概念设计论文精品(七篇)
时间：2023-01-04 19:57:00
序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇概念设计论文范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。
篇(1)
1概念设计的内涵与特征
“概念”一词的本义在《中国大百科全书》中的解释是“怀孕，孕育的意思，即经过十月怀胎之后生成的一种新事物”。概念设计是设计师对建设场地进行实地考察后，有意识的针对场地中的环境构成元素进行深入分析，提炼，浓缩而成的一种可以统领全局，贯穿设计过程始终的构思主线。它一般以抽象的形式出现，追求神似而非形似，具有非理性因素的思维特征，往往是设计师的一些顿悟、灵感就可能形成一些重要设计项目的原始创作意念。同时，概念设计具有很强的实验性，有时甚至纯粹是一种尝试，完全在从事探索性活动。
2概念设计的重要性与意义
概念设计自从上世纪问世以来，已经被许多世界建筑大师在一些重要建设项目中恰如其分的运用，其重要性是不言而喻的。在建设项目的前期阶段，概念设计的主体地位是不可辩驳的。倘若没有优秀的创作意念作为引领整个设计的主线，策划方案设计就会一团散沙，缺乏整体性、有机性，让人有随意拼凑，抄袭之感。另外，重视概念设计有利于激发创作灵感，增强设计师的原创意识，不致步人后尘，而走上自主创新的道路。
3概念设计的策略与方法
首先要对场地的环境因素进行有意识的分类与整理，分析各个条件之间的内在联系与制约关系。从宏观的角度进行分析，不拘泥于细小的实际工程问题，着眼于大局。其次，要充分运用联想的方法，辅助于文学，艺术等学科的知识，使头脑中朦胧，散乱的想法明晰准确地表达出来。在当今建筑全球化背景下，把握地域性，坚持功能性，重视形式性，考虑经济性是建筑创作的核心所在。建筑创作的突破口往往在学科边缘或者交叉学科中。再次，要摆脱自身的思维定式，对于掌握概念设计来说这种思维定式非常不利。因为如果设计者从自身已有的知识出发来进行概念设计，必然会受自身思维定式的影响，所设计出来的成果必然不太理想。设计者需要抛弃传统的为了做某个设计而进行资料收集，文献阅读的不良习惯，在平时就要有意识的阅读一定量的理论方面的文献，积累一套行之有效的设计手法和解决实际问题的策略。最后，要学习已有的优秀作品的概念设计过程，做深入的设计分析与表达，因为设计分析与表达作为一种学习方法对于初学者来说是大有裨益的。
4概念设计的应用举例
4.1这是一个改建项目，位于南京幕府山脚下，原为长安汽车制造厂，现在破产了，改为艺术家村租给艺术家使用。我们一行8人对场地进行数次实地调研。最后我从场地的地形特征——象一条小船，以及场地的环境特征——背山面水，左右围护，三面环山的特点出发提炼出整个区域的设计概念“船”。后来联想工厂破产的情景，以及艺术村将来经营的状况决定再加入风险因素“渡”，因而我的设计概念变为“渡船”。接下来又融入了文学因素，考虑艺术村商业运作的需要加了“的情怀”，最终我的设计概念变为“渡船的情怀”。考虑到整个区域内不同位置的经营状况，现状条件不同，又将整个区域分成6个小区域，每个区域都以自身独有的特征命名，并贯穿在总概念之中，使其有分有合，统一之中蕴含变化。最后，我对场地内的浅蓝色区域进行了环境概念设计，编写了整个区域的故事书，使中心概念在故事书的烘托下显得更加丰满。(4.2陕西西安某古墓博物馆的概念性建筑方案设计中笔者就运用了传统民居地坑院入口的概念。古墓博物馆顾名思义是在新发现的古墓建筑群上就地建设博物馆，以最大可能的保护原址，并使博物馆建筑本身具有静谧，昏暗，冥冥之光的气氛。为了营造这种气氛笔者想到了传统民居四合院的空间布局，将古墓建筑群原址保护在地下一层，地上再建二层将古墓发掘的宝藏进行展示，地面建筑四周没有开窗，参观者从室外通过踏步盘旋而上到屋面层，而后再从屋面盘旋而下到达至各层，各层展厅均有入口对外开在走廊上，打开入口天井中的自然光与室内的人工光源交相呼应，在室外树木的遮挡下，室内光影斑斑，忽明忽暗，更加突出了建筑的神秘性，场所感。置身其中使人有一种强烈的空间感受和震撼的视觉冲击，崇拜仰慕之情油然而生，这正是建筑师所期望达到的效果，使参观者能有深切的体验空间，参观之后难以忘情。(见图2)
篇(2)
作者：孙立 单位：中铁第四勘察设计院集团有限公司
注重无砟轨道排水设计轨道结构设计过程中应该全方位考虑排水设计及其可靠性和耐久性。水永远是无砟轨道结构最持久的敌人，也是无砟轨道能否保持60年使用寿命最主要的控制因素之一。因此，在进行无砟轨道结构设计，尤其是隧道内无砟轨道结构设计时应该特别重视无砟轨道结构的排水设计，并将无砟轨道结构的排水设计纳入整个线路排水设计系统。在实际轨道结构设计工作中，对于CRTSII型板式无砟轨道侧向挡块的设置影响轨道板表面排水、CRTSI型框架板式无砟轨道框架内排水这些在运营过程中已经发现容易积水的部位应该进行特殊设计。对于板式无砟轨道梁面采用中间排水，为了将轨道二侧的积水排到中间排水沟而采用在轨道板内预留圆形、半圆形的排水管，尤其在南方雨量较大，且暴雨比较集中的地区证明其效果均不佳，在实际采用中应该慎重，因此敷设板式无砟轨道范围的桥梁最好采用三面排水的方式。隧道内漏水一般具有较强的腐蚀性，为了避免腐蚀性渗水影响无砟轨道的耐久性，在实际设计中应该确保隧道排水措施到位，针对无砟轨道设计应该在二线之间设置中间排水沟，同时保证可能的渗水低于无砟轨道结构底面。在路基地段，一直存在中间堆高表面敷设混凝土结构(含沥青混凝土结构)和中间设排水沟两种方案，两个方案各有优缺点，前一个方案还存在表面敷设素混凝土还是沥青混凝土的区别。