现代设计方法及其应用

学号：XXXXXXXX

天津商业大学论文

现代设计方法及其应用

学院:生物技术与食品科学学院

专业班级:轻工过程与装备1501

学生姓名:***

学号：XXXXXXX

2016年1月3日

现代设计方法及其应用

摘要：设计是人类改造自然的基本活动之一。它与人类的生产活动及生活紧密相关。人类在改造自然的历史长河中，一直从事设计活动，通过成功的设计物品来满足文明社会的需要。人类生活在大自然和人类自身“设计”的世界中，从某种意义上讲，人类文明的历史，就是不断进行设计活动的历史。以下我将会概括这学期所学习的主要现代设计方法及学习现代设计方法的意义。

关键词：现代设计；人类；自然；文明社会

从广义上说，设计是指为了达到某一特定目的，从构思到建立一个切实可行的实施方案，并且用明确的手段表示出来的系列行为。设计的目的既可以是精神性的也可以是物质性的。在漫长的历史进程中，出现了两种主要形式的设计活动，一是单纯为了满足审美需求而出现的艺术设计，一是单纯为了满足功能需求而出现的工程设计。通常所说的设计一般指工业产品设计，是把设计理解为根据客观需求完成满足该需求的技术系统的图纸及技术文档活动。随着科学技术和生产力的不断发展，设计和设计科学也在不断向深度和广度发展，其内容、要求、理论、和手段等都在不断更新，产品设计概念的内涵和外延也在扩大。

1. 设计方法学

1.1设计方法的涵义

方法是人类思维的宝贵财富，是探索科学真理的钥匙。认识事物、解决问题都需要正确的方法。好的方法将为人们开展更广阔的图景，使人们认识更深层次的规律，从而更有效地改造世界。设计方法学是一门新兴学科，是现代设计方法的重要组成部分。

工业产品设计是一种创造性活动，设计的结果直接影响产品性能质量、成本和企业经济效益。由于在产品开发和提高产品设计水平的工作中，科学的设计方法起着重要的作用，因此加强对产品设计方法学的研究有着十分重要的意义。

系统工程是在控制论、信息论、运筹学及管理科学基础上发展起来的，用于解决工程问题，使之达到最优化设计、最优控制和最优管理的一门科学。系统工

程的方法是把事物当作一个整体的系统来研究，从系统出发，分析各组成部分之间有机的联系及系统与外界环境的关系，是一种比较全面的综合研究方法。现代设计中的许多问题，都可以用系统论思想和方法去分析、认识和把握。

1.2现代设计方法的设计思想

科学技术发展的历史和实际表明,机械工业是科学技术物化为生产力的重要载体。在以前的工业革命尤其是现在的工业化过程中,机械与电子、信息、冶金、电力、化工、轻工、建筑等诸多领域科技成果的有机结合,为国民经济的发展和人们生活质量的提高不断地提供了先进设备、器械和用品。科学技术成果要转变为有竞争力的新产品,设计起着关键性的作用。现代机械设计以理论计算为设计主题，最本质的工作是从无到有创造出一部机器以满足我们的要求，由设计分析和设计综合共同构成贯穿整个设计过程的始终。也就是说,机械设计问题是一个决定机械产品一序列的技术、经济及社会环境效果的问题。

2现代设计方法与传统设计方法的比较

2.1传统机械设计方法

在传统设计理论发展时期，由于受机械生产水平的制约、客观条件的限制以及当时计算手段的局限等一系列原因,人们的思维还未被充分开发。同时，社会对机械生产的要求不象今天这样向高速、高效、精密、轻量化、自动化方向发展, 机械系统和产品结构也不象今天这样日趋复杂。传统设计在进行理论分析时,基于其观念的制约和所确定的力学—数学模型的需要,常将复杂的具体问题作了一些等效处理,使理论分析的目的性和问题的本质更加明确,也使分析的过程得到简化。

2.2现代设计方法

1) 系统性:现代设计技术是逻辑系统的设计技术,强调用系统工程处理技术系统问题。设计时应分析各部分的有机关系,力求系统整体最优。同时考虑技术系统与外界的联系,即人- 机- 环境的大系统关系。

2) 创造性:突出人的创造性,发挥集体智慧,力求探寻更多突破性方案,开发创新产品。

3) 社会性:现代设计开发新产品的整个过程,从产品的概念形成到报废处理的全

生命周期的所有问题,都要以面向社会、面向市场为指导思想全面考虑解决。4) 宜人性:现代设计强调产品内在质量的实用性、外观质量的美观性、艺术性、时代性,在保证产品功能的前提下,要求对用户产生新颖、舒畅等精神功能。

