现代设计方法资料

1、 现代设计方法在现代设计方法这门课的学习中，老师向我们系统的讲解了多种设计方法，例如优化设计、绿色设计、虚拟设计、等等。下面我将对自己感兴趣的几种设计方法进行简单的介绍。一、绿色设计绿色设计(Green Design)，是20世纪80年代末出现的一股国际设计潮流。绿色设计反映了人们对于现代科技文化所引起的环境及生态破坏的反思，同时也体现了设计师道德贺社会责任心的回归。在漫长的人类设计史中，工业设计为人类创造了现代生活方式和生活环境的同时，也加速了资源，能源的消耗，并对地球的生态平衡造成了极大的破坏。特别是工业设计的过度商业化，使设计成了鼓励人们无节制的消费的重要介质，“有计划的商品废止制”就是

2、这种现象的极端表现。无怪乎人们称“广告设计”和“工业设计”是鼓吹人们消费的罪魁祸首，招致了许多的批评和责难。正是在这种背景下，设计师们不得不重新思考工业设计师的职责和作用，绿色设计也就应运而生。1、绿色设计的涵义绿色设计(Green Design)， 其涵义与生态设计(Ecological Design)、环境设计(Design for Environment)、生命周期设计或环境意识设计等概念比较接近，其基本思想是：在设计阶段就将环境因素和预防污染的措施纳入产品设计之中，将环境性能作为产品的设计目标和出发点，力求使产品对环境的影响为最小。2、绿色设计的目的绿色设计的目的，是要克服传统的产业设

3、计与产品设计的不足，使所创造的产品既能满足传统产品的要求，又能满足适应环境与可持续发展的需求。3、绿色设计的原则三个“RE”原则Reduce、Recycle、Reuse,即“少量化、再利用、资源再生”的“物尽其能三原则”。不仅要减少物质和能源的消耗，减少有害物质的排放，而且要使产品及零部件能够方便的分类回收并再生循环或重新利用。4、绿色设计的内容绿色设计的主要内容包括：绿色产品设计的材料选择与管理；产品的可拆卸性设计；产品的可回收性设计。 1）绿色产品设计的材料选择与管理。一方面，不能把含有有害成分与无害成分的材料混放在一起；另一方面，对于达到寿命周期的产品，有用部分要充分回收利用，不可用部分

4、要用一定的工艺方法进行处理，使其对环境的影响降到最低 。2）产品的可回收性设计。综合考虑材料的回收可能性，回收价值的大小，回收的处理方法等。 3）产品的可拆卸性设计。设计师要使所设计的结构易于拆卸，维护方便，并在产品报废后能够重新回收利用。 除此之外，还有绿色产品的成本分析，绿色产品设计数据库等。5、绿色设计的方法1）模块化设计。对一定范围内的不同功能或相同功能不同性能，不同规格的产品进行功能分析的基础上，划分并设计出一系列功能模块，通过模块的选择和组合可以构成不同的产品，满足不同的需求。 模块化设计既可以很好的解决产品品种规格，产品设计制造周期和生产成本之间的矛盾，又可为产品的快速更新换代，

5、提高产品的质量，方便维修，有利于产品废弃后的拆卸，回收，为增强产品的竞争力提供必要条件。 2）循环设计。循环设计既是回收设计（Design for Recovering &Recycling)，就是实现广义回收所采用的手段或方法，即在进行产品设计时，充分考虑产品零部件及材料的回收的可能性，回收价值的大小，回收处理方法，回收处理结构工艺性等与回收有关的一系列问题，以达到零部件及材料资源和能源的充分有效利用，环境污染最小的一种设计的思想和方法。6、绿色设计的案例折叠围栏。最好禁止使用塑料袋，这种看法是正确的。但是只要它们存在于人们的生活中，我们就不得不解决这个问题。像马丁阿祖做的那样，吧废弃的材料

6、编织折叠刀铁框架立做成一个折叠围栏。利用已使用过的材料可以制造出不同颜色、质地和透明度的产品。作为与“荷兰现代设计代名词”Droog Design最早合作的设计师之一，德桥（Tejo Remy）以对废弃材料和原有旧物品的巧妙利用，重新设计让人耳目一新，印象深刻，并被看做Droog Design最具颠覆性和最近草根本色的设计师。他不满传统设计观念，以挑战当时主导性形式风格的姿态推出了“抽屉式”，在引起设计界骚动的同时，预示了一个充满乐趣与智慧的设计新时代即将到来。在回忆艺术里，人们通过将房子里的物品与情景联系在一起，使得回忆狠容易的被唤醒。“抽屉柜你不能扔掉自己的回忆”的灵感正来源于德乔对记忆所

