减速机箱体造型创新设计与参数化建模研究

为了打造机械产品在造型设计中的品牌知名度,结合中国传统优秀文化元素,利用工业设计中审美学理论,在分析国内外减速机箱体外观造型的基础上,提出融入中国传统文化元素的减速机箱体外观造型创新设计方法和原则,并对其进行了参数化建模和结构分析。     

机械产品的造型与色彩设计

本文从美学观点出发,介绍机械产品的造型色彩与设计的一般原则和方法,提出重视机械产品外观形体和色彩设计的看法。     

基于多元回归分析建立职业套装造型要素与用户情感模型

利用多元线性回归分析法建立职业套装造型要素与用户情感(\"惊喜\"、\"喜欢\"、\"渴望拥有\")线性回归模型.分析了两者之间的关系,得到了影响用户情感的主要造型要素,使设计师在职业套装情感设计时,可准确地把握主要的造型要素.用语意差异法对测试样本进行用户情感调查,并将调查所得实际值与模型预测值对照比较,其均方误差较小.结果显示,所建的回归模型能很好地拟合造型要素与用户情感间的关系,可用于对职业套装设计方案进行用户情感评价.     

网球运动服外观设计分析

结合人体运动特点及服装设计要素,分析了影响运动服外观的主要因素．以网球运动服为例,分析了网球运动的发球、正拍、反拍和切削等4个基本动作以及网球运动特点与网球运动服装的关系．提出了网球运动服的款式造型、面料选择、色彩搭配、结构版型和工艺质量等外观设计要素的设计要求,为网球运动服设计和外观质量评价提供依据．     

基于TRIZ与可拓学的可变面积方桌设计

针对桌面倍增的创新设计需求,提出一种集成TRIZ （发明问题的解决理论）与可拓学的创新设计方法.依次使用可拓矛盾方法分析创新设计中的矛盾问题,然后将矛盾参数标准化,查询TRIZ矛盾矩阵,选择合适的发明原理建立可行解,实施可拓变换.得到创新设计方案后根据优度评价法进行方案优选.通过曲柄滑块机构与曲柄连杆机构联用,解决桌面面积倍增而保持桌面形状不变的矛盾问题.最后对具体的机构设计进行了拓展分析,建立了面积可变的方桌设计方案.     

基于TRIZ与可拓学的盘类铸件打磨方案设计

在分析和对比可拓学与TRIZ解决问题差异性基础上,对二者进行有机结合,提出一种结合可拓学与TRIZ的矛盾解决方法.首先利用可拓学分析问题矛盾.接着,应用拓展分析初步探寻可解决方案,若分析顺利,则进一步进行可拓变换获得解决方案;若分析困难,则转向应用TRIZ理论的解决工具,进行可行解预测,并基于TRIZ原理解的指导,运用可拓变换获得解决方案.最后利用优度评价获得问题最终理想解.并根据此方法,对一种盘类铸件打磨设备的机构进行改进,进一步证明了基于TRIZ与可拓学的方法能够提高解决问题的效率、获得理想方案.     

运用可拓学与TRIZ方法解决矛盾问题

对可拓学和发明问题解决理论(Teorija Rezhenija Inzhenernyh Zadach,TRIZ)方法进行比较,提出运用可拓学与TRIZ相结合的方法解决矛盾问题,并通过实际案例分别用可拓学和TRIZ理论进行分析.结果表明,可拓学与TRIZ方法在解决矛盾问题时存在异曲同工之妙,可为设计人员提供更多的创新思路.     