5) 动态化:现代设计在静态分析的基础上,考虑载荷谱、负载率等随机变量,进行动态多变量最优化。

6) 最优化:现代设计重视综合集成,在性能、技术、经济、制造工艺、使用、环境等各种约束条件下,和广泛的学科领域之间,通过计算机以高效率综合集成最新科技成果,寻求最优方案和参数。

7) 数字化：产品在其生命周期内的数字化建模是现代设计方法的核心技术之一。它应包括全局产品信息的数字化定义、将产品信息自动数字化的广义计算机辅助工具的选用以及通过计算机对产品开发与生产全过程中大数字化信息所进行的全面管理与控制即产品数据管理等三方面的内容。

8）计算机化:现代设计广泛使用计算机使设计、计算、绘图、制造、改进一体化,日新月异的功能强大的软件使设计工作面貌不断更新,能够包容的影响设计的因素日益增多,大大提高了设计的精度、稳定性和效率,修改设计极为方便。

9）集成化。包括以信息集成为基础实现产品开发过程的集成和复杂产品开发涉及领域间的集成。现代设计系统已不再是单纯的、或系统,以并行工程、多设计领域集成为代表的计算机集成制造系统巧将成为企业产品设计自动化的发展方向。

3现代设计方法的主要内容

1) 可靠性设计以概率论和数理统计为理论基础,以失效分析、失效预测及各种可靠性试验为依据,以保证产品的可靠性为目标的现代设计方法。

2) 机械系统设计系统的观点,研究内外系统和各子系统之间的相互关系, 通过各子系统的协调工作,取长补短来实现整个系统最佳的总功能。

3) 优化设计把最优化数学原理应用与工程设计问题,在所有可行方案中寻求最佳设计方案的一种现代设计方法。进行工程设计时,首先要将工程问题按优化设计所规定的格式建立数学模型,然后选用合适的优化计算方法在计算机上对数学模型进行寻优求解,得到工程设计问题的最优设计方案。

4) 有限元法以电子计算机为工具的一种现代数值计算方法。它不仅能用于

工程中复杂的非线行问题、非稳态问题的求解,还可用于工程设计中进行复杂结构的静态和动力分析,并能准确地计算形状复杂零件的应力分布和变形,成为复杂零件强度和刚度计算的有力分析工具。

5) 计算机辅助设计利用计算机运算快速准确、存储量大、逻辑判断功能强等特点进行设计信息处理,并通过人机交互作用完成设计工作的一种设计方法。

6) 反求工程设计通过实物或技术资料对已有的先进产品进行分析、解剖、试验,了解其材料、组成、结构、性能、功能,掌握其工艺原理和工作机理,以进行消化仿制、改进或发展、创造新产品的一种方法和技术。

7) 机械动态设计根据产品的动载工况,以及对产品提出的动态性能要求与设计准则,按动力学方法进行分析计算、优化与试验、并反复进行的一种设计方法。

8) 模块化设计对在一定范围内的不同功能或相同功能不同性能、不同规格的机械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,然后通过模块的选择和组合构成不同产品的一种设计方法。

4现代设计方法的发展趋势

人们随着对客观世界的认识深化和生活水平的提高,对产品的要求也愈来愈高。因此，不断的改进设计理念,使用先进设计制造技术,提高产品质量,降低成本,提高生产率,生产出符合用户需求的高科技产品,这也是现代设计技术的发展方向。

具体表现为以下几个方面: 1) 设计对象由单机走向系统；2) 设计要求由单目标走向多目标；3) 设计所涉及的领域由单一领域走向多个领域；4) 承担设计工作的人员从单人走向小组,使人们从设计过程数字化中逐步确立主动地位,激发主动创造性；5) 产品更新度加快,使设计周期缩短；6) 产品设计由自由发展走向有计划的发展；7) 设计的发展要适应科学技术的发展,特别是适应计算机技术的发展。这就是说,现代产品的设计,除了要求考虑技术方面的因素外,它还要求设计者应将产品- 人- 环境- 社会视为一个完整的系统。

设计时,必须从系统角度来全面考虑各方面的问题。既要考虑产品本身,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

但考虑当前,还需考虑长远发展。现代设计方法将会是各学科群之间的相互交叉渗透,愈益频繁的一门综合性学科,涉及的内容十分广泛,而且随着科学技术的飞速发展,必将会有许多新的设计方法不断涌现。

