概念設計論文精品(七篇)
時間：2023-01-04 19:57:00
序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇概念設計論文范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。
篇(1)
1概念設計的內涵與特征
“概念”一詞的本義在《中國大百科全書》中的解釋是“懷孕，孕育的意思，即經過十月懷胎之后生成的一種新事物”。概念設計是設計師對建設場地進行實地考察后，有意識的針對場地中的環境構成元素進行深入分析，提煉，濃縮而成的一種可以統領全局，貫穿設計過程始終的構思主線。它一般以抽象的形式出現，追求神似而非形似，具有非理性因素的思維特征，往往是設計師的一些頓悟、靈感就可能形成一些重要設計項目的原始創作意念。同時，概念設計具有很強的實驗性，有時甚至純粹是一種嘗試，完全在從事探索性活動。
2概念設計的重要性與意義
概念設計自從上世紀問世以來，已經被許多世界建筑大師在一些重要建設項目中恰如其分的運用，其重要性是不言而喻的。在建設項目的前期階段，概念設計的主體地位是不可辯駁的。倘若沒有優秀的創作意念作為引領整個設計的主線，策劃方案設計就會一團散沙，缺乏整體性、有機性，讓人有隨意拼湊，抄襲之感。另外，重視概念設計有利于激發創作靈感，增強設計師的原創意識，不致步人后塵，而走上自主創新的道路。
3概念設計的策略與方法
首先要對場地的環境因素進行有意識的分類與整理，分析各個條件之間的內在聯系與制約關系。從宏觀的角度進行分析，不拘泥于細小的實際工程問題，著眼于大局。其次，要充分運用聯想的方法，輔助于文學，藝術等學科的知識，使頭腦中朦朧，散亂的想法明晰準確地表達出來。在當今建筑全球化背景下，把握地域性，堅持功能性，重視形式性，考慮經濟性是建筑創作的核心所在。建筑創作的突破口往往在學科邊緣或者交叉學科中。再次，要擺脫自身的思維定式，對于掌握概念設計來說這種思維定式非常不利。因為如果設計者從自身已有的知識出發來進行概念設計，必然會受自身思維定式的影響，所設計出來的成果必然不太理想。設計者需要拋棄傳統的為了做某個設計而進行資料收集，文獻閱讀的不良習慣，在平時就要有意識的閱讀一定量的理論方面的文獻，積累一套行之有效的設計手法和解決實際問題的策略。最后，要學習已有的優秀作品的概念設計過程，做深入的設計分析與表達，因為設計分析與表達作為一種學習方法對于初學者來說是大有裨益的。
4概念設計的應用舉例
4.1這是一個改建項目，位于南京幕府山腳下，原為長安汽車制造廠，現在破產了，改為藝術家村租給藝術家使用。我們一行8人對場地進行數次實地調研。最后我從場地的地形特征——象一條小船，以及場地的環境特征——背山面水，左右圍護，三面環山的特點出發提煉出整個區域的設計概念“船”。后來聯想工廠破產的情景，以及藝術村將來經營的狀況決定再加入風險因素“渡”，因而我的設計概念變為“渡船”。接下來又融入了文學因素，考慮藝術村商業運作的需要加了“的情懷”，最終我的設計概念變為“渡船的情懷”?？紤]到整個區域內不同位置的經營狀況，現狀條件不同，又將整個區域分成6個小區域，每個區域都以自身獨有的特征命名，并貫穿在總概念之中，使其有分有合，統一之中蘊含變化。最后，我對場地內的淺藍色區域進行了環境概念設計，編寫了整個區域的故事書，使中心概念在故事書的烘托下顯得更加豐滿。(4.2陜西西安某古墓博物館的概念性建筑方案設計中筆者就運用了傳統民居地坑院入口的概念。古墓博物館顧名思義是在新發現的古墓建筑群上就地建設博物館，以最大可能的保護原址，并使博物館建筑本身具有靜謐，昏暗，冥冥之光的氣氛。為了營造這種氣氛筆者想到了傳統民居四合院的空間布局，將古墓建筑群原址保護在地下一層，地上再建二層將古墓發掘的寶藏進行展示，地面建筑四周沒有開窗，參觀者從室外通過踏步盤旋而上到屋面層，而后再從屋面盤旋而下到達至各層，各層展廳均有入口對外開在走廊上，打開入口天井中的自然光與室內的人工光源交相呼應，在室外樹木的遮擋下，室內光影斑斑，忽明忽暗，更加突出了建筑的神秘性，場所感。置身其中使人有一種強烈的空間感受和震撼的視覺沖擊，崇拜仰慕之情油然而生，這正是建筑師所期望達到的效果，使參觀者能有深切的體驗空間，參觀之后難以忘情。(見圖2)
篇(2)
作者：孫立 單位：中鐵第四勘察設計院集團有限公司
注重無砟軌道排水設計軌道結構設計過程中應該全方位考慮排水設計及其可靠性和耐久性。水永遠是無砟軌道結構最持久的敵人，也是無砟軌道能否保持60年使用壽命最主要的控制因素之一。因此，在進行無砟軌道結構設計，尤其是隧道內無砟軌道結構設計時應該特別重視無砟軌道結構的排水設計，并將無砟軌道結構的排水設計納入整個線路排水設計系統。在實際軌道結構設計工作中，對于CRTSII型板式無砟軌道側向擋塊的設置影響軌道板表面排水、CRTSI型框架板式無砟軌道框架內排水這些在運營過程中已經發現容易積水的部位應該進行特殊設計。對于板式無砟軌道梁面采用中間排水，為了將軌道二側的積水排到中間排水溝而采用在軌道板內預留圓形、半圓形的排水管，尤其在南方雨量較大，且暴雨比較集中的地區證明其效果均不佳，在實際采用中應該慎重，因此敷設板式無砟軌道范圍的橋梁最好采用三面排水的方式。隧道內漏水一般具有較強的腐蝕性，為了避免腐蝕性滲水影響無砟軌道的耐久性，在實際設計中應該確保隧道排水措施到位，針對無砟軌道設計應該在二線之間設置中間排水溝，同時保證可能的滲水低于無砟軌道結構底面。在路基地段，一直存在中間堆高表面敷設混凝土結構(含瀝青混凝土結構)和中間設排水溝兩種方案，兩個方案各有優缺點，前一個方案還存在表面敷設素混凝土還是瀝青混凝土的區別。