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振动及噪音,会让人感到不舒服,如果以严格的要求来看则有可能对一些敏感的仪器造成伤害。金属船壳是由薄板及加强肋骨组成,非常容易将噪音传递到居住空间里,所以一般都会在船壳板上加上厚厚的隔音材料,将船壳与居住空间完全隔离。为了达到更好的效果,所占掉的空间相当大。
而复合材料的船壳则有不同的特性。复材结构本身可以采取减振设计,以减少外加的隔音材厚度,增加船内使用空间。
减振设计最重要的一个问题是防止振动的能量传递到居住空间,而这些振动源包括有主机、发电机、空调系统或是波浪击船壳等等,
减少噪音源并不是目前减振设计的重要方向,重要的是让居住空间里的人感觉不到这些振动和噪音。就像是故意设计让乘客完全处在一个封闭的空间之中。现在的隔音设计可以在空调的舱间里噪音值达到40分贝以下,而且做到重量轻、体积小。
舭线(Chine)的设计,这个位置在高速航行时会引起紊流及空蚀气泡击船壳,造成高频(hiqh-frequency)噪音。会让人感到相当不悦。
而另一种会产生低频噪音的则是波浪冲击在船底板及船侧板上所产生的,这种振动就不只在高速航行时才会发生。要减少这个噪音的传递,可以在船底及船侧交接位置加上芯材及纤维补强,使两面的接台更加平顺,宽度至少6寸,让Chine的刚性变大。而底板与侧板所造成低频嗓音的传递。可以用加强材将平板的间距缩小来减少,原则上至少要再加上适当重量的梁结构才行。
另一个主要噪音产生的位置是机舱。可以用隔离及吸收的方法处理。例如在机舱顶部及前方安装双层的隔音板,重点是两层隔音板之间留一点空隙,如此可以将传递型振动百分之百的阻绝,如果只是把隔音板的重量加倍而没有留一点空隙。那阻绝的效果只能增加30%左右。隔音材的固定也是要注意,接点位置使用弹性垫片,以阻尼作用吸收传递能量。
目前世界各国的抗震设计规范大多数都以保障生命安全为基本目标,即“小震不坏、中震可修、大震不倒”的设防水准,据此制定了各种设计规范和条例。依此设计思想设计的各种建筑物在地震中虽然基本保证了生命安全,却不能在大地震,甚至在中等大小的地震中有效的控制地震损失。特别是随着现代工业社会的发展,城市的数量和规模不断扩大,城市变成了人口高度密集、财富高度集中的地区,一般的地震和1995年的日本阪神地震,造成了巨.大的经济损失和人员伤亡。严重的震害引起工程界对现有抗震设计思想和方法上存在的不足进行深刻的反思,进一步探讨更完善的结构抗震设计思想和方法已成为迫切的需要。上个世纪九十年代,美国地震工程和结构工程专家经过深刻总结后,主张改进当前基于承载力的设计方法。加州大学伯克利分校的J.P.Moehlelll提出了基于位移的抗震设计理论;日本建设省建筑研究院根据建筑物的性能要求,提出了一个有关抗震和结构要求的框架,内容包括建议方案,性能目标,检验性能水准等:我国学者已认识到这一思潮的影响,并在各自研究领域加以引用和研究,如王亚勇、钱镓茹、方鄂华、吕西林分别发表了有关剪力墙、框架构件的变形容许值的研究成果,程耿东采用可靠度的表达形式,将结构构件层次的可靠度应用水平过渡到考虑不同功能要求的结构体系,王光远把这一理论引入到结构优化设计领域,提出基于功能的抗震优化设计概念。