应该说在北方寒冷地区，采用中间设置排水沟，由于该方案需要在路基中埋设横向排水管，一方面对于路基的整体性产生一定的影响，另一方面即使排水管按照设计要求位于冻胀线以上，个别情况下还是存在横向排水管冻裂、冰块堵塞排水管等现象影响排水的通畅，因此在北方严寒地区建议采用二线中间堆高表面敷设混凝土结构向轨道二侧的排水方案。相比较北方雨水较少，南方地区雨水丰沛;另一方面，二线中间堆高表面敷设混凝土结构向轨道二侧的排水方案由于存在无砟轨道轨道板(道床板)与堆高表面敷设混凝土结构之间缝隙封堵困难，且封堵遇水膨胀橡胶条的耐久性满足设计要求困难，因此建议在南方雨水地区采用中间设置排水沟的排水形式。明确轨道施工要求轨道工程施工图设计应该强调对于施工中的重要部位提出重点的施工要求。尤其对于施工缝的处理，对于其钢筋搭接率、新老混凝土界面应该说明详细的处理措施及施工注意事项。
桥梁地段单元轨道结构设计在桥梁梁缝地段轨道结构是单元还是连续、无砟轨道单元结构长度多少合理，国内进行了大量的研究和实践。从CRTSII型板式无砟轨道的设计理论和实践经验来看，桥梁地段无砟轨道的单元长度当然可以确定为无限长。从结构设计原理的角度来进行分析，无砟轨道的单元过长，其内部结构受力舒缓需要通过限制位移的方法来保证轨道结构的几何形位，其前提必然是相关限位措施和桥梁、底座板、轨道板以致钢轨的合龙或锁定温度及其关系必须得到严格控制，否则轨道结构的稳定性必将受到影响，进而影响轨道结构部件的强度和稳定性、耐久性。因此应该针对目前出现的CRTSⅡ型板式无砟轨道板与水泥乳化沥青砂浆离缝及其拍打问题、CRTSⅡ型板式无砟轨道板滑动层窜出及其维修问题、CRTSⅡ型板式无砟轨道轨道板承轨台开裂、CRTSⅡ型板式无砟轨道宽接缝裂缝及轨道板预裂缝裂缝宽度过大等问题展开深入研究。路基地段单元轨道结构设计德国高速铁路即是路基地段轨道结构采用连续结构，其最大的优点是路基地段无砟轨道支承层可以采用水硬性支承层代替钢筋混凝土结构，降低轨道工程造价;另外一方面，路基地段德国无砟轨道设计理念借鉴了高速公路从路面到路基刚度递减的设计理念，而高速公路路面与下部路基结构之间即敷设了一层水硬性材料。相比较CRTSI型板式无砟轨道在路基地段轨道板采用单元结构，底座采用3～4块轨道板长度的钢筋混凝土长单元结构，CRTSI型双块式无砟轨道结构必须采取一定的结构设计及施工措施控制混凝土裂纹，并且从目前国内外几条建成通车的高速铁路来看，国内虽然对于CRTSI型双块式无砟轨道道床板裂纹控制取得了一定成效，其裂纹宽度基本控制在0．2mm规范允许的范围内，但是从根本上避免CRTSI型双块式无砟轨道道床板裂纹存在一定的技术困难。第二，为了控制CRTSI型双块式无砟轨道道床板两端的稳定性，必须在道床板两端一定范围内设计较强的限位措施，如端梁、销钉等，并且需要制定完备的施工质量保证措施，否则容易导致路基地段连续道床板结构两端鼓起，严重情况下可能导致设置的端梁结构失效。第三，连续道床板结构保持在线路上的稳定的前提是道床板结构与支承层之间保持可靠的粘结，因此在施工过程中应该保证支承层表面的拉毛质量符合设计要求，尤其在施工合龙地段，其支承层拉毛容易被施工车辆破坏，因此在施工道床板之前应该确保支承层拉毛满足要求，且支承层表面的浮渣等清理干净。
无砟轨道结构设计是一个系统工程，结构设计一方面应该与桥梁、隧道、路基等相关工程协调，而且应该考虑环境因素、施工因素、运营维护因素、轨道工程内部各组成结构等的影响和相互作用。坚持单元设计理念，合理确定轨道结构单元的长度。另外一方面，针对目前敷设的连续轨道结构，尤其是桥梁地段跨越梁缝的CRTSⅡ型板式无砟轨道，应该针对目前的运营现状，有针对性开展系列监测活动，并对监测结果进行分析研究，一方面形成连续敷设无砟轨道理论计算体系并确定相关主要设计参数，另外一方面积累数据编制CRTSⅡ型板式无砟轨道的养护、维修规程。
篇(3)
1.1概念设计知识分类与表达
概念设计是对设计问题加以描述,并以方案的形式提出众多解的设计阶段[7].概念设计从不同的角度有多种定义[8].一般认为,概念设计是指以设计要求为输入、以最佳方案为输出的系统所包含的工作流程,是一个由功能向结构的转换过程。
图1描述了一般概念设计的工作流程,它包含综合与评价两个基本过程。综合是指根据设计要求,运用各种分析、设计方法推理而生成的多个方案,是个发散过程；评价则从方案集中择出最优,是个收敛过程。概念设计是将所设计的产品看成一个系统,运用系统工程的方法去分析和设计。具体说,概念设计就是将设计对象的总功能分解成相互有机联系的若干功能单元,并以功能单元为子系统进行再次分解,生成更低一级的功能单元,经过这样逐层分解,直至对应的各个最末端功能单元能够找到一个可以实现的技术原理解。概念设计的主要任务是功能到结构的映射,概念设计过程主要包括：功能创新、功能分析和功能结构设计、工作原理解的搜索和确定、功能载体方案构思和决策。
根据概念设计的过程及人在设计时的认知特点将概念设计知识分为元知识和实例知识（其分类如图2所示）。元知识中主要包括功能知识、技术原理解知识、结构知识等。实例知识中主要包括方案设计实例、技术原理解实例、产品实例等知识。
（1）功能知识。主要描述产品完成的任务,描述产品的功能及功能子项。描述产品要完成的功能,包括功能内容、实现参数、性能指标等；
（2）技术原理解知识。描述产品功能及功能子项的原理解答。它的表达要复杂些,一方面可用文字、数字表达它的说明、解答参数,另一方面,要有图形支持产品原理解答；