用视知觉理论研究商业步行街夜景照明

现代化商业步行街的功能已由过去的购物和通行发展到了融购物、通行、休息、游览和娱乐为一体的综合性商业空间,是人们夜晚休闲、出游、购物的主要去处,良好的夜景观和舒适优美的灯光环境可以营造城市商业气氛、文化气氛和休闲气氛,并同时展示城市的形象。商业步行街的夜景照明除了满足基本的视看要求外,更多考虑的是如何创造一个更舒适、生动和充满情趣的城市空间环境。尝试用视知觉理论的研究成果,探讨商业步行街照明设计目标以及空间各要素的照明设计要求。简述了视知觉理论的基本观点;提出了基于视知觉的照明环境设计目标;明确了商业步行街夜景照明设计诸要素的处理方法。     

基于视知觉的仪表设计——以腕表为例

从腕表形态的涵义出发，以视知觉的组织原理为依据，结合知觉的选择性和整体性的特点，论述了格式塔在仪表表盘设计中的隐形价值，分析了表盘整体形态与各种组成部件之间的相互关系，由此得出结论，令人愉悦的腕表形态应该是视觉力的平衡，且给出了腕表的功能性界面中信息显示器的设计原则。为设计出内容丰富并具吸引力的形象提供了依据。     

基于通用软件的机械原理课程设计教学探索

机械原理课程设计对培养机械产品创新设计能力具有重要作用,针对传统机械原理课程设计使用的方法和手段,提出将现有的计算机技术与课程设计相互结合,采用通用的工程软件分析设计的机构以验证由图解法和解析法获得的结果.使学生明确自己设计机构的正确性,促进对课程的兴趣,保证课程效果,培养学生的设计和创新能力.     

面向信息时代的机械产品现代设计理论与方法研究进展

在经济全球化的环境下,机械制造业的竞争实质上就是产品设计的竞争,如何快速地进行机械产品的开发是提高制造业市场竞争能力的一个关键问题,进行机械产品现代设计理论、方法和应用技术的研究是十分重要的一项基础性工作。在分析机械产品开发面临的变化和需要的基础上,提出了一种现代设计理论与方法体系结构的描述方法。通过分析网络环境下现代设计方法学的研究现状和特点,重点论述了智能设计、协同设计的概念、技术方法和关键研究内容,介绍了在设计知识表示方法、机械设计知识发现技术、知识仓库技术、机械产品知识仓库的功能体系结构、分布式协同设计原理、基于多智能体的协同设计技术等方面的研究进展。针对在我国“十一五”期间制造业发展的需要,指出进行智能设计技术、基于资源节约的设计方法、计算机辅助创新设计原理等八个方面的研究问题和发展趋势,对深入开展面向信息时代的现代设计理论和方法的研究具有理论指导意义。     

在解读中绘画与创造——临绘照片在产品设计速写中的作用

设计速写是设计师运用视觉化的语言表达、记录信息的有效手段.流畅、快速的产品设计速写是工业设计师表达设计构思最直接的、最重要和最经济的手段之一,这种徒手表现能力是建立在广泛的设计修养和扎实的造型能力的基础之上,而设计速写正是培养这种徒手表现能力最有效的手段.作为速写练习的一种手段,临绘照片是一种很好的学习方法.     

多色集合层次结构的产品族建模及应用

为了快速从产品族模块中配置满足用户需求的产品零部件,以产品族设计为研究对象,提出了基于多色集合层次理论的产品族配置建模方法.建立产品族模型与客户需求之间的映射关系,利用推理矩阵完成产品族元素选择,实现用户需求到不同产品组合方案的推理过程,采用约束矩阵解决方案中存在功能之间以及零部件之间的冲突问题.实例验证结果表明,该建模方法简便易行,便于形式化表述,有利于产品族模块配置,满足大规模定制的快速需求.     

Modeling of Geometric Variations Within Three-Dimensional Tolerance Zones

三维公差域内几何特征变动的建模方法

彭和平¹，卢文龙²

（1.江汉大学 机电与建筑工程学院，武汉 430056；

2.华中科技大学 机械科学与工程学院，武汉 430074）

创新点说明：

提出一种复杂特征几何变化的三维公差建模方法。根据新一代产品几何技术规范（GPS）中几何特征的定义和特征变动的分类法，所提出的建模方法基于小位移旋量（SDT）的概念，SDT参数用于建模拟合特征相对于名义特征的几何偏差变动。进一步构造了几种复杂或不规则几何特征的变动区域，讨论了相应的三维公差建模方法。最后，通过数值实例验证了该方法对三维尺寸公差和几何公差建模的有效性。完全基于数学基础提出的建模方法符合现行的GPS标准体系的思想。