應該說在北方寒冷地區，采用中間設置排水溝，由于該方案需要在路基中埋設橫向排水管，一方面對于路基的整體性產生一定的影響，另一方面即使排水管按照設計要求位于凍脹線以上，個別情況下還是存在橫向排水管凍裂、冰塊堵塞排水管等現象影響排水的通暢，因此在北方嚴寒地區建議采用二線中間堆高表面敷設混凝土結構向軌道二側的排水方案。相比較北方雨水較少，南方地區雨水豐沛;另一方面，二線中間堆高表面敷設混凝土結構向軌道二側的排水方案由于存在無砟軌道軌道板(道床板)與堆高表面敷設混凝土結構之間縫隙封堵困難，且封堵遇水膨脹橡膠條的耐久性滿足設計要求困難，因此建議在南方雨水地區采用中間設置排水溝的排水形式。明確軌道施工要求軌道工程施工圖設計應該強調對于施工中的重要部位提出重點的施工要求。尤其對于施工縫的處理，對于其鋼筋搭接率、新老混凝土界面應該說明詳細的處理措施及施工注意事項。
橋梁地段單元軌道結構設計在橋梁梁縫地段軌道結構是單元還是連續、無砟軌道單元結構長度多少合理，國內進行了大量的研究和實踐。從CRTSII型板式無砟軌道的設計理論和實踐經驗來看，橋梁地段無砟軌道的單元長度當然可以確定為無限長。從結構設計原理的角度來進行分析，無砟軌道的單元過長，其內部結構受力舒緩需要通過限制位移的方法來保證軌道結構的幾何形位，其前提必然是相關限位措施和橋梁、底座板、軌道板以致鋼軌的合龍或鎖定溫度及其關系必須得到嚴格控制，否則軌道結構的穩定性必將受到影響，進而影響軌道結構部件的強度和穩定性、耐久性。因此應該針對目前出現的CRTSⅡ型板式無砟軌道板與水泥乳化瀝青砂漿離縫及其拍打問題、CRTSⅡ型板式無砟軌道板滑動層竄出及其維修問題、CRTSⅡ型板式無砟軌道軌道板承軌臺開裂、CRTSⅡ型板式無砟軌道寬接縫裂縫及軌道板預裂縫裂縫寬度過大等問題展開深入研究。路基地段單元軌道結構設計德國高速鐵路即是路基地段軌道結構采用連續結構，其最大的優點是路基地段無砟軌道支承層可以采用水硬性支承層代替鋼筋混凝土結構，降低軌道工程造價;另外一方面，路基地段德國無砟軌道設計理念借鑒了高速公路從路面到路基剛度遞減的設計理念，而高速公路路面與下部路基結構之間即敷設了一層水硬性材料。相比較CRTSI型板式無砟軌道在路基地段軌道板采用單元結構，底座采用3～4塊軌道板長度的鋼筋混凝土長單元結構，CRTSI型雙塊式無砟軌道結構必須采取一定的結構設計及施工措施控制混凝土裂紋，并且從目前國內外幾條建成通車的高速鐵路來看，國內雖然對于CRTSI型雙塊式無砟軌道道床板裂紋控制取得了一定成效，其裂紋寬度基本控制在0．2mm規范允許的范圍內，但是從根本上避免CRTSI型雙塊式無砟軌道道床板裂紋存在一定的技術困難。第二，為了控制CRTSI型雙塊式無砟軌道道床板兩端的穩定性，必須在道床板兩端一定范圍內設計較強的限位措施，如端梁、銷釘等，并且需要制定完備的施工質量保證措施，否則容易導致路基地段連續道床板結構兩端鼓起，嚴重情況下可能導致設置的端梁結構失效。第三，連續道床板結構保持在線路上的穩定的前提是道床板結構與支承層之間保持可靠的粘結，因此在施工過程中應該保證支承層表面的拉毛質量符合設計要求，尤其在施工合龍地段，其支承層拉毛容易被施工車輛破壞，因此在施工道床板之前應該確保支承層拉毛滿足要求，且支承層表面的浮渣等清理干凈。
無砟軌道結構設計是一個系統工程，結構設計一方面應該與橋梁、隧道、路基等相關工程協調，而且應該考慮環境因素、施工因素、運營維護因素、軌道工程內部各組成結構等的影響和相互作用。堅持單元設計理念，合理確定軌道結構單元的長度。另外一方面，針對目前敷設的連續軌道結構，尤其是橋梁地段跨越梁縫的CRTSⅡ型板式無砟軌道，應該針對目前的運營現狀，有針對性開展系列監測活動，并對監測結果進行分析研究，一方面形成連續敷設無砟軌道理論計算體系并確定相關主要設計參數，另外一方面積累數據編制CRTSⅡ型板式無砟軌道的養護、維修規程。
篇(3)
1.1概念設計知識分類與表達
概念設計是對設計問題加以描述,并以方案的形式提出眾多解的設計階段[7].概念設計從不同的角度有多種定義[8].一般認為,概念設計是指以設計要求為輸入、以最佳方案為輸出的系統所包含的工作流程,是一個由功能向結構的轉換過程。
圖1描述了一般概念設計的工作流程,它包含綜合與評價兩個基本過程。綜合是指根據設計要求,運用各種分析、設計方法推理而生成的多個方案,是個發散過程；評價則從方案集中擇出最優,是個收斂過程。概念設計是將所設計的產品看成一個系統,運用系統工程的方法去分析和設計。具體說,概念設計就是將設計對象的總功能分解成相互有機聯系的若干功能單元,并以功能單元為子系統進行再次分解,生成更低一級的功能單元,經過這樣逐層分解,直至對應的各個最末端功能單元能夠找到一個可以實現的技術原理解。概念設計的主要任務是功能到結構的映射,概念設計過程主要包括：功能創新、功能分析和功能結構設計、工作原理解的搜索和確定、功能載體方案構思和決策。
根據概念設計的過程及人在設計時的認知特點將概念設計知識分為元知識和實例知識（其分類如圖2所示）。元知識中主要包括功能知識、技術原理解知識、結構知識等。實例知識中主要包括方案設計實例、技術原理解實例、產品實例等知識。
（1）功能知識。主要描述產品完成的任務,描述產品的功能及功能子項。描述產品要完成的功能,包括功能內容、實現參數、性能指標等；
（2）技術原理解知識。描述產品功能及功能子項的原理解答。它的表達要復雜些,一方面可用文字、數字表達它的說明、解答參數,另一方面,要有圖形支持產品原理解答；