总结

通过这学期王老师的讲解，让我初步了解了很多现代设计方法，对我以后的课题研究具有很大的帮助。尤其是有限元法，可能以后我用的最多的就是有限元，刚开始听到“有限元”这三个字，感觉好迷茫，什么也不懂，不是那是干什么的，后来才明白原来它是通过两次近似将具有无限多个自由度的连续体转化为只有有限个自由度的单元集合体，使问题简化为数值求解的结构问题。有限元法把原来寻求整个求解区域上满足控制方程的连续函数问题，转变为在各单元上寻找合适的近似函数使其在每个单元上满足控制方程的问题。

本科的时候学了好几门力学，当时都是用手计算的，没有学什么软件，现在才明白原来存在好多强大的软件可以直接计算，省去了好多时间，所以以后我要好好学习一些有用的软件，学会了对自己来说就是一笔巨大的财富，一个人的力量是无穷的，只要合理利用和学习，学习永远都在进行中，而没有完成时。

感谢这学期王老师的认真讲解，让我了解到了许多从未接触过的知识，现代设计方法涉及到了方方面面，各行各业，在每个公司设计一种产品，都要根据一种方法，而不能茫目设计，否则会适得其反。以后我会更加努力提升自己的各方面素质，多学点知识，也许有一天我也会设计出自己的产品。

参考文献

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现代设计理论与方法

第一章 1现代设计理论与方法是一门基于思维科学、信息科学、系统工程、计算机技术等学科，研究产品设计规律、设计技术和工具、设计实施方法的工程技术科学。 2设计的概念，广义概念是指对发展过程的安排，包括发展的方向、程序、细节及达到的目标。狭义概念是指将客观需求转化为满足需求的技术系统(或技术过程)的活动。 3设计的含义：为了满足人类与社会的功能要求，将预定的目标通过人们创造性思维，经过一系列规划、分析和决策，产生载有相应的文字、数据、图形等信息的技术文件，以取得最满意的社会与经济效益，这就是设计。 4设计的特征：需求特征、创造性特征、程序特征、时代特征。 5设计的四个发展阶段：直觉设计阶段、经验设计阶段、半理论半经验设计阶、现代设计阶6现代设计与传统设计的区别: 传统设计：以经验总结为基础，运用力学和数学而形成的经验、公式、图表、设计手册等作为设计的依据，通过经验公式、近似系数或类比等方法进行设计。传统设计方法基本上是一种以静态分析、近似计算、经验设计、手工劳动为特征的设计方法。 现代设计：是一种基于知识的，以动态分析、精确计算、优化设计和CAD为特征的设计方法。 7现代设计方法与传统设计方法相比，主要完成了以下几方面的转变： 1）产品结构分析的定量化；2）产品工况分析的动态化；3）产品质量分析的可靠性化；4）产品设计结果的最优化；5）产品设计过程的高效化和自动化。 8现代产品设计按其创新程度可分为：开发性设计、适应性设计、变形设计三种类型。 第二章 1功能分析组合方法：求总功能（黑箱法）分功能求解方法（调查分析法、创造性方法、设计目录法）原理解组合（形态分析法） 第三章 1创造技法：（一）集体激智法：(专题会议法，德尔菲法，635法)通过多人的集体讨论和书面交流，互相启迪，并发灵感，进而引起创造性思维的连锁反应，形成综合创新思路的一种创新技法。（二）提问追溯法：（奥斯本提问法，阿诺尔特提问法，5W-1H提问法）是通过对问题进行分析和推理来扩展思路，或将复杂的问题加以分解，找到各种影响因素，从而扎到问题的解决方案的一种创造性技法。（三）联想类比法：（联想发明发，类比发明发，仿生法，综摄法）通过启发、联想、类比、综合等手段，创造出新的想法，这种创造技法就称联想类比法（四）组合创新法：（性能组合，原理组合，功能组合，结构组合）利用事物间的内在联系，用已有的知识和现有的成果进行新的组合。从而产生新的方案。

国外绿色生态建筑设计案例

国外绿色生态建筑 设计案例
中国建筑科学研究院上海分院 绿色与生态建筑研究中心 邵文晞

目
录
1 2 3 4 5
国外绿色建筑发展 国外绿 建筑发展 国外绿色建筑特点介绍 英国诺丁汉大学朱比丽分校 巴克雷卡德总部 建筑研究组织办公楼
6 7 8 9 10
吉巴欧文化中心 吉 欧文化中 建筑通风借鉴案例 德国商业银行总部大厦 墨尔本政府办公楼 森斯伯瑞英国大型连锁超市
2008-11-4
绿色与生态建筑研究中心