我国现行的结构抗震设计,主要是以承载力为基础的设计,即用线弹性方法计算结构在小震作用下的内力、位移;用组合的内力验算构件截面,使结构具有一定的承载力;位移限值主要是使用阶段的要求,也是为了保护非结构构件;结构的延性和耗能能力是通过构造措施获得的。结构的计算分析方法基本上可以分为弹性方法和弹塑性方法。当前在建筑结构抗震设计和研究中广泛地采用底部剪力法和振型分解反应谱法等。这些方法没有考虑结构屈服之后的内力重分布。实际上结构在强震作用下往往处于非线性工作状态,弹性分析理论和设计方法不能精确地反映强震作用下结构的工作特性,让结构在强震作用下处在弹性工作状态下工作将造成材料的巨大浪费,是不经济的。随着人们认识的提高,结构的地震反应分析设计方法经过了两个文献的转变:(1)静力分析方法到动力分析方法的转变:(2)从线性分析方法到非线性分析方法的转变。其中动力分析方法就经过了从振型分解反应谱法到时程分析法、从线性分析到非线性分析、从确定性分析到非确定性分析的三个大的转变。作为一种简化实用近似方法,目前的推覆分析方法(Push—overAnalysis)受到众多学者的重视。它属于弹塑性静力分析,是进行结构在侧向力单调加载下的弹塑性分析。具体做法是在结构分析模型上施加按某种方式(研究中常用的有倒三角形、抛物线和均匀分布等侧向力分布方式)模拟地震水平惯性力作用的侧向力并逐步单调加大,使结构从弹性阶段开始,经历开裂、屈服直至达到预定的破坏状态甚至倒塌。这样可了解结构的内力、变形特性和能量耗散及其相互关系,塑性铰出现的顺序和位置,薄弱环节及可能的破坏机制。这种方法弥补了传统静力线性分析方法如底部剪力法、振型分解法等的不足并克服了动力时程分析方法过程中,计算工作量大的问题,仅用于近似评估结构抵御地震的能力。但是,传统的推覆分析方法基本上只适用于第一振型影响为主的多层规则结构,对于高层建筑或不规则的建筑,高阶振型的影响不容忽视,并且对于非对称结构,还必须考虑正、反侧反推覆的不同所带来的影响。此外推覆分析方法无法得知结构在特定强度地震作用下的结构反应和破坏情况,这限制了它在抗震性能设计中的使用。
地震动能量是刻画地震强弱的综合指标,它综合体现了地面最大加速度和地震持时两个反映地面运动特性的重要因素。结构地震反应的能量分析方法是一种能较好地反映结构在地震地面运动作用下的非线性性质及地震动三要素(幅值、频谱特性和持时)对结构抗震性能影响的方法。地震时,结构处于能量场中,地面与结构之间有连续的能量输入、转化与耗散。研究这种能量的输入与耗散,以估计结构的抗震能力,是结构抗震能量分析方法所关心的问题。结构在地震(反复交变荷载)作用下,每经过一个循环,加载时先是结构吸收或存储能量,卸载时释放能量,但两者不相等。两者之差为结构或构件在一个循环中的“耗散能量”(耗能),亦即一个滞回环内所含的面积。能量等于力与变形的乘积。一个结构(构件)所耗散的地震能量多,不仅因为它承担了较大的地震作用,还因为它产生了较大的变形。从这个意义上来看,耗能构件是用它自身某种程度破坏所作的牺牲,来维持整个结构的安全。所以,每次大的地震作用之后,人们看到那些没有其它途径耗散所吸收的地震作用的能量的结构,只有通过结构自身的破坏来释放所有的多余能量。因此,结构的抗震设计应当注意保证结构刚度、强度和变形能力的协调与统一,如结构的延性设计就是在传统的单一强度概念条件下进行的弹性抗震设计的基础上,充分考虑结构和构件的塑性变形能力,在设防烈度下允许结构出现可能修复的损坏,当地震作用超过设防烈度时,利用结构的弹塑性变形来存储和消耗巨大的地震能量,保证结构裂而不倒。
能量法在近半个世纪的研究中发现较快,但由于地震本身的复杂性能量与结构反应之间的关系仍需我们进行进一步的探索。
关键词:玩具设计 形式创新 题材拓展
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玩具是人们开展游戏活动的道具,对恢复提高体能、提高认知能力、慰籍心理及精神有着重要作用。玩具承载了人们的休闲行为,体现了人们的休闲方式,因此深受休闲文化的影响。中国有着光辉灿烂的文明,造就了玩具悠久而辉煌的历史。古代的劳动人民充分发挥自己的智慧和才能创造出了大量至今仍令世界为之叫绝、为之着迷的玩具,如九连环、七巧板、华容道、鲁班锁、围棋等。然而时至今天,由于历史的原因,中国的文化继承与发展出现了断层,有很多优秀的、传统的玩具远离了人们生活和视线。形成对比的是大量承载了西方文化和价值观的洋玩具充斥了中国市场,对人们尤其是儿童进行着不着痕迹的思想同化。因此,当前我国的玩具设计迫切需要继承与发展中国优秀的传统文化,深入剖析民族的精神风貌和心理,研究如何对优秀的传统文化进行传承,并以物质的形式加以实现,从而对玩具产品、休闲行为形成良好的引导,让中国玩具重新焕发生机,重立世界之林。