（3）結構知識。描述產品的結構設計狀況,是對原理域知識的細化和擴充,是求解原理解的結構載體,可描述產品關鍵部分的形狀、尺寸和參數。產品功能結構的映射（簡稱為功構映射）就是對產品的功能模型進行結構實現的求解,是將產品功能性的描述轉化為能實現這些功能的具有具體形狀、尺寸及相互關系的零部件描述。在這里功能是產品結構的抽象,是結構實現的目的；而結構則為實現某功能而選用的一組構件或元件。功能結構間的關系一般而言是多對多的映射關系。一個功能可能由一個或多個特征或元件實現,而一個特征或元件也可能完成一個或多個功能；
（4）實例知識。已成功或失敗的設計范例,包括方案設計實例,產品結構知識實例、技術原理解實例等。它包含了更多的實際因素,是類比設計和基于實例推理設計的基礎。
以工程機械中某型滑模式水泥攤鋪機為例,總功能為攤鋪水泥路面,總功能可細分為滑模作業、控制作業等功能,滑模作業功能又可細分為提水泥漿、擠壓成型等功能。其中某個功能的實現可能會由幾個結構組合而成,例如滑模式水泥攤鋪機滑模作業功能就是由螺旋分料器、刮平板等幾個結構一起才能實現。圖3為該水泥攤鋪機的功能層次定義和功能分解結構舉例。該產品所對應的結構分解則如圖4所示。圖5中給出了對于滑模作業功能的技術原理解簡圖、技術原理解的評價、參考產品,以及實現該功能的說明等相關的知識。
如何利用計算機技術對概念設計予以支持,對概念設計知識進行有效的管理,至今仍沒有較好的解決方法。目前的知識建模主要是專家系統,最常用的知識模型包括框架、產生式規則、語義網絡、謂詞邏輯等。專家系統的知識建模主要側重符號層的系統實現,很少考慮動態的,非結構化的知識,造成專家系統解決問題的局限性,使得專家系統不能解決大型復雜問題。
本體作為“對概念化顯式的詳細說明”[9,10],研究領域內的對象、概念和其他實體,以及它們之間的關系,可以很好地解決概念設計知識的表達、檢索和重用等問題。采用本體描述概念設計知識可以支持細粒度的產品語義信息的描述,可以形式化地定義特定領域的知識,如概念、事實、規則等；支持語義層面的集成和共享,基于本體的知識定義可以對知識作普遍的、無歧義的語義解釋,可以保證不同使用者之間進行語義層面的信息共享和互操作。
1.2本體建模過程描述
本體是某一領域的概念化描述,著意于在抽象層次提出描述客觀世界的抽象模型,它包括兩個基本的要素：概念和概念之間的關系。本體的構建必須滿足以下的要求：對目標領域的清晰描述；概念或概念之間關系的明確定義；一般性和綜合性原則。本體可以有多種表述方式,包括圖形方式、語言形式和XML文檔形式等。
基于本體的產品概念設計知識建模過程包括3個階段：
（1）產品概念設計知識目標確定。產品概念設計知識定位,概念設計知識的定位決定本體構造的功能需求及最終用戶。
（2）產品概念設計知識本體分析與建立。根據需求分析,確定該領域的相關概念及概念屬性,并用XML語言進行形式化描述。這個階段是建立概念設計知識本體的關鍵環節,直接影響到整個本體的生成質量,同時也是工作量最大的階段。
（3）產品概念設計知識本體評價。對所創建的本體進行一致性及完備性評價。一致性是指術語之間的關系邏輯上應保持一致；完備性是指本體中概念及關系應是完善的。我們稱該3階段的組合為產品概念設計知識本體建模的一個生命周期（見圖6）。
1.3概念設計知識的本體表示
在此我們以工程機械中滑模式水泥攤鋪機為例,結合圖3～圖5中的實際知識,從概念實體、概念屬性及概念間關系等方面來說明產品知識、功能知識、技術原理解知識、技術原理解實例等概念設計知識的本體表示,通過概念蘊涵、屬性關聯、相互約束和公理定義等方法揭示了概念間的本質聯系,形成一個語義關系清晰的產品概念設計知識模型。建模采用目前最新的OWL語言描述。
表述的語義為一個滑模式水泥攤鋪機繼承了一個產品的所有屬性,此外還具備了關系屬性：攤鋪能力,同時,又對屬性攤鋪能力作了限制：只能應用于滑模式水泥攤鋪機領域,且取值變化只能在攤鋪寬度中（省略了關于滑模式水泥攤鋪機類似屬性的定義,如攤鋪厚度和攤鋪速度等）。
（3）功能知識類
<owl：Classrdf：ID=“功能知識”>
<owl：Restriction><owl：onPropertyrdf：resource=“#功能名稱”/>
<owl：cardinality>1</owl：cardinality>
</owl：Restricton>
<owl：Restriction><owl：onPropertyrdf：resource=“#產品”/>
<owl：mincardinality>1</owl：mincardinality>
</owl：Restricton>
</owl：Class>
表述的語義為一個功能知識只有一個功能名稱,且最少具有一個相關產品（省略了功能知識類似屬性的定義,如功能編號、功能說明、創建人、創建時間、存儲位置等）。
（4）功能技術原理解類
<owl：Classrdf：ID=“功能技術原理解”>
<owl：Restriction>
<owl：onPropertyrdf：resource=“#功能知識”/></owl：Restricton>
<owl：Restriction>
<owl：onPropertyrdf：resource=“#技術原理解簡圖”/></owl：Restricton>
</owl：Class>
表述的語義為一個功能技術原理解具有對應的功能名稱,相關的技術原理解簡圖（省略了技術原理解類似屬性的定義,如評價、參考產品、創建人、創建時間、存儲位置等）。