国外绿色建筑发展

绿色建筑的提出
一九八一～一九九九 年来NASA所测得的 地球南极臭氧层破洞 日渐扩大的情形

绿色建筑的提出 1992年巴西的里约热内卢“联合国环境与 发展大会” 与会者第 次明确提出了 发展大会”，与会者第一次明确提出了 “绿色建筑”的概念，绿色建筑由此渐成 一个兼顾环境关注与舒适健康的研究体系， 并在越来越多的国家实践推广，成为当今 世界建筑发展的重要方向。

绿色建筑星级评价标准
世界各国的绿色标准情况
Eko Profile Promis E BREEAM ESCALE Eco Effect Eco Quantum E-top LEEDLEED -Canada, GBTool BREEAMBREEAM-Green Leaf LEED
GOBAS
HKHKBEAM
CASBEE
1992年里约热内卢召开第 一次「地球环境高峰会议」 次「地球环境高峰会议」
NABERS SBAT

现代设计方法期末总结

1、设计是创造性的劳动，设计的本质是创新。 2、现代设计方法有六个特点,分别是:程式性、创造性、系统性、优化性、综合性、计算机辅助设计（CAD）。 3、传统的分析方法往往把事物分解为许多独立的互不相干的部分进行研究。由于是孤立、静止地分析问题，所得的结论往往是片面的、有局限性的。而系统工程的方法是把事物当作一个整体的系统来研究，从系统出发，分析各组成部分之间的有机联系及系统与外界环境的关系，是一种较全面的综合研究方法。 4、设计系统是一种信息处理系统。 5、系统工程的观点，设计系统是一个由时间维、逻辑维和方法维组成三维系统。时间维：反映按时间顺序的设计工作阶段；逻辑维：解决问题的逻辑步骤；方法维：设计过程中的各种思维方法和工作方法。 6、设计工作阶段—时间维一般工程设计可分为四个阶段： 1）产品规划（明确设计任务）；2）原理方案设计；3）技术设计；4）施工设计。产品规划过程中的调查研究，包括：市场调研、技术调研、社会调研、环境调研。产品规划阶段形成的是可行性研究报告或设计任务书。 原理方案设计形成方案原理图。技术设计阶段形成零件草图等。 施工设计阶段形成零件图、部件装配图、全部生产图纸、设计说明书、工艺文件、使用说明书。 7、产品设计的三种类型 （1）开发型设计针对设计任务提出新的功能原理方案，完成从产品规划到施工设计的全过程的设计，此类设计是创新设计。 （2）适应型设计在原理方案基本保持不变的情况下，变化更换部分部件或结构，使产品更广泛地适应使用要求的设计。 （3）变参数型设计产品功能、原理方案、结构型式基本确定，通过改变尺寸与性能参数，满足不同的工作需要的设计。（测绘与仿制） 8、解决问题的合理逻辑步骤是：分析-综合-评价-决策。 评价是筛选的过程二、原理方案设计 1、系统功能分析法—系统化设计方法，它是将工程设计任务或机械产品看作技术系统，用系统工程方法进行分析和综合。 2、技术系统—以一定技术手段来实现社会特定需求的人造系统。 技术系统的功能就是将输入的能量、物料和讯号进行有目的的转换或变化后输出。技术系统是一个转换装置。随时间变化的能量、物料和讯号称为能量流、物料流和讯号流。 主要传递讯号流的技术系统—仪器。 主要传递能量流与物料流的技术系统—机器。 3、对输入和输出的变换所作的抽象描述称为系统。 技术系统的用途或所具有的特定能力称为系统的功能 4、分析系统的总功能常采用“黑箱法”。分析比较系统的输入和输出能量、物料和讯号，其差别和关系反映的就是系统的总功能。黑箱法要求设计者不要首先从产品结构着手，而应从系统功能出发设计产品。 5、功能分解分解到直接找到解法的分功能称为功能元。功能分析的结果用功能树的形式表达 完成分功能的技术实体是功能载体。 6、求系统原理解N=n1·n2······ni······nm 式中：m—功能元数；ni—第i 种功能元解的个数。 7、功能分析法的设计步骤