一、玩具的起源与发展
(一)玩具源于生存训练的本能
生存训练是一种动物的本能,以生存训练为动因的游戏活动,普遍存在于人类和动物界当中。动物的游戏活动和儿童的游戏活动有些相似,比如小猫喜欢抓毛线团是进行捕鼠技能的训练,小男孩喜欢玩打枪、打仗的游戏,是训练战斗能力的游戏。人类具有制造工具的智慧,玩具也就相伴着产生。在我国新石器时代遗址中发现的陶球、石球等就是最早的玩具。这些陶球、石球是用来狩猎的工具,同时也是儿童进行生存技能训练的道具,因此出现在儿童的墓葬中。至于其他的以车、船、马、工具等为题材的玩具都是生存本能驱动下所产生的。
(二)玩具源于民俗及信仰活动
从原始社会的图腾崇拜到后来的民俗信仰则产生了以精神慰籍为目的的玩具。很多的民间玩具都诞生于此,并在不断的演变与发展过程中形成了独具特色的文化和传统。在中国河南出土的距今约七千年的陶塑人偶,在埃及出土的距今约5000多年的粘土、木材、兽骨和象牙等材料制成的玩偶,最初都只是用来祭祀或避邪,虽然还不是玩具,却已成为很多民间玩具发展的源头。由原始社会的图腾祭祀及巫蛊,到农耕社会的冠、婚、寿、丧及节令庆祝等活动,产生了大量不同材料、不同题材和不同用途的器具和物品,成为人们精神世界的重要慰籍和寄托。如,非常著名的老北京传统玩具“兔儿爷”由最初的祭拜用神像演变成儿童的玩具;深受人们喜爱的山西布老虎,大都是由长辈为新出生的晚辈制作,成为驱邪避灾、平安吉祥的象征,也寄托了长辈们希望孩子能够健康成长的良好愿望,既是玩具,也具有实用价值。
(三)现代玩具的发展
传统的民间玩具依赖于手工艺人的技艺和修养,在其发展过程中有着深刻的民俗、文化烙印,具有强烈的时代特征。进入工业社会以后,由于科学技术及生产工艺的变革,大量新材料、新技术的应用极大地扩充了玩具所涉及的领域,玩具的功能也越来越丰富、越来越明确。如机动、电动、搪胶等类型的玩具大量出现在人们的生活当中,具有鲜明的现代特征。随着信息化社会的到来,网络及虚拟技术的应用又对以往的玩具形式造成了很大的冲击。网络及电子玩具功能的实现主要依赖于隐藏在产品背后的二进制数字,玩具物质形体本身的功能越来越弱,逐渐变为一个符号和象征。玩具发展到今天,其社会地位与传统相比也有了巨大的变化。随着物质文化生活水平的提高,传统观念中的“”已经发展成一个比较成熟的产业市场。
二、玩具的开发设计
(一)形式上的推陈出新
1.传统图案的再生
传统的民间玩具造型语言具有很强的符号特征,深受人们追求吉祥文化的影响。吉祥图案通常借用比喻、谐音、象征等手法,对花鸟鱼虫、动植物、人物、器物等题材进行描绘,赋予其吉祥、祈福、辟邪等寓意,寄托人们的情思。比如,用鸳鸯来比喻夫妻、情侣之间的深情缱绻;借用蝙蝠的读音,寓意对“福”的追求;用桃子、松鹤等象征长寿;用瓶子等器物象征平安等。如在天津地区中老年女性在新年时喜爱戴头花,人们会根据自己的年龄和愿望选择合适的图案:寿桃图案代表长寿,铜钱图案代表富贵,葫芦图案的代表对子孙的良好祝愿,喜鹊图案代表了吉祥喜庆。在中国的风筝当中,也有很多这样的吉祥图案,如蝴蝶闹春、百鸟朝凤、多福多寿等。这些图案代表了祖先们的智慧和善良的情怀,也符合人们的审美习惯和心理,因而得以在民间流传至今,为人们所喜爱。
虽然时代一直在变化着,但人们对未来的向往和追求是不变的。因此,在今天我们可以借用新的素材、用新的表现形式依然反映人们对美好生活的向往和追求。对传统图案进行简化、变形或重组,用现代语素进行传统的演绎。