上述描述中,使用類公理（subclassof）描述了兩個類（概念）之間的繼承關系,如滑模式水泥攤鋪機類是產品類的子類。在描述類屬性時,使用關系屬性（objectproperty）描述了類的某個屬性同時也表示了兩個類之間的某種關系,如攤鋪能力既是滑模式水泥攤鋪機類的一個屬性,同時也表達了和攤鋪寬度類之間的對應關系。另外,使用屬性公理domain和range表示屬性的應用領域和屬性的取值范圍,如屬性攤鋪能力只能用于滑模式水泥攤鋪機類,且它的取值只能是攤鋪寬度數據集。
1.4基于本體的概念設計知識管理的特點和優勢
基于本體的概念設計知識管理可以讓設計人員更好地重用已有的概念設計知識,基于本體的概念設計知識管理具有以下的一些特點或優勢：
（1）支持用戶定制知識類別。產品概念設計過程中,需要運用多種類型的知識,如：功能類、功能技術原理方案解類等。這些知識的描述和使用有著不同的特點,不能用相同的描述框架來處理?；诒倔w的設計知識建模允許用戶對設計中知識類別加以定制,針對每一類別定義其描述屬性,從而較好的解決了概念設計中多來源多類型知識的表示問題。
（2）支持概念共享的知識庫構建。概念設計知識本體的構造澄清了概念設計領域知識的結構,為概念設計知識的表示打好了基礎,而本體中統一的術語和概念也使概念設計知識更好地共享成為可能?；诒倔w的概念設計知識表示在區分不同知識類別的同時,建立起概念間的共享聯系。通過概念間的共享機制,避免了設計知識庫的數據冗余和數據不一致問題,方便了知識的建模錄入、檢索及統計處理。
（3）多視圖和基于本體概念的知識檢索。在目前的應用系統中一般采用基于關鍵字的數據庫查詢方法,由于其數據庫組織不是建立在能夠表示概念之間的關系、事實和實例的領域模型的基礎上,因此無法實現智能查詢和信息推理,也就無法解決語義異構性問題。由于不同的組織和人員可能使用不同的詞語表示同一個含義,因此查詢系統得不到意義相同但用詞（語法）不同的內容。當需要對多個數據源進行查詢的時候問題更為明顯,多意詞和同義詞會使查詢得到許多不相關的信息,而忽略另外一些重要信息。
在基于本體的概念設計知識管理中由于具有統一的術語和概念,知識庫建立在本體的基礎上,使得基于知識的設計意圖匹配成為可能。采用基于知識、語義上的檢索匹配,對用戶的檢索請求,通過查詢轉換器按照本體把各種檢索請求轉換成對應的概念,在本體的幫助下從知識庫中匹配出符合條件的數據集合,解決了語義異構的問題。
從人在設計時的認知特點出發,可以采用基于功能分解樹的功能設計知識檢索視圖、基于產品分解結構樹的結構設計知識檢索視圖,還可以利用本體中已定義的概念定義其它知識檢索視圖,比如需求功能知識檢索視圖、軟件工具使用知識檢索視圖等,實現基于知識檢索的設計意圖的匹配。
2、基于本體的概念設計知識管理
2.1概念設計知識管理系統結構
結合工程機械行業的實際,本文提出了圖7所示的基于本體的產品概念設計知識管理系統結構,系統按照知識產生、獲取和利用的流程來構建,系統結構主要包括概念設計知識管理工具、數據接口程序以及基于本體的概念設計知識庫,具體由4個部分構成。
（1）概念設計知識獲取。概念設計知識的獲取包括從概念設計知識本體定義、本體之間關系定義、本體知識庫生成到概念設計知識獲取整個過程。
（2）概念設計知識維護。主要包括從概念設計知識本體維護、本體關系維護、知識庫重新生成到概念設計知識維護的過程,實現對本體的屬性修改,各類知識之間的關系維護,以及知識庫的更新等。
（3）概念設計知識檢索重用。系統中提供基于多視圖的知識檢索方式,如基于功能分解樹的功能設計知識檢索視圖、基于產品分解結構樹的結構設計知識檢索視圖,及用戶定義的其它知識檢索視圖。此外系統提供基于本體概念的知識檢索方式,通過本體映射庫,可以實現同義詞的檢索,保證可能會采用不同的概念和術語表示相同的設計信息的人可以得到相同的知識幫助。
（4）概念設計知識庫的構建。要實現基于本體的,支持客戶自定義的概念設計知識管理,系統必須由足夠的柔性,支持各類知識的存儲,作為系統基石的知識庫的構建就不能采用完全預先定義的方式,在系統中我們采用基礎數據庫加上在此基礎上經過本體定義工具動態生成的各類知識庫的方法保證基于本體的知識管理的實現。
2.2概念設計知識管理關鍵技術及實現
篇(4)
概念車的研發技術投入大、風險高。但隨著我國汽車工業的快速發展，各大知名企業逐漸認識到概念車對于企業未來發展的重要性，紛紛推出自主品牌的概念轎車，形成了具有中國特色的汽車產業。作為中國四大汽車企業集團之一的東風汽車公司，也致力于研發自主品牌轎車。如東風風神ISG型混合動力轎車，秉承了“人性、自然、科技”的造車理念，致力于減少車輛行駛過程中二氧化碳的排放，降低油耗，集成了東風近10年混合動力汽車的研發成果，在不降低原有動力性的情況下，實現綜合節油率20％以上，可實現停車停機、滑行熄火、驅動助力、制動能量回收等功能，從而達到節油環保的目的，以提高整車經濟性，降低排放。而面向未來設計的東風風神Tai-con-ceptD級概念轎車則追求舒適、安全、前衛，專為短程通行設計，造型穩重、優雅、蘊涵動感，是東風汽車公司在節能、環保領域中的最新科研成果，體現了東風風神概念車的先進設計理念。雖然東風風神品牌近年來致力于概念車的研發與設計，但從造型設計角度看，存在如下問題：
（1）車型中規中矩，缺少創新與突破，僅對局部造型進行了裝飾，不能對未來汽車造型起到規劃作用；
（2）車型缺少文化元素的融入，無法形成特色。
2概念方案設計