研究目的：

本文提出并建立各种复杂非规则几何特征变动的定量化数学模型，开发了集成几何公差在内三维公差建模方法，为进一步研究三维公差分析和设计奠定理论基础，是新一代GPS与现有公差设计理论相结合的学术研究前沿。

研究方法和结论：

基于理论上的探讨，采用实例分析验证方法的有效性。

关键词：产品几何技术规范(GPS)；公差建模；特征；几何变动；小位移旋量（SDT）

     

基于配合面偶的装配约束建模

针对产品装配设计中存在的装配约束演化问题，提出了基于配合面偶的装配约束建模方法.该方法根据装配约束基本要素定义了配合面偶，归纳了一组基本的配合面偶类型，建立了装配约束框架网络图模型和配合约束扩展网络图模型来表达装配结构及装配约束，通过装配约束的分解描述装配过程的演变，设计并实现了动态装配建模算法.研究结果表明，该方法将抽象的装配约束转化为具体的结构描述，表达了装配状态和过程信息的演化，实现了自顶向下的产品装配设计.     

多层次复杂机械方案设计中遗传算法的应用

研究并提出了一种基于遗传算法的多层次结构产品智能优化设计方法,讨论了这种基于多层次结构描述的改进的遗传算法在多层次复杂机械结构方案设计中应用的技术,避免了标准遗传算法过早收敛于局部解,给出了一个具有多层次机械结构的设计实例,为多层次结构产品智能设计打下良好的基础.     

基于功能-原理-结构的产品模块划分方法

分析了功能-原理-结构的产品设计过程模型,研究了基于功能、原理、结构的零部件之间的相关性及量化方法。在结构相关性的研究中,提出了基于装配关系的零部件之间结构相关性及量化方法;构建了功能、原理、结构子相关矩阵,将子相关矩阵加权和生成综合相关矩阵;依据综合相关矩阵,以平均关联度为阈值,给出基于聚类分析的产品模块划分方法和步骤,实现基于功能-原理-结构的产品模块的划分。最后以减速箱为例,验证该模块划分方法的有效性。     

基于Pro／Mechanica某产品测试仪结构优化设计分析

通过有限元分析方法建立的机械结构系统分析模型已成为理论建模中重要的方法之一。基于Pro／Mechanica对某产品测试仪产品的结构设计进行有限元分析,对设计参数进行灵敏度分析及优化设计,建立以最大应力为目标函数、以应力极限为约束的优化数学模型,对其设计参数尺寸进行优化设计。通过优化设计,将产品设计与三维仿真及有限元分析系统有效地结合起来,可在满足精度要求的同时,满足产品设计的高效、低成本、自动化等要求。     

过程型机械系统的方案设计模型

针对锅炉、汽轮机等具有过程系统相似特征的特定机械系统,提出过程型机械系统的分类概念.借鉴过程系统的概念和理论,分析过程型机械系统的功能和结构,提出将该类机械系统的方案设计分为系统级的总体布置设计和单元级的过程部件设计2个层次,并分别在这2个层次上提出由“功能-行为-结构-知识”4元组构成的方案设计模型.通过抽象定义“广义过程部件”和“广义物料”2类对象,具体描述该方案设计模型中最为关键的物料变换逻辑,并提出一种具有普遍适用性的基于ID关联的过程型机械系统流程逻辑描述方法.应用结果表明,提出的方案设计模型合理有效.     

基于可拓设计的驾驶人多模态情绪感知装置研究

为科学决策和评价驾驶人情绪感知装置的最优化多模态组合方案, 本文基于可拓设计多功能产品创造法, 利用基元理论中的发散分析法分析了情绪感知装置的检测功能, 建立了类物元,并生成具体产品物元模型。分析了单一检测装置包含的3种安装位置间的重组关系, 拓展出一系列重组方案, 再利用优度评价法对其进行筛选。 最终确定了一种有效的多模态驾驶人情绪感知装置的组合方案。