2.新材料与新技术的应用
由于新技术、新材料的应用,以往无法实现的造型和结构在当前社会都能很容易实现,造型的空间也得到很大的扩展。例如,传统的陀螺由陶土、石头、木材、竹子及砖瓦等材料制作成钟形。而今天,塑料、金属、合成材料、光电技术的应用,使陀螺所展现的功能和效果越来越丰富,有金属陀螺、手捻陀螺、夜光陀螺、创意陀螺等,种类不胜枚举。电子技术及网络技术的应用,使得很多新类型的玩具也大量出现,带来了玩法上的推陈出新,如视频玩具车,可以利用wifi技术通过手机遥控玩具车做各种动作或记录视频。
3.造型语言的现代化处理
随着时代的变迁,人们的审美倾向和喜好都会有不同的变化,如同“环肥燕瘦”,各代表了一个时代。因此,在玩具的造型语言上要符合当代人的审美预期。比如北京“兔儿爷”曾经是儿童的玩具,如今也成为了老年人回味老北京、追忆童年的爱物,成为时下年轻人了解传统民俗的媒介。制作兔儿爷的名家在发挥传统风格的同时,关注年轻人的喜好特点,对兔儿爷的造型进行了大胆的革新,改变了传统兔儿爷的单一凝重表情,增强了喜庆的气氛,并充分借鉴了当代的造型元素和手法,创作了卡通版、娃娃版的新式兔儿爷,赢得了年轻人的关注与喜爱。
(二)题材拓展符合时代潮流
玩具的题材是吸引人们兴趣的重要因素。对玩具题材进行拓展一是要符合时代特点,二是要符合目标受众的需求特点。
1.传统题材的更新
不同的时代背景,人们对事物的认识和理解有所不同,对于玩具题材的喜好也会有所变化。以清代的棋类玩具升官图为例,其玩法是在棋盘上按由小到大的顺序排好不同级别的官职,用路线相连接,由最低职位开始,游戏者掷色子决定行棋步数,以先到终点者为胜。后来又出现了玩法基本原理相同,但题材不同的各种升官图,如“十二生肖升官图”、“二十四孝升官图”、“日用杂品升官图”等。到了当前,人们根据升官图的玩法又进行了革新,出现了“飞行棋”。这种由唐代开始流传至今的棋类玩具不断得到创新与改进,至今仍受大众欢迎,不能不说是题材与时俱进的结果。
玩具题材的选择还要符合不同受众的需求和喜好,不同年龄、不同社会背景的人对玩具的关注和喜好有很大的区别。以有着几千年历史的玩偶为例,玩偶在近十年变得异常火爆,是因为玩偶市场定位非常明确,相应题材充分满足了当前人们的心理需求。喜欢传统文化与技艺的人,对制作精细的泥人、面人等情有独钟,这些传统题材元素依然有着不少拥护的人群。喜欢潮流的人们时下对公仔有着异乎寻常的狂热,公仔一词来源于香港,是指人形的玩偶,其有别于传统玩偶之处在于独特的性格和形象的表现,公仔以T恤、波鞋、混搭为主题,更能抓住潮人们的眼球。如今,出自技艺精湛的艺术家之手的公仔已经脱离了人们传统观念中的,成为了一个个的艺术品。
2.主题的开发符合当代趣味
在玩具的开发设计中,还要有针对性地进行主题开发,这种有目的、有计划的开发策略才能保证产品符合当前的市场需求。主题开发要从中国的文化海洋中汲取灵感和素材,才能让民众有亲切感、认同感,从而达到传扬传统文化的目的。中国的节令、生肖、神话、传说等都有着浓厚的民族特色,以此为题材可以开发出许多富有传统意味又符合当代人趣味的玩具。例如,橙果公司根据中国的神话故事开发了许多系列的Q版玩偶,引起了很大的轰动;很多国外企业为了成功抢占中国市场,也对中国的传统文化进行研究并有针对性的进行广告策划,以期从情感上进行同化。如麦当劳针对中国的春节,推出了kitty系列玩具,整套设计充分把握了人们欢度春节时追求喜庆、吉祥的心理,同时融入了时尚的元素,成为一种文化借鉴的典范。
结语
[论文摘要]建筑设计方法是建筑师解决问题的办法,没有固定的模式。只能是凭自己的职业素养和生活经验,以建筑的方式服务于不同人群的生活与工作要求。所以对建筑设计方法和思路的各方面作以简单的阐述。