設計定位是造型方案的依據。文中所設計的東風風神概念轎車使用環境定義為城市，目標人群定義為都市中追求夢想的都市年輕用戶，該用戶群是汽車的主要消費者。東風風神作為自主品牌轎車，需要開創中國汽車設計的未來，創新性地運用中國傳統元素，以體現中國文化精神。在前期調研和分析的基礎上，提出10余種草圖方案，其中具有代表性的是如下4種。方案A：整體造型簡潔流暢，LED車燈使汽車看起來更具動感和前衛，修長的車身符合我國汽車用戶的審美。方案B：車身線條簡潔、硬朗，充滿了力量感。方案C：車身線條靈活多變，符合都市青年人追求自我、張揚個性的心理。方案D：創意來源于中國的“龍”元素，全頂天窗設計使汽車內室更加明亮，車門采用剪刀式開啟方式，開啟后像一條騰飛的巨龍。
3最終方案設計
通過方案分析與評價，方案D最符合設計定位，因此確定為最終方案。中國龍以東方神秘主義的特有形式，通過復雜多變的藝術造型，蘊涵著中國文化有的觀念，因此以“龍”元素作為汽車造型意象。通過計算機輔助造型設計軟件，結合龍的意象特征，進行了整體造型設計。寬大的進氣柵欄，是由龍須抽象而來的，不僅散熱效率更高，而且使車型更具威武的效果。車頂天窗設計成龍鱗形態，可根據太陽光線自動旋轉伸縮，表面附有太陽能電池板，給概念車提供能源。在色彩設計中，主體采用了香檳黃色，內飾搭配中國紅，不僅體現了中國文化的精髓，更彰顯了東方神韻。
4概念車造型的發展趨勢
（1）新型結構。近年來人們已經不再滿足于傳統的汽車概念，需要打破常規的、面向未來的智能行走機器。例如，當在寬敞路面上快速行駛時采用三輪模式，而在擁擠路面上行駛時可轉換成兩輪模式。
（2）個性化設計。人們對于汽車的需要日益個性化與多元化，具有個性化設計的車身造型越來越受到人們的歡迎。
（3）空間與功能。將汽車描述成一種在一定時間內使主體完成相應空間位移的交通工具，注重車輛造型的空間劃分和功能實現。
（4）車身美學。概念車設計應注重車身每一條特征線的靜態協調及在車身上的動態光影效果，從而刺激大眾的審美欲望、情感和個性訴求。不同階段的設計風潮同時也影響了當時的汽車設計。總之，概念車的造型設計趨勢就是探討汽車空間、形式及功能的完美結合，使其具有更好的移動性、更完善的功能和更靚麗的外形。
5結論
篇(5)
當前，已經存在很多關于形狀建模技術的工作，本文主要針對建模技術在設計過程中的應用，因此交互式建模技術為本文主要關注對象．為了更好地輔助設計，用戶（設計師）參與已經廣泛地被應用于CAD系統中．通過與用戶合作，基于用戶智能知識，建模技術能夠承擔大范圍模型建立項目，例如交互式街道建模框架［9］．新的用戶輸入設備也被用來提高用戶與系統之間的交流．FreeDrawer［10］是一款草圖系統，能夠采用基于樣條曲線的自由曲面的繪制．用戶通過磁性筆在虛擬的環境內繪制曲線，所繪制的圖像能夠被系統及時接收和顯示．SurfaceDrawing［11］是一款根據手的運動路徑來產生有機三維形狀的軟件．操作手的行為能夠通過磁性裝置被系統感知并用來產生幾何形狀．ScanModeling系統采用名為“Wakucon”的輸入設備通過掃描真實物體進行三維形狀生成．通過高科技設備，用戶?設計師們能夠在虛擬真實的環境內進行交互式的繪制和建模工作．和這些研究相比，本文更關注設計信息的雙向交互．也就是當設計師運用本文提出的方法完成設計時，其設計知識能夠被系統感知并保存下來，通過自動化衍生機制進行設計探索．與其他類似研究不同的是，設計知識不是由工程人員或研究人員后期分析產生，而是直接獲取自設計師的設計過程中．本文提出的方法可以自動完成設計知識獲取和轉化過程．形狀文法能夠通過語法系統將設計表示為2D?3D的可視化形狀（shape）及迭代算法過程（rule）［13］．基于規則的框架結構能夠給用戶提供設計知識和可視化之間的接口．CGA形狀［14］采用過程建模方法應用于建筑領域，允許用戶通過指定建模模塊進行細節設計．壯族形狀文法［15］采用基于網格的形式表示自由、平滑的形狀．通過2D圖案生成表達用戶的主觀感受［16］．衍生設計方法結合形狀文法已經應用于電話衍生設計中．在上述研究的基礎上，本文對傳統形狀文法進行了改進，提出3種類別的規則并用來在設計過程中對設計信息進行表示和傳遞．
2動態形狀表示
在設計方案產生之前，設計過程充滿了變數．設計師通過其行為表達他們的設計思想，并用來建立設計概念模型．為了更加接近這一自然設計過程，本文介紹了一種新的形狀表示法———DSR．DSR形狀通過基本設計行為對目標形狀進行描述和表示．形狀文法通過其定義的規則集對設計目標進行描繪．規則可以表示為：AB，即，形狀A被替換為形狀B或B的任意形狀子集．一次規則的應用表示一次形狀由A到B的替換．但是，在這一規則中，形狀如何由A變為B的過程是無法體現的．換句話說，形狀由A變為B的過程被其結果所表示．如果能夠表示變化過程而不僅僅是變化結果，其動態的過程信息就可以被用在不同的初始形狀A′中，來產生更多的新形狀｛B1，B2，…，Bn｝．這也就是本文提出DSR形狀的基本思想．本文定義了9個類別的基本形狀規則———ElementalRule［3］（簡稱ER）．通過對于三維形狀操作的研究［18］，9類ER群體能夠基本覆蓋所有的形狀操作需求，例如Add（添加）、Delete（刪除）、Cutvertices（部分刪除）和Cutedges（部分刪除）．通過上述4類基本形狀操作，本文選用矩形和球作為基本圖元，可以產生9種不同種類的ER規則［3］．大多數形狀都可以通過這些ER規則的結合使用進行表示．除了正交的形狀，對于具有曲線表面的形狀，可以通過球體作為基本圖元進行生成．定義1．DSR形狀．DSR形狀是一種有限的形狀元素集，通過以特定順序應用ER規則進行生成．一個DSR形狀可以被形式化表示為形狀元素集與有序的ER規則應用序列，｛S＊｜ER（i1），ER（i2），…，ER（in）｝．