刨切薄竹在书籍装帧设计中的美学特征与设计创新

目的探索刨切薄竹在书籍装帧设计中的美学特征及设计创新。方法从竹材在我国文化传承中发挥的重要作用出发,提出可将刨切薄竹作为书籍装帧设计的新型材料。阐释刨切薄竹的材料特性,例举其在产品、建筑等领域的创新应用现状,归纳出薄竹饰面板、薄竹胶合板和薄竹编织板等三种适合于书籍装帧设计的刨切薄竹后续加工类型,并从色泽美、肌理美、触感美、文化美、技术美等五个美学维度剖析刨切薄竹在书籍装帧设计中体现出的美学特征,并结合实际案例,提出设计形式创新与设计方法创新两条创新设计思路。结论刨切薄竹是一种继承传统竹材的文化情感与审美属性,又兼具现代科技感与优秀物理特性的新型高科技竹材,在推动书籍装帧设计多元化发展,应对国际化与数媒化的冲击下具有良好的研究与应用价值。     

网购产品包装的可回收性设计研究

网购产品包装主要存在包装质量不高、资源浪费较大、可回收率低、缺乏标准化等问题。网购产品包装应遵循生态环保、减量化的设计原则,采用可回收利用的环保包装材料,在设计的最初阶段就对包装的最终回收状态进行预测,并据此进行产品包装设计;"减去"不必要的包装用材,进行包装结构功能的减量化设计;同时,基于可回收性原则,对网购产品包装进行可再利用的趣味性设计、可重复利用的实用性设计以及功能转换的陈列性设计。     

结构性能化设计工具在家具设计中的应用和比较

目的 结合迅速发展的数字技术,探索家具设计方法和制造手段的新范式。方法 在数字设计领域“强结构”设计思潮的影响下,运用以图解静力学分析法发展起来的几种计算机结构性能化设计工具,如Polyframe、3DGS、Millipede3D,以及Ameba等,在家具设计中尝试将主动式结构找形与家具设计相结合,探索数字化家具设计原理及方法。结果 运用不断更新的结构分析与生成工具,将传统的、自上而下的设计师主导式设计转为自下而上的生成式全新工作流程,也创造了更新的、更生动的家具设计语言和形式。结论 随着计算机技术的高速发展,运算式设计逐渐成为设计的重要方法之一。新的设计流程从底层逻辑上打破了由包豪斯倡导的标准化材料选型和结构选型的设计局限性,突破了传统意义上功能优先的国际主义设计样式。同时,通过运算技术进行的材料优化、力学优化能更好地回应节能环保的需要,形成大批量定制的新时代形式美学和建构美学。     

基于便携式餐具的竹材设计形式研究

目的探索竹材在设计中的表现形式。方法以便携式餐具为基础,通过实地调查、市场调查和走访民间艺人以及设计师的方式,在分析竹材的材料特性、加工工艺和形式创造方法的基础上探索竹材在便携式餐具和包装设计中的各种呈现形式。结论通过对片状材料的运用、曲面的运用、立体部件的运用、材料的对比、原竹的拿来与破坏这几个方面的形式创造方法的运用,并以具体的设计案例,为该领域的相关产品以及竹材料在设计中的表现形式和运用方法提供了参考。     

An n‐material thresholding method for improving integerness of solutions in topology optimization

It is common in solving topology optimization problems to replace an integer‐valued characteristic function design field with the material volume fraction field, a real‐valued approximation of the design field that permits ‘fictitious’ mixtures of materials during intermediate iterations in the optimization process. This is reasonable so long as one can interpolate properties for such materials and so long as the final design is integer valued. For this purpose, we present a method for smoothly thresholding the volume fractions of an arbitrary number of material phases which specify the design. This method is trivial for two‐material design problems, for example, the canonical topology design problem of specifying the presence or absence of a single material within a domain, but it becomes more complex when three or more materials are used, as often occurs in material design problems. We take advantage of the similarity in properties between the volume fractions and the barycentric coordinates on a simplex to derive a thresholding, method which is applicable to an arbitrary number of materials. As we show in a sensitivity analysis, this method has smooth derivatives, allowing it to be used in gradient‐based optimization algorithms. We present results, which show synergistic effects when used with Solid Isotropic Material with Penalty and Rational Approximation of Material Properties material interpolation functions, popular methods of ensuring integerness of solutions. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