（3）结构知识。描述产品的结构设计状况,是对原理域知识的细化和扩充,是求解原理解的结构载体,可描述产品关键部分的形状、尺寸和参数。产品功能结构的映射（简称为功构映射）就是对产品的功能模型进行结构实现的求解,是将产品功能性的描述转化为能实现这些功能的具有具体形状、尺寸及相互关系的零部件描述。在这里功能是产品结构的抽象,是结构实现的目的；而结构则为实现某功能而选用的一组构件或元件。功能结构间的关系一般而言是多对多的映射关系。一个功能可能由一个或多个特征或元件实现,而一个特征或元件也可能完成一个或多个功能；
（4）实例知识。已成功或失败的设计范例,包括方案设计实例,产品结构知识实例、技术原理解实例等。它包含了更多的实际因素,是类比设计和基于实例推理设计的基础。
以工程机械中某型滑模式水泥摊铺机为例,总功能为摊铺水泥路面,总功能可细分为滑模作业、控制作业等功能,滑模作业功能又可细分为提水泥浆、挤压成型等功能。其中某个功能的实现可能会由几个结构组合而成,例如滑模式水泥摊铺机滑模作业功能就是由螺旋分料器、刮平板等几个结构一起才能实现。图3为该水泥摊铺机的功能层次定义和功能分解结构举例。该产品所对应的结构分解则如图4所示。图5中给出了对于滑模作业功能的技术原理解简图、技术原理解的评价、参考产品,以及实现该功能的说明等相关的知识。
如何利用计算机技术对概念设计予以支持,对概念设计知识进行有效的管理,至今仍没有较好的解决方法。目前的知识建模主要是专家系统,最常用的知识模型包括框架、产生式规则、语义网络、谓词逻辑等。专家系统的知识建模主要侧重符号层的系统实现,很少考虑动态的,非结构化的知识,造成专家系统解决问题的局限性,使得专家系统不能解决大型复杂问题。
本体作为“对概念化显式的详细说明”[9,10],研究领域内的对象、概念和其他实体,以及它们之间的关系,可以很好地解决概念设计知识的表达、检索和重用等问题。采用本体描述概念设计知识可以支持细粒度的产品语义信息的描述,可以形式化地定义特定领域的知识,如概念、事实、规则等；支持语义层面的集成和共享,基于本体的知识定义可以对知识作普遍的、无歧义的语义解释,可以保证不同使用者之间进行语义层面的信息共享和互操作。
1.2本体建模过程描述
本体是某一领域的概念化描述,着意于在抽象层次提出描述客观世界的抽象模型,它包括两个基本的要素：概念和概念之间的关系。本体的构建必须满足以下的要求：对目标领域的清晰描述；概念或概念之间关系的明确定义；一般性和综合性原则。本体可以有多种表述方式,包括图形方式、语言形式和XML文档形式等。
基于本体的产品概念设计知识建模过程包括3个阶段：
（1）产品概念设计知识目标确定。产品概念设计知识定位,概念设计知识的定位决定本体构造的功能需求及最终用户。
（2）产品概念设计知识本体分析与建立。根据需求分析,确定该领域的相关概念及概念属性,并用XML语言进行形式化描述。这个阶段是建立概念设计知识本体的关键环节,直接影响到整个本体的生成质量,同时也是工作量最大的阶段。
（3）产品概念设计知识本体评价。对所创建的本体进行一致性及完备性评价。一致性是指术语之间的关系逻辑上应保持一致；完备性是指本体中概念及关系应是完善的。我们称该3阶段的组合为产品概念设计知识本体建模的一个生命周期（见图6）。
1.3概念设计知识的本体表示
在此我们以工程机械中滑模式水泥摊铺机为例,结合图3～图5中的实际知识,从概念实体、概念属性及概念间关系等方面来说明产品知识、功能知识、技术原理解知识、技术原理解实例等概念设计知识的本体表示,通过概念蕴涵、属性关联、相互约束和公理定义等方法揭示了概念间的本质联系,形成一个语义关系清晰的产品概念设计知识模型。建模采用目前最新的OWL语言描述。
表述的语义为一个滑模式水泥摊铺机继承了一个产品的所有属性,此外还具备了关系属性：摊铺能力,同时,又对属性摊铺能力作了限制：只能应用于滑模式水泥摊铺机领域,且取值变化只能在摊铺宽度中（省略了关于滑模式水泥摊铺机类似属性的定义,如摊铺厚度和摊铺速度等）。
（3）功能知识类
<owl：Classrdf：ID=“功能知识”>
<owl：Restriction><owl：onPropertyrdf：resource=“#功能名称”/>
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</owl：Restricton>
<owl：Restriction><owl：onPropertyrdf：resource=“#产品”/>
<owl：mincardinality>1</owl：mincardinality>
</owl：Restricton>
</owl：Class>
表述的语义为一个功能知识只有一个功能名称,且最少具有一个相关产品（省略了功能知识类似属性的定义,如功能编号、功能说明、创建人、创建时间、存储位置等）。
（4）功能技术原理解类
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<owl：Restriction>
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表述的语义为一个功能技术原理解具有对应的功能名称,相关的技术原理解简图（省略了技术原理解类似属性的定义,如评价、参考产品、创建人、创建时间、存储位置等）。