S＊［19］表示初始形狀或其任意的子集，一般被用來表示ER規則的左半部分．傳統的規則應用方法為形狀替代［15］，這在基于ER規則應用過程中，會對具有光滑曲面特征的形狀的外觀造成破壞［3］．因此，本文提出一種新的規則應用模式———行為捕獲模式（actioncapturemode，ACM）．定義2．行為捕捉模式（ACM）．行為捕捉模式能夠在保證原有形狀外觀不被破壞的前提下，保留規則變化意圖．基于物體最小包圍盒，生成物體的形狀為目標形狀與規則右邊形狀的布爾交運算（SObject＿Left∩SRule＿Right）．通過ACM應用模式，DSR形狀能夠表示一個規則應用后的形狀變化過程（從規則的左半部分變為右半部分）．這確保規則的應用可以不受目標形狀的幾何復雜性約束．換句話說，當產生一個DSR形狀規則后，它可以被應用到不同的初始形狀，從而產生不同效果．這與設計過程的模糊性相吻合．這里通過一個案例展示應用ACM模式后的形狀變化．本文邀請一位設計師設計了一個概念化的椅子模型，如圖1所示．簡潔和造型的流暢性是唯一對于該造型的前期要求．通過DSR規則，椅子的概念模型可以通過DSR形狀進行表示．通過圖1所示的DSR規則可以清楚地看到，椅子模型是由一個立方體變化產生．基于ACM應用模式，可以將圖1所示的DSR規則應用到不同初始形狀上，例如杯子形、圓柱體、蘋果形狀和平頭截體，如圖2所示．因為DSR形狀能夠以動態的形式表示，即形狀的產生過程可以記錄在DSR形狀中．因此，基于DSR的規則能夠應用到不同的初始形狀從而產生更多的新設計模型．如上面案例所示，設計行為（從一個實體產生一把椅子）通過DSR形狀保存了下來．在ACM模式的應用下，該設計行為能夠應用到不同的初始群體，產生不同效果的椅子模型．下面通過一個小規模的問卷調查，對新設計模型的效果進行評價．200位侯選者被選來進行關于新模型效果的問卷調查．其中有170位年齡在20～30歲之間的學生，以及30位具有3～5年專業設計經驗的設計師．問卷調查包括4個問題：1）請比較圖1與圖2中的椅子模型是否相似？2）圖2中的椅子能否由圖1中的椅子經過推理得到？3）請根據圖1中的椅子形狀，根據自己的理解進行模型再現．請通過草圖的形式對設計過程進行可視化．4）請分別從審美、新穎和舒適度3方面對上述5個椅子模型進行評價．在訪問調查過程中，僅將圖1和圖2中規則的右半部分展現給問卷參與者．調查結果顯示：對于問題1），136人認為相似而52人認為不相似，其余沒有意見．對于問題2），超過60％的參與者認為可以通過推理的方式獲得，并表示這些椅子具有某些潛在的關聯．對于問題3），雖然面對相同的椅子模型，不同的參與者給出了多種多樣的生成方法．換句話說，雖然最終模型相同，但是生成的過程卻是多種多樣的．“自頂向下”的設計模式被廣泛采用．對于問題4），“蘋果型”的椅子被多數人認為最好看和有新意，圖2中的椅子模型被認為最舒適．調查后，當參與者知道4個新椅子模型是由同一模型推理產生時，都在不同程度上表示了驚訝．他們表示：從同一個模型推理出全部4個新模型對他們來說是非常困難的．這也從側面表現出DSR形狀的提出能夠反映出設計過程中的突發性特征．目前，通過ER規則庫和ACM應用模式，能夠產生多種多樣的三維設計模型，如圖3所示．
3DSR形狀文法設計語言
定義3．DSR形狀文法．DSR形狀文法是一個四元集｛S，L，R，I｝，其中：1）S是DSR形狀的有限集合；2）L是標簽的有限集合，用于控制形狀文法在時間和空間上的推進；3）R是DSR規則的有限集合；4）I是一個自由實體，作為形狀文法應用的起點，稱為初始形狀．在DSR形狀文法中，設計過程能夠通過形狀集和規則集進行表示，進而形成設計語言［20］．由于DSR形狀可以表示動態設計信息（設計行為），因此該設計語言可以表現設計師有意識的行為和思想．在工程設計中，設計過程開始自包含設計問題分析、設計解空間解析、設計表達和結果可視化在內的多個循環．因此在DSR設計文法中，本文建立了有結構的規則系統來表示設計思路。在DSR形狀文法中包括3種類型的規則：DSR規則、輔助規則（auxiliaryrule）和布局規則（layoutrule）．DSR規則是用來在設計過程中產生形狀變化．物理方面的形狀變化可以被DSR形狀表示并保存．輔助規則主要是用來處理通用的三維模型操作：‘拉伸’、‘縮放’、‘旋轉’、‘扭曲’等．在設計過程中，設計師會在最終方案確定之前不停地做出決定，關于當前設計模型的評價和接下來的修改會對整體設計產生什么影響？通常來說，對于整體設計產生的影響將會起到主要作用．因此，這種決定將會一直循環，直至滿意的設計方案產生．類似于真實的設計過程，布局規則主要用于指定當前形狀和整體模型的關聯和影響．2類特殊的功能規則被采用：“SliceRule”和“CombineRule”．通過這2個功能規則，模型可以被分解、合并為任意的子形狀用來承載DSR規則和輔助規則的運用．因為設計過程不是直線型推進，而是螺旋型推進的，本文提出針對布局規則的3種關系。圖5a所示的‘梯子’關系表示設計過程中的因果關系：Step2發生是由于Step1引起的，后面步驟的產生是由于其前面步驟而產生的．在設計中，前后的因果關系并不僅僅具有線性繼承和相鄰繼承，也就是說，前面n代的步驟都會對第n＋1代的產生具有影響．并且，其影響并不是隨著相隔代數的增加而減少（設計突發性）．圖5b所示的交叉關系體現了設計過程中的選擇性．在上一步的布局行為產生后，有可能會產生多種潛在的設計推進方法（Step2～Stepn）．圖5c所示的平行關系體現的是設計過程中的分離行為，即設計步驟A1，A2與B1，B2之間的推進是弱連通的，之間沒有必然的聯系．