7、作的探索与应用。抽屉柜是一些旧抽屉的集合，将捡来的二手抽屉放在新的外壳中，以稍显凌乱的方式叠摞在一起，然后用亚麻绳捆绑在一起，使用者可以方便增减抽屉的数量。在他看来，由就抽屉组成的柜子成为记忆系统的一个隐喻。随意而偶然排列的状态，让人产生急切和执着的感觉。这样的设计不仅仅是废旧抽屉的重新利用，也提供了物品定制的独特和重要方式。德乔说，他并不想设计，只是即兴创作，当他找到这些抽屉时就接受了它们的状态，使用者可以按自己意思再上面做出增减。与这个创造有异曲同工之妙的还有碎布椅和牛奶瓶灯。巧妙的想法，内含的互动性与其近乎放肆的荷兰式幽默在他的设计里随处可见，将怀旧情怀融入现代功能中，用先锋的形式改变废

8、旧材料。可以说，德乔的这三个作品开始了新一代设计师对废旧物品和日常材料进行回收利用，重新设计革新的新探索。 竹椅，相对于木材而言，竹子是一种生态友好的替代品，它的生长周期快，材质坚硬，同时可弯折。虽然有这样的品质，没有引起西方消费者的重视。结果，竹产品的生产仍不是很普遍。德乔与芮妮开始只是试图通过编织的手法制作一个椅子，但是在制造了一些以后，他们意识到希望用这种技术创造一个更为立体的椅子，于是有了竹椅的诞生。碎布椅，不知道家里的旧衣服该如何处理吗？碎布椅是个不错的尝试。网球长椅。在博曼斯美术馆（Museum Boymansvan Beunungen）放置的六个网球长椅，大小各不相同。分别可以坐

9、2个到几个人不等。设计的最初想法是美术馆就像一个身体在成长，通过把相同的基本元素（网球）连接起来，代表机构不同的成长阶段。网球不仅具有分子一样的形状，同时外部柔软。引起无需再连接起来后再加修饰和座垫。这一材料之前可能从来没有被用于家居制造。抽屉柜-不要扔掉你的回忆。用一条亚麻带把20个旧抽屉绑在一起形成。二、优化设计优化设计这个名词由来已久了，在各个领域都有发展，我所研究是机械的优化设计。 机械优化设计是近年来发展起来的一门新的学科,从60年代开始,由于最优化技术和计算机技术在设计领域的应用,为工程设计提供了一种重要的科学设计方法。1、机械优化设计的基本理论 优化设计是一门新兴学科,它建立在数

10、学规划理论和计算机程序设计基础上,通过计算机的数值计算,能从众多的设计方案中寻到尽可能完善的或最适宜的设计方案,使期望的经济指标达到最优,它可以成功地解决解析等其它方法难以解决的复杂问题,优化设计为工程设计提供了一种重要的科学设计方法,因而采用这种设计方法能大大提高设计效率和设计质量。优化设计主要包括两个方面:一是如何将设计问题转化为确切反映问题实质并适合于优化计算的数学模型,建立数学模型包括:选取适当的设计变量,建立优化问题的目标函数和约束条件。目标函数是设计问题所要求的最优指标与设计变量之间的函数关系式,约束条件反映的是设计变量取得范围和相互之间的关系;二是如何求得该数学模型的最优解:可归

11、结为在给定的条件下求目标函数的极值或最优值的问题。机械优化设计就是在给定的载荷或环境条件下,在机械产品的形态、几何尺寸关系或其它因素的限制范围内,以机械系统的功能、强度和经济性等为优化对象,选取设计变量,建立目标函数和约束条件,并使目标函数获得最优值一种现代设计方法,目前机械优化设计已广泛应用于航天、航空和国防等各部门。2、机械优化设计与产品开发 产品生产是企业的中心任务,而产品的竞争力影响着企业的生存与发展。产品的竞争力主要在于它的性能和质量,也取决于经济性,而这些因素都与设计密切相关,可以说产品的水平主要取决于设计水平。随着生产的日益增长,要求机器向着高速、高效、低消耗方向发展,并且由于商

12、品的竞争,要求不断缩短设计周期,因而对产品的设计已不是仅考虑产品本身,还要考虑对系统和环境的影响;不仅要考虑技术领域,还要考虑经济、社会效益;不仅考虑当前,还要考虑长远发展。在这种情况下,所谓传统的设计方法已越来越显得适应不了发展的需要。由于科学技术的迅速发展,对客观世界的认识不断深入,设计工作所需的理论基础和手段有了很大进步,使产品的设计发生了很大的变化,特别是电子计算机的发展及应用,对设计工作产生了革命性的突变,为设计工作提供了实现设计自动化和精密计算的条件。因此,用理论设计代替经验设计、用精确设计代替近似设计、用优化设计代替一般设计将成为设计的必然发展趋势。3、机械优化设计的特点 优化设