我国在改革开放以来,建筑体量增大、建筑复杂性提高,传统的凭经验、直觉的设计方法已无法适应建筑发展的需要。现代设计方法要求建立在明确的目标及秩序基础之上,设计计划将奠定系统化设计方法的基础,同时为多学科合作和使用者参与提供机会和方法,真正满足人们对建筑物质、心里的需要。
一、建筑设计的概念
建筑设计是指建筑物在建造之前,设计者按照建设任务,把施工过程和使用过程中所存在的或可能发生的问题,事先作好通盘的设想,拟定好解决这些问题的办法、方案,用图纸和文件表达出来 。使建成的建筑物充分满足使用者和社会所期望的各种要求。广义的建筑设计是指设计一个建筑物或建筑群所要做的全部工作。设计工作常涉及建筑学、结构学以及给水、排水,供暖、空气调节、电气、煤气、消防、防火、自动化控制管理、建筑声学、建筑光学、建筑热工学、工程估算,园林绿化等方面的知识,需要各种科学技术人员的密切协作。
二、建筑设计的构成要素及原则
(一)建筑设计的构成要素
1.建筑功能是人们建造房屋的主要目的之一,是指所建建筑的用途和使用要求。
2.建筑技术是建造房屋的手段,它包括建筑材料、建筑结构、建筑物理、建筑构造、建筑设备与建筑工程施工技术等各项技术保障。
3.建筑艺术形象也是人们建造房屋的主要目的之一,它包括建筑群体和单体的体型、内部和外部的空间组合、建筑立面构图、细部处理、材料的色彩和质感以及光影变化等综合因素所创造的综合艺术效果。
4.经济合理。建筑构造设计处处都应考虑经济合理,在选用材料上应就地取材,注意节约钢材、水泥、木材三大材料,并在保证质量前提下降低造价。
(二)建筑设计原则
1.整体性设计原则:整体性设计原则是把要设计的建筑作为由各个组成部分构成的一个整体来全面研究整体的功能、构成及其发展规律,从整体与部分相互依赖、相互结合、相互制约的关系中揭示系统的特征和运动规律。
2.综合性设计原则:对任一系统的研究,必须从它的要素、结构、功能、相互关系、历史发展等方面进行综合地考察。在综合的过程中把分析有机地给合起来。从综合出发,在综合的基础上进行分析,再回到综合。每一层次分析的结果都要反馈到上一层次的综合去与整体进行比较,按照比较的差异从新进行分析、修改、整合,使部分与整体达到高度的统一。
3.联系性设计原则:联系性设计原则要求要考虑到相互联系的诸多方面,不仅要考察研究对象这个系统本身的各个方面,还要考察系统的环境。环境是系统存在的外部条件。系统都是在一定的外部环境中发生、维持和发展的,与环境中其他系统有着种种相互联系和相互作用的。这种相互作用包括:环境给系统提供的资源和压力、系统给环境提供的功能和污染。因此,系统与环境是互塑共生的。
4.动态性设计原则:动态原则就是要探索系统的内外联系及系统发展变化的方向、趋势、活动的速度和方式,还要探索系统发展的动力、应用和规律。对于建筑设计来讲尤其要立足现在,兼顾未来,把握时代的发展方向。
5.有序性设计原则: 高层系统是由低层系统组成的,低层系统对高层系统具有构成性关系,同一层次的系统之间存在相干性关系。因此,系统都是有序、分层次的,是层层相包的结构关系。而且层次越低,结合度越强;反之层次越高,结合度越弱。结合度递减,层次结构更加稳定,由此可见,使用房间对功能区、单体对群体、基地对环境都具有构成性关系,其结合度应递减方能促进结构和功能的稳定。如果一个功能区过于依赖于它的上层系统,一旦上层系统中某个环节遭到破坏势必会影响到它的使用功能,甚至会瘫痪。因此,正确地确定各部分的关系,有效地进行功能分区,合理地组织各种流线和空间序列,是建筑设计中应认真对待的重要环节。
6.结构性设计原则:结构是要素在关系作用下的结合方式,是性能的载体,普遍地存在于事物之中。结构决定性能,性能表现可以反作用于结构。要素是结构的赖以结合者,要素运动的稳定与否、发展方向将影响结构的稳定与否和方向。关系是将要素连接起来的作用,是构成系统的纽带,关系质和量决定结构性能的稳定性。因此,必须了解它的结构。