當然，在設計過程中，每一種類型并不具有清晰的分割，而常常是多種關系交錯發生在同一設計過程中的．本文將圖1所示的椅子概念的設計作為案例來表現DSR形狀文法的應用之一．通過上述調查問卷，作者邀請了很多職業設計師對相同的椅子模型（圖1）應用本文所提出的方法進行重現設計．因此通過DSR形狀文法能夠得到很多不同設計語言．其中，3種設計語言被選取作為本文案例，展示3種規則對于設計知識的保存和應用．在圖6中，設計語言A共有6步．其中，Step1和Step4為布局規則．Step2將立方體分割為3部分用來產生扶手—椅子主體—扶手．Step4將椅子主體設計分為上下2部分．Step3，Step5，Step6屬于DSR規則，用來對相應選取的形狀進行物理外觀的變化．在該設計語言中，Step2和Step4之間屬于‘階梯’關系，因為如果沒有Step2，Step4就不會發生．圖6中設計語言B分為7步．其中，Step2和Step4為布局規則，其余為DSR規則．Step2和Step4之間屬于‘交叉’關系．在Step2后，以后的操作具有2個選擇．而Step3和Step5屬于‘平行’關系，也就是說，它們之間沒有必然的先后順序，屬于弱連通．圖6中設計語言C包括4步．其中Step2為布局規則，其余為DSR規則．‘平行’關系在該設計語言中得到了體現。上述3個設計語言的獲取都由系統自動完成的．設計師被邀請來使用本文建立的3D交互式建模引擎，通過可視化界面和窗口控件交互操作，他們可以像在常規3D建模軟件中一樣進行工作．與此同時，系統能夠根據其設計操作對整個設計過程通過DSR形狀文法進行獲取和保存，繼而產生設計語言．本系統采用ACIS技術，在Windows平臺下運用C＋＋語言實現的。將3個不同的設計語言應用到衍生式設計框架中，在系統內可以快速地產生3種不同的設計方案群體，如圖8所示．圖8a所示模型是根據設計語言A衍生而來的，體現了椅子主體的一體化設計和懸空椅子扶手的思想．圖8b所示模型是根據設計語言B衍生而來的，體現了椅子上下部分不同的設計風格．圖8c所示的模型是根據設計語言C產生的，體現了扶手和椅子主體的一體化風格．每一個新椅子都能夠通過DSR形狀進行表示和存儲．也就是說，它們都可以做到圖2中類似的衍生式變換．當作者將新的設計模型給3位設計語言的設計者觀看時，他們都非常感興趣．他們表示，其原始設計思路是在本文的3D建模系統中花費了1～2h不等的時間完成的．然而，所有的衍生設計模型都是在1min內通過基于系統自動產生的．這大大節約了設計周期．從美觀和創新價值方面，新產生的模型都比較令人滿意．雖然，這些新模型還不能直接作為設計方案進入產品設計流程，但它們都表現出原始設計方案的設計思想，并且在設計效果上有了較大的不同，給予設計者感官上直接的沖擊和新穎的刺激，能夠有助于其設計知識的擴展和設計構思的產生．
4結論
篇(6)
五軸數控銑床方案設計
1總體方案設計
筆者所研究的五軸數控銑床,是一種針對模具加工的高速、高效率機床,并可以選配五軸功能,可使工件在一次裝夾下,完成五面的加工。為了實現高性能動態特性,其基本結構考慮為工作臺固定,橫梁-滑座-主軸箱移動分別實現三坐標進給,具有三坐標自動定位和三坐標聯動機能。固定工作臺可以換成雙擺工作臺,實現五軸聯動。主要技術指標如表2所示。
2具體方案設計
2.1第1種方案
第1種方案將該五軸數控銑床設計為龍門式,具體工作形式可以描述為:龍門架則沿床身作縱向(x方向)運動,滑枕沿著龍門架作橫向(y方向)移動,主軸箱沿著滑枕作z方向的移動。工件固定在平轉臺上,平轉臺固定在立轉臺上。平轉臺繞z軸作轉動,立轉臺又同時繞x軸轉動。這樣就實現了兩個坐標軸的轉動,如圖2所示。
2.2第2種方案
該方案為立式五軸數控銑床,其底座固定,滑枕沿著底座作x方向移動,立柱在滑枕上作y方向移動,主軸箱沿著立柱作z方向移動,這樣就實現了三軸聯動。工件固定在平轉臺上,平轉臺又固定在立轉臺上。平轉臺繞z軸轉動,立轉臺又同時繞x軸轉動,這樣就實現了兩個坐標軸的轉動。當給該數控銑床輸入程序時就會實現五軸聯動。五軸分別為3個平動軸和2個轉動軸,如圖3所示。
該立式五軸與龍門式五軸的運動方案基本相同,不同的是布局上有區別。龍門式數控銑床的主軸箱沿著滑枕作z方向移動,而該立式五軸數控銑床的主軸箱則沿著立柱進行z方向移動。
2.3第3種方案
該方案也是立式五軸數控銑床,床身固定在地面上,滑枕在床身上沿著y軸方向移動,支座在床身上沿著z軸方向移動,同時工作臺在支座上沿著x軸方向移動,這樣就實現了三軸聯動。平轉臺固定在工作臺上繞著z軸方向作回轉運動,刀具固定在立轉臺上,立轉臺在滑枕上繞著y軸作回轉運動,如圖4所示。
基于ADAMS運動仿真
1對3種設計方案的運動仿真
應用SolidWorks三維繪圖軟件對每種設計方案中的數控銑床進行建模,然后導入到ADAMS軟件中。在ADAMS軟件中把模型加入約束、驅動并對運動方式進行編程仿真,模擬出五軸數控機床的運轉情況,可以在虛擬的條件下看到機床的物理形態和動態運轉情況,達到可視化目的。
在設計該機床運動軌跡時,ADAMS軟件雖然可以實現五軸聯動,但是五軸聯動后的運動軌跡并不直觀,因此決定采用三軸聯動。
第1種方案中先設置床身與橫梁處的Motion3、橫梁與滑枕處的Motion2、滑枕與滑板處的Motion4,然后設定仿真時間為9,共為500步,結果形成的軌跡為一螺旋線。圖5、圖6所示為第1種設計方案的三維模型和刀具軌跡。