现代设计方法

考试科目:《现代设计方法》 （总分100分） 时间：90分钟 __________学习中心（教学点） 批次： 层次： 专业： 学号： 身份证号： 姓名： 得分： 一、单项选择题（每小题1.5分，共27分） 1.试判别矩阵1111???? ? ?，它是（ ） A 、单位矩阵 B 、正定矩阵 C 、负定矩阵 D 、不定矩阵 2.约束极值点的库恩——塔克条件为：-?=?=∑F X g X i i q i ()()* * λ1 ，当约束函数是g i (X)≤0和 λi >0时，则q 应为（ ） A 、等式约束数目 B 、不等式约束数目 C 、起作用的等式约束数目 D 、起作用的不等式约束数目 3.在图示极小化的约束优化问题中，最优点为（ ） A 、A B 、B C 、C D 、D 4.下列优化方法中，不需计算迭代点一阶导数和二阶导数的是（ ） A 、可行方向法 B 、复合形法 C 、DFP 法 D 、BFGS 法 5.内点罚函数Φ(X,r (k))=F(X)-r (k) 1 01g X g X u u u m () ,(())≤=∑，在其无约束极值点X ·(r (k))逼近原 目标函数的约束最优点时，惩罚项中（ ） A 、r (k)趋向零， 11 g X u u m ()=∑ 不趋向零 B 、r (k) 趋向零，11g X u u m ()=∑ 趋向零 C 、r (k)不趋向零， 11 g X u u m ()=∑ 趋向零 D 、④r (k) 不趋向零，11g X u u m ()=∑ 不趋向零 6.0.618法在迭代运算的过程中，区间的缩短率是（ ）

A 、不变的 B 、任意变化的 C 、逐渐变大 D 、逐渐变小 7.对于目标函数F(X)受约束于g u (X)≥0(u=1,2,…，m)的最优化设计问题，外点法惩罚函数的表 达式是（ ） A 、Φ(X,M (k) )=F(X)+M (k) {max[(),]},() g X M u u m k 01 2=∑为递增正数序列 B 、Φ(X,M (k))=F(X)+M (k){max[(),]},() g X M u u m k 01 2 =∑为递减正数序列 C 、Φ(X,M (k))=F(X)+M (k) {min[(),]},()g x M u u m k 01 2 =∑为递增正数序列 D 、Φ(X,M (k))=F(X)+M (k){min[(),]},() g x M u u m k 01 2 =∑为递减正数序列 8.标准正态分布的均值和标准离差为（ ） A 、μ=1,σ=0 B 、μ=1,σ=1 C 、μ=0,σ=0 D 、μ=0,σ=1 9.在约束优化方法中，容易处理含等式约束条件的优化设计方法是（ ） A 、可行方向法 B 、复合形法 C 、内点罚函数法 D 、外点罚函数法 10.若组成系统的诸零件的失效相互独立，但只有某一个零件处于工作状态，当它出现故障后， 其它处于待命状态的零件立即转入工作状态。这种系统称为（ ） A 、串联系统 B 、工作冗余系统 C 、非工作冗余系统 D 、r/n 表决系统 11.对于二次函数F(X)=1 2 X T AX+b T X+c,若X *为其驻点，则▽F(X *)为（ ） A 、零 B 、无穷大 C 、正值 D 、负值 12.平面应力问题中(Z 轴与该平面垂直)，所有非零应力分量均位于（ ） A 、XY 平面内 B 、XZ 平面内 C 、YZ 平面内 D 、XYZ 空间内 13当选线长度l ，弹性模量E 及密度ρ为三个基本量时，用量纲分析法求出包含振幅A 在内的 相似判据为(E 的量纲为（ ）［ML -1T -2］ A 、A=l E 1 1212 -ρ B 、A=l E -- 1 1212 ρ C 、A=l E 100ρ D 、A l E =-11 12ρ 14.平面三角形单元内任意点的位移可表示为三个节点位移的（ ） A 、算术平均值 B 、代数和车员 C 、矢量和 D 、线性组合 15.已知F(X)=(x 1-2)2+x 22,则在点X (0)=00???? ??处的梯度为（ ） A 、?=?????? F X ()()000 B 、?=-?????? F X ()() 020

现代机械设计方法(答案)