13、计是以建立数学模型进行设计的。优化设计引用了一些新的概念和术语,如前所述的设计变量、目标函数、约束条件等。机械优化设计将机械设计的具体要求构造成数学模型,将机械设计问题转化为数学问题,构成一个完整的数学规划命题,逐步求解这个规划命题,使其最佳地满足设计要求,从而获得可行方案中的最优设计方案。优化设计改变了传统的设计方式。传统设计方法是被动地重复分析产品的性能,而不是主动设计产品的参数。作为一项设计不仅要求方案可行、合理,而且应该是某些指标达到最优的理想方案。并从大量的可行设计方案中找出种最优化的设计方案,从而实现最优化的设计。优化设计可以满足多方面的性能要求。产品要求总体结构尺寸小,传动效率高

14、,生产成本低等,这些要求用传统设计方法设计是无法解决的。实践证明,最优化设计是保证产品具有优良的性能,减轻自重或体积,降低工程造价的一种有效设计方法。优化设计的一般过程与传统设计方法有所不同。它是以计算机自动设计选优为其基本特征的。由于计算机的运用速快,分析计算一个方案只要几秒以至千分之一秒钟,因而可以从大量的方案中选出最优方案。因此可以为设计人员提供大量的设计分析数据,有助于考察设计结果,从而可以提高机械产品的设计质量。4、机械优化设计的应用 机构运动参数的优化设计是机械优化设计中发展较早的领域,不仅研究了连杆机构、凸轮机构等再现函数和轨迹的优化设计问题,而且还提出一些标准化程序。机械零、部

15、件的优化设计最近十几年也有很大发展,主要是研究各种减速器的优化设计、液压轴承和滚动轴承的优化设计以及轴、弹簧、制动器等的结构参数优化。除此之外,在机床、锻压设备、压延设备、起重运输设备、汽车等的基本参数、基本工作机构和主体结构方面也进行了优化设计工作。近年来发展起来的计算机辅助设计(CAD) 引入优化设计方法后,把优化设计方法与计算机辅助设计结合起来,使设计过程完全自动化,已成为设计应用技术。三、相似性设计对于设计复杂机械产品而言, 新产品的设计大都是原有产品的继承和发展,找出与原有产品的相似性与差异性,可用简单(子)系统组合有相似性与差异性的复杂机械系统,已是机械工程专家的共识。如今，单元化

16、和集成化是工程产品设计发展的趋势。在CAD、CBR、CBD、KBE、智能设计、创新设计、协同设计、相似设计及设计重用中都涉及相似性和变异修改。传统相似设计方法要求所有特征都对应相似这不适合设计复杂系统。因此,用相似单元系统综合集成有相似性与差异性的复杂机械产品方法，是机械科学中一个重要问题。 1、 复杂机械相似系统构成原理1) 复杂相似机械产品系统的概念 系统间组成单元及特性有共性形成相似性。系统间有相似性形成相似系统。简单机械系统间相似性形成简单相似机械系统，复杂机械产品间存在相似性构成复杂相似机械产品系统。复杂相似机械产品系统间是多单元及多种特性综合的系统相似性，相似性程度主要由相似性单元

17、的数量和特性相似程度大小所决定。2) 复杂自然相似系统构成原理 两个或两个以上和谐有序的自然相似系统都是由多层次、多个对应相似特性的子系统按系统序结构有共性组成。不同层次的主子系统间有自相似性。例如，复杂相似高等生物体系统由对应相似的细胞的子系统按系统序结构组成；复杂天体系统是对应相似的星体子系统按系统序结构组成；复杂相似国家社会系统都对应省(州、市)、县、乡(镇)子系统按系统序结构有共性组成。 3) 复杂机械相似系统构成原理 人工设计复杂相似机械产品系统应遵从自然相似系统的组成原理：用对应相似性的机械和电子零部件单元子系统按系统序结构有共性组成复杂相似机械产品系统。 例如，两部复杂相似汽车系

18、统，常由具有对应相似性的发动机、变速器、前桥、后桥、悬挂、空调器、油泵、信息检测和控制单元子系统按相似序结构组合而成。2、 相似系统集成设计原理 相似学第一定律:当对应系统序结构存在共同性时，系统之间形成相似特性。而且,系统相似性大小随序结构共同性程度增大而上升，序结构共同性程度减少而下降。相似学第二定律:当不同系统中信息内容与规律、信息作用方式与过程存在共同性时，系统间形成相似特性。而且,不同系统的信息内容、作用形式和规律越接近系统间特性越相似,系统间相似特性随信息内容、规律变化而变化。相似学第三定律:当支配系统本质的规律有共性时系统间形成相似性。受相同自然规律支配的系统间将存在相似性,相似特性的性质随支配的自然规律而异。系统相似度大小与支配系统本质规律的共性相关联, 相似性变化与系统演化方向与过程相关。应用相似规律的必要条件是支配相似特性的本质原理一致性和系统相似度Q0。以上就是对本门课程的学