第2種方案中先設置床身與滑枕處的Motion1、滑板1與滑枕處的Motion2、滑板1與滑板2處的Motion3,然后設定仿真時間為9,共為500步,結果形成的軌跡為一螺旋線。圖7、圖8所示為第2種方案的三維模型和刀具軌跡。第3種方案中先設置底座與滑枕處的Motion1、底座與滑板處的Motion3、支撐臺與滑板處的Motion4,然后設定仿真時間為9,共為500步。該方案與前兩個方案的不同之處在于不是由刀具直接形成螺旋線,而是工件在工作臺上作圓周運動,刀具作直線運動,由這兩種運動形成螺旋線。圖9、圖10所示為第3種方案的三維模型和合成軌跡。
2結果分析
2.1第1種方案
該布局形式為龍門架移動式,其主軸可以在龍門架的橫向與垂直溜板上運動,而龍門架則沿床身作縱向運動。如圖6所示方案1中的刀具運行軌跡為螺旋線,該方案采用x,y軸的對稱布局形式,提高了機床的熱穩定性及加工精度。這種布局適用于加工較重的工件,可以減小銑床的結構尺寸和質量。該龍門銑床的優點是:
1)占地面積小。工作臺移動式龍門銑床,整機長度必須兩倍于縱向行程長度,而第1種方案設計的龍門銑床的整機長度只需縱向行程加上龍門架側面寬度即可;
2)動態響應好。該移動式龍門銑床采用的是固定工作臺,一般與床身整體鑄出,龍門框架縱向運動的驅動力矩等值不變,不會因工件的承載重量的改變而變化,從而保證了加工精度和機床的響應性能。
2.2第2種方案
該機床為立式數控銑床,采用工作臺轉動,且主軸沿垂直溜板上、下運動。由滑枕和滑板實現x,y兩個坐標的移動,主軸沿立柱上下實現z坐標移動。如圖8所示的方案2中的刀具運行軌跡,主要優點在于z軸導軌的承重是固定不變的,有利于提高z軸的定位精度和精度的穩定性;但是由于本銑床的z軸承載較重,不利于提高z軸的快速性。
2.3第3種方案
該機床為立式數控銑床,工作臺沿z坐標上、下移動,主軸頭為轉動式。圖10所示為方案3的合成軌跡,該方案由工作臺和滑枕實現了x,y坐標的移動。其主要優點是適用于加工質量較小的工件,缺點是機床的結構不太穩定,導致加工精度受到影響。
綜上所述,根據表2給出的技術要求可知,龍門式五軸數控銑床工作行程要求較大,承重要求較高,因此第3種方案不符合設計要求。從機床布局的結構來看,龍門式的布局更為合理,而第2種方案設計的立式五軸數控銑床的熱穩定性及剛性都不如第1種方案設計的龍門式五軸數控銑床。
結論
1)將可視優化設計與概念設計相結合,提出了數控機床概念設計流程,并應用于某五軸數控銑床的方案設計。
篇(7)
1、在畢業論文工作期間,工作刻苦努力,態度認真,遵守各項紀律,表現出色。
2、能按時、全面、獨立地完成與畢業論文有關的各項任務,表現出較強的綜合分析問題和解決問題的能力。
3、論文立論正確,理論分析透徹,解決問題方案恰當,結論正確,并且有一定創見性,有較高的學術水平或較大的實用價值。
4、論文中使用的概念正確,語言表達準確,結構嚴謹,條理清楚,邏輯性強,欄目齊全,書寫工整。
5、論文寫作格式規范,符合有關規定。論文中的圖表、設計中的圖紙在書寫和制作上規范,能夠執行國家有關標準。
6、原始數據搜集得當,實驗或計算結論準確可靠,能夠正確使用計算機進行研究工作。
7、在論文答辯時,能夠簡明和正確地闡述主要內容,能夠準確深入地回答主要問題,有很好的語言表達能力。
二、良(80-89分):
1、在畢業論文工作期間,工作努力,態度認真,遵守各項紀律,表現良好。
2、能按時、全面、獨立地完成與畢業論文有關的各項任務;具有一定的綜合分析問題和解決問題的能力。
3、論文立論正確,理論分析得當,解決問題方案實用,結論正確。
4、論文中使用的概念正確,語言表達準確,結構嚴謹,條理清楚,欄目齊全,書寫工整。
5、論文寫作格式規范,符合有關規定。論文中的圖表、設計中的圖紙在書寫和制作上規范,能夠執行國家有關標準。
6、原始數據搜集得當,實驗或計算結論準確,能夠正確使用計算機進行研究工作。
7、在論文(設計)答辯時,能夠簡明和正確的闡述主要內容,能夠準確地回答主要問題,有較好的語言表達能力。
三、中(70-79):
1、在畢業論文工作期間,工作努力,態度比較認真,遵守各項紀律,表現一般。
2、能按時、全面、獨立地完成與畢業論文有關的各項任務;綜合分析問題和解決問題的能力一般。
3、論文立論正確,理論分析無原則性錯誤,解決問題方案比較實用,結論正確。
4、論文中使用的概念正確,語句通順,條理比較清楚,欄目齊全,書寫比較工整。
5、論文寫作格式規范,符合有關規定。論文中的圖表、設計中的圖紙在書寫和制作上規范,能夠執行國家有關標準。
6、原始數據搜集得當,實驗或計算結論基本準確,能夠正確使用計算機進行研究工作。
7、在論文答辯時,能夠闡述主要內容,能夠比較正確地回答主要問題。
四、及格(60-69):
1、在畢業論文工作期間,基本遵守各項紀律,表現一般。
2、能夠在教師指導下,按時和全面地完成與畢業論文有關的各項任務。
3、論文立論正確,理論分析無原則性錯誤,解決問題的方案有一定的參考價值,結論基本正確。
4、論文中使用的概念基本正確,語句通順,條理比較清楚,欄目齊全,書寫比較工整。
5、論文寫作格式基本規范,基本符合有關規定。論文中的圖表、設計中的圖紙在書寫和制作上基本規范,基本能夠執行國家有關標準。
6、原始數據搜集得當,實驗或計算結論基本準確,能夠使用計算機進行研究工作。
7、在論文答辯時,能夠闡述出主要內容,經答辯教師啟發,能夠回答主要問題。
五、不及格(59分以下,同時具備以下三條或三條以上者):
1、在畢業論文工作期間,態度不夠認真,有違反紀律的行為。
2、在教師指導下,仍不能按時和全面地完成與畢業論文有關的各項任務。
3、論文中,理論分析有原則性錯誤,或結論不正確。