7.最优化设计原则: 系统形成的过程实际上是差异整合的过程。差异的事物能够整合在一起,它们之间必定有同一性,相互需要、相互支持、优势互补,这是整合的前提和基础。通过差异的整合使建筑的各个部分有机地组织在一起,激发出正的整体效应,促进“整体大于部分之和”。
三、建筑设计的程序与组织
建筑设计的程序包括:方案阶段、初步设计阶段和施工图设计阶段。
初步设计阶段:首先应重新熟悉设计任务书、踏勘现场,进一步收集在设计中会有用的资料。切实了解项目所在地的环境情况和当地的一些有关的地方性法规。
初步设计阶段的图纸和设计文件,要求建筑专业的图纸标明建筑的定位轴线和轴线尺寸、总尺寸、建筑标高、总高度以及与技术工种有关的一些定位尺寸,在设计说明中则应标明主要的建筑用料和构造做法;结构专业的图纸需要提供房屋结构的布置方案图和初步计算说明以及结构构件的断面基本尺寸;各设备专业也应提供相应的设备图纸、设备估算数量及说明书。
在完成了初步设计的设计文件后,设计单位应当经由建设单位向有关的监督和管理部门提交全部初步设计的设计文件,等候审批。
施工图设计阶段:对初步设计的文件进行细化处理,达到可以按图施工的深度,并且满足设备材料采购、非标准设备制作和施工的要求。
施工图设计阶段的图纸和设计文件,应提供所有构配件的详细定位尺寸及必要的型号、数量等资料,还应绘制工程施工中所涉及的建筑细部详图。其它各专业则亦应提交相关的详细的设计文件及其设计依据,并且协同调整各专业的设计以达到完全一致。
在施工图文件完成后,设计单位应当将其经由建设单位报送有关施工图审查机构,进行强制性标准、规范执行情况等内容的。
四、设计思维的创造性与个性化
建筑的个性,不仅来自于其形式,而且要在满足其使用功能需要的基础上,符合使用的个性和审美要求,通过把人的情感方式和生活方式客观化,创造一个具有文化意味的人性化的空间,使建筑以及和建筑相关的一切都带有人格的力量。个性化设计内涵其实就是一种“以人为本”的思想,是对人性关怀的一个表现。
参考文献
[1]皮亚杰,《结构主义》,商务出版社,1996.
[2]勒·柯布西耶,《走向新建筑》,天津科技出版社,1998.
[3]汪坦,陈志华主编,《现代西方艺术美学文选建筑美学卷》,洪叶文化事业有限公司.
【关键词】 机械产品 现代设计 计算机
1 现代设计理念概述
所谓设计就是根据一定的设计目的和产品应用要求,借助一定媒体将软性思维转化为相关产品信息、产品模型的过程。因此,机械产品的设计必须具有目的性、结构性和严谨性,而现代设计是基于提高设计速度和设计水平为出发点,将智能化和自动化充分运用于产品设计与研发当中的一种设计方法。因此,机械产品现代设计理念的特点就是智能化和自动化。在上世纪80年代以前,我国在设计领域中的一些设计技术、设计方法、设计理念相比国际上相对落后,对于一些先进科学技术的应用知之甚少,而为了强调设计技术的变革,通常把我国过去常用的设计称为传统设计,而把国际上兴起的新兴设计技术称为现代设计。经济的快速发展必然要求生产效率的提高,而生产效率的提高必须要将新兴科学技术充分运用于生产领域中,因此机械产品功能的多样性、机械产品结构的复杂性、机械产品使用寿命的长期性必然会给机械设计提出时代课题。随着科学技术的高速发展,在产品设计绘图、加工制造等方面的研究已经取得了一定的成果,但计算机在产品初期设计中的应用却少之又少,因此计算机在设计中的应用是机械产品现代设计方法的必然选择。
2 机械产品现代设计方法类型
2.1 系统化设计方法