一、绪论 1.设计活动的特征有哪些？ 时空性、物质性、需求性、创造性、过程性 2.试比较传统设计和现代设计的区别？ 传统设计师静态的、经验的、手工的方法，在设计过程中被动地分析产品的性能；而传统设计师动态的、科学的、计算机化的方法，在设计过程中可以做到主动地设计产品参数。 3.简述现代设计方法的主要内容和基本特点。 主要内容：设计理论是对产品设计原理和机理的科学总结。设计方法是使产品满足设计要求以及判断产品是否满足设计原则的依据。 现代设计方法主要内容：设计方法学、计算机设计、有限元法、优化设计、可靠性设计 基本特点：程式性、创造性、系统性、最优性、综合性、数字性 二、设计方法学 1.设计过程包括哪几个阶段？ 计划阶段、设计阶段、样机试制阶段、批量生产阶段、销售阶段 2.常用的创造性技法有哪些？ 智力激励法、提问追溯法、联想类推法、组合创新法、反向探求法及系统搜索法6类 3.运用功能分析法进行系统原理方案设计的主要步骤有哪些？ 三、相似理论及相似设计方法 1.相似三定理的内容和用途各是什么？ 相似定理是用来判断两个现象相似的充分必要条件及其所应遵循的法则 内容： 第一定律：对于彼此相似的现象，其相似指标为1，相似判据为一个不变量； 第二定律：某个现象的物理量总数为n，量纲独立的物理量总数为k，则该现象相似准则的个数为n-k，且描述该现象各个物理量之间的关系可表示为相似准则π1，π2，，，，，，πn-k之间的关系，即 π，π，，，，，，π 第三定律：凡同一完整的方程组所描述的同类现象，当单值条件相似，且由单值条件的物理量所组成的相似准则在数值上相等，则这些现象就相识。 用途： 第一定理：介绍相似现象的属性； 第二定理：确定相似准则的个数以及相似结果的推广，也称π； 第三定理：也称模型化法则，也是相似现象的充要条件。 2.相似准则的导出方法及基本依据是什么？ 导出方法：方程分析法、量纲分析法 基本依据：表示各物理量之间关系的方程式，其各项量纲必须是相同的 3.相似准则有哪些特点和性质？ 如果两个现象相似，则这两者的无量纲形式的方程组和单值条件应该相同，具有相同的无量纲形式解。 出现在这两者的无量纲形式的方程组及单值条件中的所有无量纲组合数对应相等。 4.白炽灯的功率为其主要技术参数。现在要求在10~100W之间按几何级数分级设计六种型号。试确定其 功率系列（将计算值按0.5圆整） 解： 四、有限单元法 1.试简述有限单元法的主要思路、具体步骤及其依据。 核心思想：将复杂结构分解成形状简单、便于方程描述的规则单元，列出方程组求解 基本思路： “分”：用有限个规则单元代替原来的各种各样的连续系统，并用近似方程对每个单元的行为加以描述。 “和”：根据一定的规则，把关于单元的方程组合起来构成方程组，并引入外载及约束条件进行求解。 三个步骤：结构的离散化、单元分析、整体分析 2.单元刚度矩阵的物理意义是什么，具有哪些主要特征？

现代设计方法与传统设计方法区别

现代设计方法与传统设计方法区别 （1）直觉设计阶段古代的设计是一种直觉设计。当时人们或是从自然现象中直接得到启示，或是全凭人的直观感觉来设计制作工具。设计方案存在于手工艺人头脑之中，无法记录表达，产品也是比较简单的。直觉设计阶段在人类历史中经历了一个很长的时期，17世纪以前基本都属于这一阶段。 （2）经验设计阶段随着生产的发展，单个手工艺人的经验或其头脑中的构思已很难满足这些要求。于是，手工艺人联合起来，互相协作。一部分经验丰富的手工艺人将自己的经验或构思用图纸表达出来，然后根据图纸组织生产。图纸的出现，即可使具有丰富经验的手工艺人通过图纸将其经验或构思记录下来，传与他人，便于用图纸对产品进行分析、改进和提高，推动设计工作向前发展；还可满足更多的人同时参加同一产品的生产活动，满足社会对产品的需求及提高生产率的要求。因此，利用图纸进行设计，使人类设计活动由直觉设计阶段进入到经验设计阶段。 （3）半理论半经验设计阶段 20世纪以来，由于科学和技术的发展与进步，设计的基础理论研究和实验研究得到加强，随着理论研究的深入、实验数据及设计经验的积累，已形成了一套半经验半理论的设计方法。这种方法以理论计算和长期设计实践而形成的经验、公式、图表、设计手册等作为设计的依据，通过经验公式、近似系数或类比等方法进行设计。依据这套方法进行机电产品设计，称为传统设计。所谓“传统”是指这套设计方法已延用了很长时间，直到现在仍被广泛地采用着。传统设计又称常规设计。 （3）现代设计阶段近30年来，由于科学和技术迅速发展，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，特别是电子计算机技术的发展及应用，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或和精密计算的条件。例如CAD技术能得出所需要的设计计算结果资料、生产图纸和数字化模型，一体化的CAD/CAM 技术更可直接输出加工零件的数控代码程序，直接加工出所需要的零件，从而使人类设计工作步入现代设计阶段。此外，步入现代设计阶段的另一个特点就是，对产品的设计已不是仅考虑产品本身，并且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，还需考虑长远发展。例如，汽车设计，不仅要考虑汽车本身的有关技术问题，还需考虑使用者的安全、舒适、操作方便等。此外，还需考虑汽车的燃料供应和污染、车辆存放、道路发展等问题。 传统设计是以经验总结为基础，运用长期设计实践和理论计算而形成的经验、公式、图表、设计手册等作为设计的依据，通过经验公式、近似系数或类比等方法进行设计。传