上述描述中,使用类公理（subclassof）描述了两个类（概念）之间的继承关系,如滑模式水泥摊铺机类是产品类的子类。在描述类属性时,使用关系属性（objectproperty）描述了类的某个属性同时也表示了两个类之间的某种关系,如摊铺能力既是滑模式水泥摊铺机类的一个属性,同时也表达了和摊铺宽度类之间的对应关系。另外,使用属性公理domain和range表示属性的应用领域和属性的取值范围,如属性摊铺能力只能用于滑模式水泥摊铺机类,且它的取值只能是摊铺宽度数据集。
1.4基于本体的概念设计知识管理的特点和优势
基于本体的概念设计知识管理可以让设计人员更好地重用已有的概念设计知识,基于本体的概念设计知识管理具有以下的一些特点或优势：
（1）支持用户定制知识类别。产品概念设计过程中,需要运用多种类型的知识,如：功能类、功能技术原理方案解类等。这些知识的描述和使用有着不同的特点,不能用相同的描述框架来处理。基于本体的设计知识建模允许用户对设计中知识类别加以定制,针对每一类别定义其描述属性,从而较好的解决了概念设计中多来源多类型知识的表示问题。
（2）支持概念共享的知识库构建。概念设计知识本体的构造澄清了概念设计领域知识的结构,为概念设计知识的表示打好了基础,而本体中统一的术语和概念也使概念设计知识更好地共享成为可能。基于本体的概念设计知识表示在区分不同知识类别的同时,建立起概念间的共享联系。通过概念间的共享机制,避免了设计知识库的数据冗余和数据不一致问题,方便了知识的建模录入、检索及统计处理。
（3）多视图和基于本体概念的知识检索。在目前的应用系统中一般采用基于关键字的数据库查询方法,由于其数据库组织不是建立在能够表示概念之间的关系、事实和实例的领域模型的基础上,因此无法实现智能查询和信息推理,也就无法解决语义异构性问题。由于不同的组织和人员可能使用不同的词语表示同一个含义,因此查询系统得不到意义相同但用词（语法）不同的内容。当需要对多个数据源进行查询的时候问题更为明显,多意词和同义词会使查询得到许多不相关的信息,而忽略另外一些重要信息。
在基于本体的概念设计知识管理中由于具有统一的术语和概念,知识库建立在本体的基础上,使得基于知识的设计意图匹配成为可能。采用基于知识、语义上的检索匹配,对用户的检索请求,通过查询转换器按照本体把各种检索请求转换成对应的概念,在本体的帮助下从知识库中匹配出符合条件的数据集合,解决了语义异构的问题。
从人在设计时的认知特点出发,可以采用基于功能分解树的功能设计知识检索视图、基于产品分解结构树的结构设计知识检索视图,还可以利用本体中已定义的概念定义其它知识检索视图,比如需求功能知识检索视图、软件工具使用知识检索视图等,实现基于知识检索的设计意图的匹配。
2、基于本体的概念设计知识管理
2.1概念设计知识管理系统结构
结合工程机械行业的实际,本文提出了图7所示的基于本体的产品概念设计知识管理系统结构,系统按照知识产生、获取和利用的流程来构建,系统结构主要包括概念设计知识管理工具、数据接口程序以及基于本体的概念设计知识库,具体由4个部分构成。
（1）概念设计知识获取。概念设计知识的获取包括从概念设计知识本体定义、本体之间关系定义、本体知识库生成到概念设计知识获取整个过程。
（2）概念设计知识维护。主要包括从概念设计知识本体维护、本体关系维护、知识库重新生成到概念设计知识维护的过程,实现对本体的属性修改,各类知识之间的关系维护,以及知识库的更新等。
（3）概念设计知识检索重用。系统中提供基于多视图的知识检索方式,如基于功能分解树的功能设计知识检索视图、基于产品分解结构树的结构设计知识检索视图,及用户定义的其它知识检索视图。此外系统提供基于本体概念的知识检索方式,通过本体映射库,可以实现同义词的检索,保证可能会采用不同的概念和术语表示相同的设计信息的人可以得到相同的知识帮助。
（4）概念设计知识库的构建。要实现基于本体的,支持客户自定义的概念设计知识管理,系统必须由足够的柔性,支持各类知识的存储,作为系统基石的知识库的构建就不能采用完全预先定义的方式,在系统中我们采用基础数据库加上在此基础上经过本体定义工具动态生成的各类知识库的方法保证基于本体的知识管理的实现。
2.2概念设计知识管理关键技术及实现
篇(4)
概念车的研发技术投入大、风险高。但随着我国汽车工业的快速发展，各大知名企业逐渐认识到概念车对于企业未来发展的重要性，纷纷推出自主品牌的概念轿车，形成了具有中国特色的汽车产业。作为中国四大汽车企业集团之一的东风汽车公司，也致力于研发自主品牌轿车。如东风风神ISG型混合动力轿车，秉承了“人性、自然、科技”的造车理念，致力于减少车辆行驶过程中二氧化碳的排放，降低油耗，集成了东风近10年混合动力汽车的研发成果，在不降低原有动力性的情况下，实现综合节油率20％以上，可实现停车停机、滑行熄火、驱动助力、制动能量回收等功能，从而达到节油环保的目的，以提高整车经济性，降低排放。而面向未来设计的东风风神Tai-con-ceptD级概念轿车则追求舒适、安全、前卫，专为短程通行设计，造型稳重、优雅、蕴涵动感，是东风汽车公司在节能、环保领域中的最新科研成果，体现了东风风神概念车的先进设计理念。虽然东风风神品牌近年来致力于概念车的研发与设计，但从造型设计角度看，存在如下问题：
（1）车型中规中矩，缺少创新与突破，仅对局部造型进行了装饰，不能对未来汽车造型起到规划作用；
（2）车型缺少文化元素的融入，无法形成特色。
2概念方案设计