复合材料计算机辅助定量化结构设计

主要阐述计算机辅助复合材料定量化设计的基本方法，综述了如何采用细观结构计算设计方法描述复合材料的细观结构对宏观响应之间的定量关系，全面分析了面向计算机的复合材料定量结构设计的软件系统组成。     

基于系统观点的的材料设计

首次从系统论的观点,对产品设计中的材料设计进行了全面地分析.立足于"环境保护、实用、美观、经济"的基本原则,从人、产品、环境的角度考虑材料设计,阐述了材料与人,材料与产品,材料与环境之间的关系,为产品设计中的材料设计基本理论方法和设 计基本理论方法和设计评价准则提供了一定的借鉴.     

A continuum approach for second-order shape design sensitivity of elastic solids with loaded boundaries

A second-order shape design sensitivity analysis (DSA) method applicable to the shape change on the loaded boundaries is derived for three-dimensional linear elastic solids using a continuum method with the material derivative. The continuum method is also used to derive mixed second-order variations of stress and displacement performance measures with respect to shape design variables and distribution of non-conservative traction loads, and also with respect to shape design variables and material properties. A shape design acceleration field is defined for the second-order shape design sensitivity. Both direct differentiation and hybrid methods are presented in this paper. A numerical method, which can be implemented using established finite element analysis (FEA) codes, is developed. The feasibility and accuracy of the proposed second-order shape DSA method has been demonstrated by solving a structural example-doubly curved arch dam.     

机械产品中面向绿色成本的设计

以机械产品材料利用率为基础,构造了绿色度系数,乘以原来成本,转化成为绿色成本,并代替原来成本作为对设计优劣评判标准,将绿色设计思想引入面向成本的设计中,将面向成本的设计转变为面向绿色成本的设计.     

视觉障碍者日常用品创新设计研究

目的通过日常用品的设计解决视觉障碍者生活中的不便,使得视觉障碍群体获得良好的产品使用体验。方法调研分析典型视觉障碍群体的生理、心理特征及日常生活中遇到的问题,研究当前视觉障碍者日常用品的设计,从形态设计、材料设计、功能设计3个方面分析视觉障碍者日常用品创新设计方法。结论视觉障碍者日常用品创新设计应充分结合视觉障碍群体的特点和需求,从产品设计的形态、材料、功能等方面满足视觉障碍者的诉求,体现对视觉障碍群体的人文关怀。     

基于材料体验的产品创新设计方法研究

目的材料作为产品创新设计要素,将材料体验融入产品创新设计实践中,利用可拓学理论,将产品设计要素变量分类,建构产品设计创新的迭代过程。方法结合用户的个性化需求,提出基于材料体验的技术原理、特性、情感力3个设计要素,建立设计要素的物元变换模型。通过物元变换模型对产品功能要素和产品需求要素分别进行分析、变换、推理、判断,最终生成解决问题策略的方法,用表征化和形式化的模型推导演算出从发现问题到生成解决问题的策略。结论根据模型推导,充分发挥材料体验在产品创新设计中的推动力,实现差异化补偿的积极用户体验,给用户带来新的服务力。通过设计案例证明了该方法可有效提升用户满意度,为实现产品的集成创新提供了新的途径。     

基于石库门地域文化的导视系统设计研究

目的 以石库门地域文化为研究对象,探索地域文化特征应用于导视系统设计的创新方法。方法 收集石库门样本图片,用R语言进行聚类分析,筛选出典型样本。运用语义差异法获取石库门风格意象,采用层次分析法进行石库门设计因子的层次模型构建,从造型、色彩、材质3个方面进行设计因子的提取,搭建层次分析矩阵,计算设计因子的重要性,从而指导导视系统的设计。通过风格意象评价进行导视系统方案的筛选。结果 根据语义差异法和层次分析法,获取石库门地域文化的风格意象和设计因子,并将其应用于老码头创意园导视系统设计。结论 通过石库门风格意象和设计因子的提取方法,提升导视系统和地域文化的融合性,既能为导视系统的创新设计提供动力,又能提升场所的文化气氛,为文化传承指引方向。     

Selection of porous materials in marine system design: The case of heat exchanger aboard ships

Porous materials are processed in various areas of material science and manufacturing. Furthermore, the varieties of porous materials ensure great advantages to designers. This paper proposes a decision aid mechanism based on fuzzy axiomatic design (FAD) to select adequate form of porous materials in marine systems design. It enables elimination and choice of suitable material alternatives in respect to two sets of attributes: generic material selection attributes (GMSA) and specific material selection attributes (SMSA). Furthermore, the paper specifically addressed use of porous materials in plate type heat exchanger design to demonstrate the proposed model. It is expected that the paper ensures a novel procedure for marine engineers and naval architectures in conceptual design process of marine systems.     