绿色生态建筑设计的理念及趋势

绿色生态建筑设计的理念及趋势 发表时间：2019-07-19T12:05:11.443Z 来源：《基层建设》2019年第12期作者：徐泰山 [导读] 摘要：本文阐述了绿色生态建筑设计的重要性，对绿色生态建筑设计的理念进行分析，做出绿色生态建筑设计的发展趋势分析，希望对我国绿色生态建筑设计发展有所帮助。 东莞市建安集团有限公司 摘要：本文阐述了绿色生态建筑设计的重要性，对绿色生态建筑设计的理念进行分析，做出绿色生态建筑设计的发展趋势分析，希望对我国绿色生态建筑设计发展有所帮助。 关键词：绿色生态；建筑设计；理念趋势 设计好绿色生态建筑，从而达到节能环保的功效，是当前建筑领域的新兴议题。绿色生态建筑的设计思想是在本世纪不断发生全球性的生态环境恶化和地区性环境污染的过程中，国内外众多学者和建筑师对现代工业文明开始进行深刻反思的前提下快速发展起来的。绿色生态建筑这一概念引入国内，随着社会的不断发展，现今建筑领域的设计趋势就是融入绿色生态设计，这是新形势下建筑的必然走向。融合到自然环境中，真正让我们在追求人与自然和谐的过程中，实现人类社会的可持续发展。本文分析了我国绿色生态建筑设计研究现状及问题，总结了我国绿色生态建筑设计的发展思路与方法。 一、绿色生态建筑设计的重要性 多元化的做出精品耐用、绿色生态化的建筑成为同行间相互比较标榜的方向。建筑领域的不断发展，建筑领域的粗放式作业所带来的弊端也逐渐凸显，建筑企业对节能环保的轻视，造成了建筑行业与环境保护呈逆向增长，建筑行业越红火，当地的生态环境越恶化。由于建筑企业的大范围圈地，造成水土流失非常严重，给人类的生存环境带来了极大的威胁。大部分的建筑企业都只关注地价、房价、周边配套设施等市场行情，结构设计基本上都是常规化处理，在建筑设计过程中对节能和空间利用等新元素缺乏考量，使得诸多能源资源在不经意间大量的流失，建筑空间也没有得到最有效的利用。对有着漫长严寒的北方地区来说，乡村民居以砖房和生土建筑为主，建筑虽然在外墙装修方面有所改进，但受到地方环境的影响，其本质并没有太大变化。特别是在冬季，北方建筑的保暖仍然依赖于暖气和热炕，建筑本身的防寒保暖作用并没有充分体现出来。而部分北方地区的国家节能标准已经提高到了65%，老式的无限制地供暖，只能确保人们在限定的范围内进行活动，因而生活质量受到一定的影响。要使建筑物对周边环境的污染降到最低，使自身资源消耗降到最低，就必须有效利用自然资源和高效节能的建材，使人类的居住环境能体现出空间环境、生态环境、文化环境等多重环境的整合效应。我们在为现代建筑做设计选择的时候，选用高效节能的设计，使用低能量或可再生的材料，让现代建筑不仅坚固美观，而且绿色环保。让原本建筑的使用价值和欣赏价值提升到一个新的高度，为未来绿色生态建筑的探索开个好头。 近几年环境污染已经上升到全球性问题，社会各领域的发展过程中均可能造成污染问题，而建筑领域便是其中之一。建筑业被列为污染环境严重的行业之一，且属于能源消耗较大，在绿色环保社会大环境下，绿色建筑也成为了热点话题。建筑领域的绿色建筑发展情况来看，基于设计缺乏科学性、建设方案不适合各因素的影响，导致建筑业的污染问题一直没有得以解决，绿色建筑设计仅仅流于表面，甚至于部分建筑项目耗费了更高的资金。在此背景下，有必要开展对绿色生态建筑规划设计的研究，使绿色建筑概念得以成为现实，促进建筑业向更高层次发展。 二、绿色生态建筑设计的理念 1、建筑设计中要关注居住者的需求。绿色生态建筑设计中要考虑居住者的感受，绿色生态型建筑必须要充分结合当地生存环境和风俗习惯，满足居住者的健康、舒适、便利等要求。在节能的同时，切实加强建筑内的加热和保温设计，使其能够适应当地的气候条件。