设计定位是造型方案的依据。文中所设计的东风风神概念轿车使用环境定义为城市，目标人群定义为都市中追求梦想的都市年轻用户，该用户群是汽车的主要消费者。东风风神作为自主品牌轿车，需要开创中国汽车设计的未来，创新性地运用中国传统元素，以体现中国文化精神。在前期调研和分析的基础上，提出10余种草图方案，其中具有代表性的是如下4种。方案A：整体造型简洁流畅，LED车灯使汽车看起来更具动感和前卫，修长的车身符合我国汽车用户的审美。方案B：车身线条简洁、硬朗，充满了力量感。方案C：车身线条灵活多变，符合都市青年人追求自我、张扬个性的心理。方案D：创意来源于中国的“龙”元素，全顶天窗设计使汽车内室更加明亮，车门采用剪刀式开启方式，开启后像一条腾飞的巨龙。
3最终方案设计
通过方案分析与评价，方案D最符合设计定位，因此确定为最终方案。中国龙以东方神秘主义的特有形式，通过复杂多变的艺术造型，蕴涵着中国文化有的观念，因此以“龙”元素作为汽车造型意象。通过计算机辅助造型设计软件，结合龙的意象特征，进行了整体造型设计。宽大的进气栅栏，是由龙须抽象而来的，不仅散热效率更高，而且使车型更具威武的效果。车顶天窗设计成龙鳞形态，可根据太阳光线自动旋转伸缩，表面附有太阳能电池板，给概念车提供能源。在色彩设计中，主体采用了香槟黄色，内饰搭配中国红，不仅体现了中国文化的精髓，更彰显了东方神韵。
4概念车造型的发展趋势
（1）新型结构。近年来人们已经不再满足于传统的汽车概念，需要打破常规的、面向未来的智能行走机器。例如，当在宽敞路面上快速行驶时采用三轮模式，而在拥挤路面上行驶时可转换成两轮模式。
（2）个性化设计。人们对于汽车的需要日益个性化与多元化，具有个性化设计的车身造型越来越受到人们的欢迎。
（3）空间与功能。将汽车描述成一种在一定时间内使主体完成相应空间位移的交通工具，注重车辆造型的空间划分和功能实现。
（4）车身美学。概念车设计应注重车身每一条特征线的静态协调及在车身上的动态光影效果，从而刺激大众的审美欲望、情感和个性诉求。不同阶段的设计风潮同时也影响了当时的汽车设计。总之，概念车的造型设计趋势就是探讨汽车空间、形式及功能的完美结合，使其具有更好的移动性、更完善的功能和更靓丽的外形。
5结论
篇(5)
当前，已经存在很多关于形状建模技术的工作，本文主要针对建模技术在设计过程中的应用，因此交互式建模技术为本文主要关注对象．为了更好地辅助设计，用户（设计师）参与已经广泛地被应用于CAD系统中．通过与用户合作，基于用户智能知识，建模技术能够承担大范围模型建立项目，例如交互式街道建模框架［9］．新的用户输入设备也被用来提高用户与系统之间的交流．FreeDrawer［10］是一款草图系统，能够采用基于样条曲线的自由曲面的绘制．用户通过磁性笔在虚拟的环境内绘制曲线，所绘制的图像能够被系统及时接收和显示．SurfaceDrawing［11］是一款根据手的运动路径来产生有机三维形状的软件．操作手的行为能够通过磁性装置被系统感知并用来产生几何形状．ScanModeling系统采用名为“Wakucon”的输入设备通过扫描真实物体进行三维形状生成．通过高科技设备，用户?设计师们能够在虚拟真实的环境内进行交互式的绘制和建模工作．和这些研究相比，本文更关注设计信息的双向交互．也就是当设计师运用本文提出的方法完成设计时，其设计知识能够被系统感知并保存下来，通过自动化衍生机制进行设计探索．与其他类似研究不同的是，设计知识不是由工程人员或研究人员后期分析产生，而是直接获取自设计师的设计过程中．本文提出的方法可以自动完成设计知识获取和转化过程．形状文法能够通过语法系统将设计表示为2D?3D的可视化形状（shape）及迭代算法过程（rule）［13］．基于规则的框架结构能够给用户提供设计知识和可视化之间的接口．CGA形状［14］采用过程建模方法应用于建筑领域，允许用户通过指定建模模块进行细节设计．壮族形状文法［15］采用基于网格的形式表示自由、平滑的形状．通过2D图案生成表达用户的主观感受［16］．衍生设计方法结合形状文法已经应用于电话衍生设计中．在上述研究的基础上，本文对传统形状文法进行了改进，提出3种类别的规则并用来在设计过程中对设计信息进行表示和传递．
2动态形状表示
在设计方案产生之前，设计过程充满了变数．设计师通过其行为表达他们的设计思想，并用来建立设计概念模型．为了更加接近这一自然设计过程，本文介绍了一种新的形状表示法———DSR．DSR形状通过基本设计行为对目标形状进行描述和表示．形状文法通过其定义的规则集对设计目标进行描绘．规则可以表示为：AB，即，形状A被替换为形状B或B的任意形状子集．一次规则的应用表示一次形状由A到B的替换．但是，在这一规则中，形状如何由A变为B的过程是无法体现的．换句话说，形状由A变为B的过程被其结果所表示．如果能够表示变化过程而不仅仅是变化结果，其动态的过程信息就可以被用在不同的初始形状A′中，来产生更多的新形状｛B1，B2，…，Bn｝．这也就是本文提出DSR形状的基本思想．本文定义了9个类别的基本形状规则———ElementalRule［3］（简称ER）．通过对于三维形状操作的研究［18］，9类ER群体能够基本覆盖所有的形状操作需求，例如Add（添加）、Delete（删除）、Cutvertices（部分删除）和Cutedges（部分删除）．通过上述4类基本形状操作，本文选用矩形和球作为基本图元，可以产生9种不同种类的ER规则［3］．大多数形状都可以通过这些ER规则的结合使用进行表示．除了正交的形状，对于具有曲线表面的形状，可以通过球体作为基本图元进行生成．定义1．DSR形状．DSR形状是一种有限的形状元素集，通过以特定顺序应用ER规则进行生成．一个DSR形状可以被形式化表示为形状元素集与有序的ER规则应用序列，｛S＊｜ER（i1），ER（i2），…，ER（in）｝．