所谓系统就是整体与部分之间相互联系、密不可分的一种构成方式。同时,每个组成部分又具有独立性,每个组成部分发挥的作用也不尽相同,这些不同的作用对于整体而言又是必不可少的,正是由于不同元素之间的相互作用,才维持了整体作用的持续发挥。系统化设计方法正是对系统原理的充分体现,系统化设计方法理论源于德国学者Pahl和Beitz教授,我国多学着在设计实践中充分借鉴西方国家设计理念,同时根据我国实际情况对系统化设计理论不断进行深化,一是从产品开发过程的宏观性为出发点,根据用户需求,利用质量功能布置法,以产品开发阶段技术要求为目标,系统地将客户需求转化为实际产品功能。二是借助生命系统理论将产品视作为层次分明的生命系统,在产品设计过程中进行层次上的划分,以达到产品功能结构的系统性。设计就本质来说是产品要求和设计者自身思想的有效结合,因此不同设计者对待同一产品会有不同的角度和思路,总的来说,具有代表性的系统化设计方法主要包括设计元素法、图形建模法、“构思”―“设计”法、矩阵设计法、键合图法等等。
2.2 结构模块化设计方法
结构模块化设计方法是从规划产品的角度出发而提出的,而这种方法的设计任务又是以产品结构为基础,利用产品通用零部件来确定设计任务,同时在分解设计任务时就要充分考虑好不同零部件之间存在的作用冲突,解决好矛盾,同时还要及早预测生产能力和费用,由此来提高设计效率,从而降低产品研发成本。设计任务的功能化产品结构共分为四层:产品―功能组成―主要功能组件―功能元件。为了更好地评价专用机械设计和更有效地规避制造风险,在专用机械设计中采用功能化的产品结构将充分发挥优势作用。
2.3 基于产品特征知识的设计方法
利用计算机的语言识别功能来描述产品特征及相关专家的知识经验是基于产品特征知识设计方法的主要特点,这种方法实际上是利用知识库和推理机及已储存领域知识来实现计算机辅助产品的方案设计。产品特征是机械系统方案设计的主要依据,而设计领域相关专家的知识和经验又是对机械系统特征的规律性把握,基于产品特征知识的设计就是利用这两个方面来进行推量和决策,从而来完成机构的型、数综合。而知识的自动获取、表达、集成、协调管理和使用,又是实现这一阶段计算机辅助设计的必然前提。综观国内外设计学者针对机械系统方案设计知识的自动化获取的研究,采用的方法主要包括:编码法、知识的混合型表达法、利用基于知识的开发工具、设计目录法、基于实例的方法这五种。
2.4 智能化设计方法
根据设计方法学理论,借助三维图形软件、智能化设计软件和虚拟现实技术,以及多媒体工具来进行产品开发设计是智能化设计方法的主要特点。数学系统理论和系统工程理论是智能化设计方法的理论支柱,在利用这两个理论时,充分利用产品设计技术和系统开发方法学研制出与产品设计初期相适应的多媒体开发系统软件是智能化设计方法的基本原理。
3 结语
机械产品的系统化设计方法、结构模块化设计方法、基于产品特征知识的设计方法、智能化设计方法是机械现代化设计的主要内容,而这四者之间又有着密切的联系。在信息化的时代背景下,科学技术飞速发展带来了机械产品功能与结构的深刻变革,但机械产品功能与结构的变革与机械设计的发展却并不同步,机械产品方案的设计手段显得力不从心,跟不上时展的需要。由于这四者之间密切的联系,要想有效的实现机械化设计的现代化,还必须对这四种方法进行综合运用。而计算机辅助功能在机械设计领域的运用也必然会带来新技术、新方法、原理的大量涌现。因此,在机械现代化设计中必须将计算机功能充分运用其中,因为计算机的运用本身就是信息化、智能化的一个重要标志,计算机在机械设计中的应用也必然会在很大程度上提高设计水水平、加快设计速度。所以机械现代化设计是机械设计的必然发展趋势。机械产品作为生产领域的重要生产工具,它的变革往往会带来整个生产领域的变革,从而带动经济的发展,而机械设计已经从传统走向了现代,这是思想变革和技术变革的有效结合,为了实现我国机械设计的现代化,必须完善创新机制,加大科研投资力度,培养机械设计人才队伍,只有通过技术创新才能够保证我国机械设计能够步入世界先进行列。
参考文献: