和频谱。经过两种方法比较分析得出:出现实验台过临界转速时转子振幅激增、过临界转速后振幅滞留和转子降速过临界转速时临界转速值偏移这三大问题的主要原因是转子上的圆盘偏心过大所引起的,解决了在实验台转子试验时会因振动过大可能会对学生带来的安全问题。     

Research on transmission paths of a coupled beam-cylindrical shell system by power flow analysis

A power flow analysis based on a substructure approach is performed to exhibit vibration transmission in a complex coupled beam-cylindrical shell system. The system is divided into a shell substructure and a beam substructure, which are coupled by three spring-dampers. The theoretical receptance function of each substructure with a free-free interface condition is formulated by modal analysis to describe the dynamical behavior. On the basis of the receptance functions of the two substructures as well as synthesis through the geometrical compatibility and force balance conditions at the coupling interfaces, the dynamic characteristics of the coupled system are calculated. Both the input and transmitted powers within the system are estimated, and the influences of the excitation locations, the stiffness and loss factor of the spring-dampers on the vibration transmission are investigated as well. This paper was recommended for publication in revised form by Associate Editor Eung-Soo Shin G.P. Feng received his Ph.D. from the School of Mechanical Engineering at Shanghai Jiao Tong University. His research interests include vibration analysis, control and sound radiation, etc. Z.Y. Zhang received his Ph.D. from the School of Mechanical Engineering at Shanghai Jiao Tong University. Dr. Zhang is currently a Professor at the School of Mechanical Engineering at Shanghai Jiao Tong University in Shanghai, China. Y. Chen received his Ph.D. from the School of Mechanical Engineering at Shanghai Jiao Tong University. His research interests include vibration and shock analysis. H.X. Hua received his Ph.D. at the University of Brussels in Belgium. Dr. Hua is currently a Professor and Doctoral Supervisor at the School of Mechanical Engineering at Shanghai Jiao Tong University in Shanghai, China. His research interests include modal parameter identification, and analysis of vibration and shock.     

基于模糊一致判断矩阵的设计变更传播CPM模型

在产品的概念设计阶段,针对产品设计过程中组件变化引起的变更传播问题,建立CPM(Change Prediction Method)模型;采用模糊一致判断矩阵计算CPM模型中变更可能性和变更影响,分析组件变更传播风险,减少CPM模型中主观性带来的不确定性;结合仿人形机器人腿部的概念设计实例建立CPM模型,并通过CPM模型预测设计组件变化的传递过程和变化路径。