S＊［19］表示初始形状或其任意的子集，一般被用来表示ER规则的左半部分．传统的规则应用方法为形状替代［15］，这在基于ER规则应用过程中，会对具有光滑曲面特征的形状的外观造成破坏［3］．因此，本文提出一种新的规则应用模式———行为捕获模式（actioncapturemode，ACM）．定义2．行为捕捉模式（ACM）．行为捕捉模式能够在保证原有形状外观不被破坏的前提下，保留规则变化意图．基于物体最小包围盒，生成物体的形状为目标形状与规则右边形状的布尔交运算（SObject＿Left∩SRule＿Right）．通过ACM应用模式，DSR形状能够表示一个规则应用后的形状变化过程（从规则的左半部分变为右半部分）．这确保规则的应用可以不受目标形状的几何复杂性约束．换句话说，当产生一个DSR形状规则后，它可以被应用到不同的初始形状，从而产生不同效果．这与设计过程的模糊性相吻合．这里通过一个案例展示应用ACM模式后的形状变化．本文邀请一位设计师设计了一个概念化的椅子模型，如图1所示．简洁和造型的流畅性是唯一对于该造型的前期要求．通过DSR规则，椅子的概念模型可以通过DSR形状进行表示．通过图1所示的DSR规则可以清楚地看到，椅子模型是由一个立方体变化产生．基于ACM应用模式，可以将图1所示的DSR规则应用到不同初始形状上，例如杯子形、圆柱体、苹果形状和平头截体，如图2所示．因为DSR形状能够以动态的形式表示，即形状的产生过程可以记录在DSR形状中．因此，基于DSR的规则能够应用到不同的初始形状从而产生更多的新设计模型．如上面案例所示，设计行为（从一个实体产生一把椅子）通过DSR形状保存了下来．在ACM模式的应用下，该设计行为能够应用到不同的初始群体，产生不同效果的椅子模型．下面通过一个小规模的问卷调查，对新设计模型的效果进行评价．200位侯选者被选来进行关于新模型效果的问卷调查．其中有170位年龄在20～30岁之间的学生，以及30位具有3～5年专业设计经验的设计师．问卷调查包括4个问题：1）请比较图1与图2中的椅子模型是否相似？2）图2中的椅子能否由图1中的椅子经过推理得到？3）请根据图1中的椅子形状，根据自己的理解进行模型再现．请通过草图的形式对设计过程进行可视化．4）请分别从审美、新颖和舒适度3方面对上述5个椅子模型进行评价．在访问调查过程中，仅将图1和图2中规则的右半部分展现给问卷参与者．调查结果显示：对于问题1），136人认为相似而52人认为不相似，其余没有意见．对于问题2），超过60％的参与者认为可以通过推理的方式获得，并表示这些椅子具有某些潜在的关联．对于问题3），虽然面对相同的椅子模型，不同的参与者给出了多种多样的生成方法．换句话说，虽然最终模型相同，但是生成的过程却是多种多样的．“自顶向下”的设计模式被广泛采用．对于问题4），“苹果型”的椅子被多数人认为最好看和有新意，图2中的椅子模型被认为最舒适．调查后，当参与者知道4个新椅子模型是由同一模型推理产生时，都在不同程度上表示了惊讶．他们表示：从同一个模型推理出全部4个新模型对他们来说是非常困难的．这也从侧面表现出DSR形状的提出能够反映出设计过程中的突发性特征．目前，通过ER规则库和ACM应用模式，能够产生多种多样的三维设计模型，如图3所示．
3DSR形状文法设计语言
定义3．DSR形状文法．DSR形状文法是一个四元集｛S，L，R，I｝，其中：1）S是DSR形状的有限集合；2）L是标签的有限集合，用于控制形状文法在时间和空间上的推进；3）R是DSR规则的有限集合；4）I是一个自由实体，作为形状文法应用的起点，称为初始形状．在DSR形状文法中，设计过程能够通过形状集和规则集进行表示，进而形成设计语言［20］．由于DSR形状可以表示动态设计信息（设计行为），因此该设计语言可以表现设计师有意识的行为和思想．在工程设计中，设计过程开始自包含设计问题分析、设计解空间解析、设计表达和结果可视化在内的多个循环．因此在DSR设计文法中，本文建立了有结构的规则系统来表示设计思路。在DSR形状文法中包括3种类型的规则：DSR规则、辅助规则（auxiliaryrule）和布局规则（layoutrule）．DSR规则是用来在设计过程中产生形状变化．物理方面的形状变化可以被DSR形状表示并保存．辅助规则主要是用来处理通用的三维模型操作：‘拉伸’、‘缩放’、‘旋转’、‘扭曲’等．在设计过程中，设计师会在最终方案确定之前不停地做出决定，关于当前设计模型的评价和接下来的修改会对整体设计产生什么影响？通常来说，对于整体设计产生的影响将会起到主要作用．因此，这种决定将会一直循环，直至满意的设计方案产生．类似于真实的设计过程，布局规则主要用于指定当前形状和整体模型的关联和影响．2类特殊的功能规则被采用：“SliceRule”和“CombineRule”．通过这2个功能规则，模型可以被分解、合并为任意的子形状用来承载DSR规则和辅助规则的运用．因为设计过程不是直线型推进，而是螺旋型推进的，本文提出针对布局规则的3种关系。图5a所示的‘梯子’关系表示设计过程中的因果关系：Step2发生是由于Step1引起的，后面步骤的产生是由于其前面步骤而产生的．在设计中，前后的因果关系并不仅仅具有线性继承和相邻继承，也就是说，前面n代的步骤都会对第n＋1代的产生具有影响．并且，其影响并不是随着相隔代数的增加而减少（设计突发性）．图5b所示的交叉关系体现了设计过程中的选择性．在上一步的布局行为产生后，有可能会产生多种潜在的设计推进方法（Step2～Stepn）．图5c所示的平行关系体现的是设计过程中的分离行为，即设计步骤A1，A2与B1，B2之间的推进是弱连通的，之间没有必然的联系．