乡村振兴下秸秆家具绿色模块化设计研究

目的 实施乡村振兴战略必须要优先考虑生态文明,以绿色发展引领美丽乡村的振兴。农村废弃秸秆焚烧产生的大量烟雾会对大气造成污染,从绿色模块化设计角度出发,分析秸秆材料的特点以及设计的多种可能性,对废弃秸秆进行有效利用以减少焚烧污染,将乡土材料转换为可利用的资源。方法 运用绿色模块化设计理念以功能与结构的相关性进行聚类划分,在此基础上对划分的模块进行零件变型设计,形成产品族的扩展设计,以增加产品的绿色属性及个性化需求。结论 明确了模块划分在秸秆材料家具设计中的实现方法,使其符合现代家具产品的使用功能、绿色属性及美学特征,拓展了自然材料在现代家具产品设计中的应用范围,优化了秸秆材料设计在家具领域的方法,传达了乡村振兴下的绿色生态发展理念。     

菌丝体材料产品化设计研究

目的 通过菌丝体材料的产品化设计实践,探索其设计原则与设计思路。方法 介绍菌丝体材料的特性并根据特性分析材料的可应用范围,阐述菌丝体材料的产品化现状及价值,并以材料驱动设计和可持续设计中的产品生命周期原则为理论依据,提出菌丝体材料产品化设计原则及设计思路。结论 总结出菌丝体材料产品化设计三原则,分别是材料的可持续性发展原则、产品的功能性与美观性兼具原则、创新产品的多样性原则,设计思路包括:认知菌丝体材料的特性;提出菌丝体材料的愿景;进行菌丝体材料的加工;测试菌丝体产品的功能;设计菌丝体产品的应用;探索菌丝体产品的可持续性。根据此原则与思路完成菌丝体板材设计,为今后的菌丝体材料产品化设计提供指导。菌丝体材料的产品化设计既可以拓展菌丝体材料的应用范围,规范菌丝体材料的设计流程,又能实现菌丝体材料的可持续性创新发展,为社会带来深远的环境和经济价值。     

现代产品设计中的适当设计理念

论证了在现代产品设计中提出适当设计理念的理由,阐述了适当设计的本质含义.并从消费需求、产品的功能、材料及造型等4个方面,对适当设计的具体运作方法进行了比较详细的分析和研究.同时也指出了,利用适当设计,可使产品能最准确地满足目标群体最真实、最合理的消费需求,以缓解当前因产品的过度设计所带来种种问题.     

Implementation of mechanistic-empirical pavement analysis in the State of Qatar

The State of Qatar is experiencing tremendous growth in infrastructure including road network and highways. The current methods used in design of asphalt pavements in the State of Qatar are empirical and might not be suitable for the design of long-lasting pavements. Given the significant increase in traffic, road authorities in the State of Qatar have been considering the use of mechanistic-empirical methods in the design and analysis of asphalt pavements. This study documents the results of a study in which the mechanistic-empirical pavement design guide (M-E PDG) software was used in the design of asphalt pavements with input parameters that were carefully selected to reresent local materials and climatic conditions. The selection of material properties was based primarily on specifications and design guides in the State of Qatar and on published literature about these materials. The mechanistic-empirical method was also used to assess the benefits of adopting the concepts of perpetual pavement design and also to compare the performance of pavement structures in which various bitumen grades, granular bases and chemically stabilised sub-base were used. A life-cycle cost analysis was carried out to determine the design with the highest net present value among the various options investigated. It is expected that the outcomes of this study would promote the use of mechanistic-empirical methods in the State of Qatar and the region. Inevitably, this will require significant efforts to calibrate material and damage prediction models used in the M-E PDG for more accurate representation of material properties and measured pavements performance.