当然，在设计过程中，每一种类型并不具有清晰的分割，而常常是多种关系交错发生在同一设计过程中的．本文将图1所示的椅子概念的设计作为案例来表现DSR形状文法的应用之一．通过上述调查问卷，作者邀请了很多职业设计师对相同的椅子模型（图1）应用本文所提出的方法进行重现设计．因此通过DSR形状文法能够得到很多不同设计语言．其中，3种设计语言被选取作为本文案例，展示3种规则对于设计知识的保存和应用．在图6中，设计语言A共有6步．其中，Step1和Step4为布局规则．Step2将立方体分割为3部分用来产生扶手—椅子主体—扶手．Step4将椅子主体设计分为上下2部分．Step3，Step5，Step6属于DSR规则，用来对相应选取的形状进行物理外观的变化．在该设计语言中，Step2和Step4之间属于‘阶梯’关系，因为如果没有Step2，Step4就不会发生．图6中设计语言B分为7步．其中，Step2和Step4为布局规则，其余为DSR规则．Step2和Step4之间属于‘交叉’关系．在Step2后，以后的操作具有2个选择．而Step3和Step5属于‘平行’关系，也就是说，它们之间没有必然的先后顺序，属于弱连通．图6中设计语言C包括4步．其中Step2为布局规则，其余为DSR规则．‘平行’关系在该设计语言中得到了体现。上述3个设计语言的获取都由系统自动完成的．设计师被邀请来使用本文建立的3D交互式建模引擎，通过可视化界面和窗口控件交互操作，他们可以像在常规3D建模软件中一样进行工作．与此同时，系统能够根据其设计操作对整个设计过程通过DSR形状文法进行获取和保存，继而产生设计语言．本系统采用ACIS技术，在Windows平台下运用C＋＋语言实现的。将3个不同的设计语言应用到衍生式设计框架中，在系统内可以快速地产生3种不同的设计方案群体，如图8所示．图8a所示模型是根据设计语言A衍生而来的，体现了椅子主体的一体化设计和悬空椅子扶手的思想．图8b所示模型是根据设计语言B衍生而来的，体现了椅子上下部分不同的设计风格．图8c所示的模型是根据设计语言C产生的，体现了扶手和椅子主体的一体化风格．每一个新椅子都能够通过DSR形状进行表示和存储．也就是说，它们都可以做到图2中类似的衍生式变换．当作者将新的设计模型给3位设计语言的设计者观看时，他们都非常感兴趣．他们表示，其原始设计思路是在本文的3D建模系统中花费了1～2h不等的时间完成的．然而，所有的衍生设计模型都是在1min内通过基于系统自动产生的．这大大节约了设计周期．从美观和创新价值方面，新产生的模型都比较令人满意．虽然，这些新模型还不能直接作为设计方案进入产品设计流程，但它们都表现出原始设计方案的设计思想，并且在设计效果上有了较大的不同，给予设计者感官上直接的冲击和新颖的刺激，能够有助于其设计知识的扩展和设计构思的产生．
4结论
篇(6)
五轴数控铣床方案设计
1总体方案设计
笔者所研究的五轴数控铣床,是一种针对模具加工的高速、高效率机床,并可以选配五轴功能,可使工件在一次装夹下,完成五面的加工。为了实现高性能动态特性,其基本结构考虑为工作台固定,横梁-滑座-主轴箱移动分别实现三坐标进给,具有三坐标自动定位和三坐标联动机能。固定工作台可以换成双摆工作台,实现五轴联动。主要技术指标如表2所示。
2具体方案设计
2.1第1种方案
第1种方案将该五轴数控铣床设计为龙门式,具体工作形式可以描述为:龙门架则沿床身作纵向(x方向)运动,滑枕沿着龙门架作横向(y方向)移动,主轴箱沿着滑枕作z方向的移动。工件固定在平转台上,平转台固定在立转台上。平转台绕z轴作转动,立转台又同时绕x轴转动。这样就实现了两个坐标轴的转动,如图2所示。
2.2第2种方案
该方案为立式五轴数控铣床,其底座固定,滑枕沿着底座作x方向移动,立柱在滑枕上作y方向移动,主轴箱沿着立柱作z方向移动,这样就实现了三轴联动。工件固定在平转台上,平转台又固定在立转台上。平转台绕z轴转动,立转台又同时绕x轴转动,这样就实现了两个坐标轴的转动。当给该数控铣床输入程序时就会实现五轴联动。五轴分别为3个平动轴和2个转动轴,如图3所示。
该立式五轴与龙门式五轴的运动方案基本相同,不同的是布局上有区别。龙门式数控铣床的主轴箱沿着滑枕作z方向移动,而该立式五轴数控铣床的主轴箱则沿着立柱进行z方向移动。
2.3第3种方案
该方案也是立式五轴数控铣床,床身固定在地面上,滑枕在床身上沿着y轴方向移动,支座在床身上沿着z轴方向移动,同时工作台在支座上沿着x轴方向移动,这样就实现了三轴联动。平转台固定在工作台上绕着z轴方向作回转运动,刀具固定在立转台上,立转台在滑枕上绕着y轴作回转运动,如图4所示。
基于ADAMS运动仿真
1对3种设计方案的运动仿真
应用SolidWorks三维绘图软件对每种设计方案中的数控铣床进行建模,然后导入到ADAMS软件中。在ADAMS软件中把模型加入约束、驱动并对运动方式进行编程仿真,模拟出五轴数控机床的运转情况,可以在虚拟的条件下看到机床的物理形态和动态运转情况,达到可视化目的。
在设计该机床运动轨迹时,ADAMS软件虽然可以实现五轴联动,但是五轴联动后的运动轨迹并不直观,因此决定采用三轴联动。
第1种方案中先设置床身与横梁处的Motion3、横梁与滑枕处的Motion2、滑枕与滑板处的Motion4,然后设定仿真时间为9,共为500步,结果形成的轨迹为一螺旋线。图5、图6所示为第1种设计方案的三维模型和刀具轨迹。
第2种方案中先设置床身与滑枕处的Motion1、滑板1与滑枕处的Motion2、滑板1与滑板2处的Motion3,然后设定仿真时间为9,共为500步,结果形成的轨迹为一螺旋线。图7、图8所示为第2种方案的三维模型和刀具轨迹。第3种方案中先设置底座与滑枕处的Motion1、底座与滑板处的Motion3、支撑台与滑板处的Motion4,然后设定仿真时间为9,共为500步。该方案与前两个方案的不同之处在于不是由刀具直接形成螺旋线,而是工件在工作台上作圆周运动,刀具作直线运动,由这两种运动形成螺旋线。图9、图10所示为第3种方案的三维模型和合成轨迹。
2结果分析
2.1第1种方案
该布局形式为龙门架移动式,其主轴可以在龙门架的横向与垂直溜板上运动,而龙门架则沿床身作纵向运动。如图6所示方案1中的刀具运行轨迹为螺旋线,该方案采用x,y轴的对称布局形式,提高了机床的热稳定性及加工精度。这种布局适用于加工较重的工件,可以减小铣床的结构尺寸和质量。该龙门铣床的优点是:
1)占地面积小。工作台移动式龙门铣床,整机长度必须两倍于纵向行程长度,而第1种方案设计的龙门铣床的整机长度只需纵向行程加上龙门架侧面宽度即可;
2)动态响应好。该移动式龙门铣床采用的是固定工作台,一般与床身整体铸出,龙门框架纵向运动的驱动力矩等值不变,不会因工件的承载重量的改变而变化,从而保证了加工精度和机床的响应性能。
2.2第2种方案
该机床为立式数控铣床,采用工作台转动,且主轴沿垂直溜板上、下运动。由滑枕和滑板实现x,y两个坐标的移动,主轴沿立柱上下实现z坐标移动。如图8所示的方案2中的刀具运行轨迹,主要优点在于z轴导轨的承重是固定不变的,有利于提高z轴的定位精度和精度的稳定性;但是由于本铣床的z轴承载较重,不利于提高z轴的快速性。
2.3第3种方案
该机床为立式数控铣床,工作台沿z坐标上、下移动,主轴头为转动式。图10所示为方案3的合成轨迹,该方案由工作台和滑枕实现了x,y坐标的移动。其主要优点是适用于加工质量较小的工件,缺点是机床的结构不太稳定,导致加工精度受到影响。
综上所述,根据表2给出的技术要求可知,龙门式五轴数控铣床工作行程要求较大,承重要求较高,因此第3种方案不符合设计要求。从机床布局的结构来看,龙门式的布局更为合理,而第2种方案设计的立式五轴数控铣床的热稳定性及刚性都不如第1种方案设计的龙门式五轴数控铣床。
结论
1)将可视优化设计与概念设计相结合,提出了数控机床概念设计流程,并应用于某五轴数控铣床的方案设计。
篇(7)
1、在毕业论文工作期间,工作刻苦努力,态度认真,遵守各项纪律,表现出色。
2、能按时、全面、独立地完成与毕业论文有关的各项任务,表现出较强的综合分析问题和解决问题的能力。
3、论文立论正确,理论分析透彻,解决问题方案恰当,结论正确,并且有一定创见性,有较高的学术水平或较大的实用价值。
4、论文中使用的概念正确,语言表达准确,结构严谨,条理清楚,逻辑性强,栏目齐全,书写工整。
5、论文写作格式规范,符合有关规定。论文中的图表、设计中的图纸在书写和制作上规范,能够执行国家有关标准。
6、原始数据搜集得当,实验或计算结论准确可靠,能够正确使用计算机进行研究工作。
7、在论文答辩时,能够简明和正确地阐述主要内容,能够准确深入地回答主要问题,有很好的语言表达能力。
二、良(80-89分):
1、在毕业论文工作期间,工作努力,态度认真,遵守各项纪律,表现良好。
2、能按时、全面、独立地完成与毕业论文有关的各项任务;具有一定的综合分析问题和解决问题的能力。
3、论文立论正确,理论分析得当,解决问题方案实用,结论正确。
4、论文中使用的概念正确,语言表达准确,结构严谨,条理清楚,栏目齐全,书写工整。
5、论文写作格式规范,符合有关规定。论文中的图表、设计中的图纸在书写和制作上规范,能够执行国家有关标准。
6、原始数据搜集得当,实验或计算结论准确,能够正确使用计算机进行研究工作。
7、在论文(设计)答辩时,能够简明和正确的阐述主要内容,能够准确地回答主要问题,有较好的语言表达能力。
三、中(70-79):
1、在毕业论文工作期间,工作努力,态度比较认真,遵守各项纪律,表现一般。
2、能按时、全面、独立地完成与毕业论文有关的各项任务;综合分析问题和解决问题的能力一般。
3、论文立论正确,理论分析无原则性错误,解决问题方案比较实用,结论正确。
4、论文中使用的概念正确,语句通顺,条理比较清楚,栏目齐全,书写比较工整。
5、论文写作格式规范,符合有关规定。论文中的图表、设计中的图纸在书写和制作上规范,能够执行国家有关标准。
6、原始数据搜集得当,实验或计算结论基本准确,能够正确使用计算机进行研究工作。
7、在论文答辩时,能够阐述主要内容,能够比较正确地回答主要问题。
四、及格(60-69):
1、在毕业论文工作期间,基本遵守各项纪律,表现一般。
2、能够在教师指导下,按时和全面地完成与毕业论文有关的各项任务。
3、论文立论正确,理论分析无原则性错误,解决问题的方案有一定的参考价值,结论基本正确。
4、论文中使用的概念基本正确,语句通顺,条理比较清楚,栏目齐全,书写比较工整。
5、论文写作格式基本规范,基本符合有关规定。论文中的图表、设计中的图纸在书写和制作上基本规范,基本能够执行国家有关标准。
6、原始数据搜集得当,实验或计算结论基本准确,能够使用计算机进行研究工作。
7、在论文答辩时,能够阐述出主要内容,经答辩教师启发,能够回答主要问题。
五、不及格(59分以下,同时具备以下三条或三条以上者):
1、在毕业论文工作期间,态度不够认真,有违反纪律的行为。
2、在教师指导下,仍不能按时和全面地完成与毕业论文有关的各项任务。
3、论文中,理论分析有原则性错误,或结论不正确。