为建设优质建筑而不顾成本，建造出居住舒适但居民无力购买的高价建筑。如何在恶劣的气候条件，以及北方相对较低的经济收入水平的情况下，设计出最为适宜的绿色生态型建筑，是一项十分艰巨的任务。 2、考虑绿色生态建筑可持续循环发展。坚持可持续发展的绿色生态理念，在建设设计充分考虑到建筑材料、能源资源最大程度地利用，降低建设和使用过程中对生态环境及周边的影响，尽可能地节约非可再生资源，使建筑与环境形成和谐共赢的局面。因地制宜进行绿色生态建筑设计。充分调动当地的有利资源，推动节能环保发展，深入挖掘可再生能源。 三、绿色生态建筑设计的发展趋势 1、可再生能源的利用。采用更加经济的太阳能被动式利用法，选取光照最为充足、同时对室内影响最为显著的朝南方向的房间，挂设太阳能集热器，使之与楼地面敷设的低温热辐射水管相连接，为其收集提供持续的热能，从而将太阳光充足的利用。对较为偏远的地区，可以推广使用简易的太阳能集热装置，比如利用废旧易拉罐图表面涂黑串联成排的方式进行等效的收集太阳能，以及利用凹透镜聚焦原理制成的简易太阳能灶具等。 2、环保建材的使用。在建材方面，要减少对混凝土等常规材料的使用，充分利用好生态环保型建材，研发出成本适宜的绿色建筑材料。要合理计算出建筑工程中所必须的建材种类，尽可能控制建材的采购，并加强对施工过程中的使用管理，提高利用率，减少耗损率。必要时，可以结合当地的自身特色，节约资源上的浪费，同时提高建筑外墙的保温性能，切实解决生物资源相比较混凝土的不利因素。 3、节能技术的研发。加强对住宅入口的设计，提高建筑外墙、屋顶、地面等与外界接触区域的保温效果，加大外墙外保温系统的埋深，将其延续至冰冻线以下，利用自然土壤来处理一部分热损失。利用草板、稻壳等加装保温层，在周边地面设置聚苯板保温层，同时还可以加厚窗体等，尽最大可能减少室内热量的散发，从而在保证居民生活舒适度，减少供热的要求和相关资源的消耗。 4、水资源循环利用的设计。对建筑中水资源浪费和水污染严重的问题，我国各行各业始终给予了高度的关注和应有的重视。为更好地推进绿色生态型建筑设计理念，必须充分重视建筑中的水资源节约和利用。在建筑施工过程中，应建立蓄水池，通过收集自然降水，减少对自来水资源的消耗，在规划设计的过程中，应将景观水景的设计与降水的利用结合起来，尽可能地利用雨水等资源推动景观运转，尽量少地利用电力、水力的情况下构建更优美的生活环境。 5、加强对广大民众绿色生态建筑意识的宣传培养，倡导绿色消费模式。人们在居住、娱乐和出行等活动中，尽可能节约资源和能源，坚持可持续发展原则，减少因人类活动对自然环境造成破坏和污染。在推行绿色生态建筑设计时，只有在民众都形成了固定的绿色模式后，才有可能被真正贯彻实施。发展绿色生态和网络智能化结合的绿色生态建筑。绿色生态建筑的智能化，主要是以突出各类生态智能为特点，尽可能发挥建筑的智能化。在设计时，把能够提供智能化服务的装置适当置入，使居住者凭借灵活简易的操作能达到一种特殊的享

现代设计方法总结

现代设计方法是随着当代科学技术的飞速发展和计算机技术的广泛应用而在设计领域发展起来的一门新兴的多元交叉学科。以满足市场产品的质量、性能、时间、成本、价格综合效益最优为目的,以计算机辅助设计技术为主体,以知识为依托,以多种科学方法及技术为手段,研究、改进、创造产品和工艺等活动过程所用到的技术和知识群体的总称。 现代设计方法有:并行设计、虚拟设计、绿色设计、可靠性设计、智能优化设计、计算机辅助设计、动态设计、模块化设计、计算机仿真设计、人机学设计、摩擦学设计、反求设计、疲劳设计 一、并行设计 并行设计是一种对产品及其相关过程(包括设计制造过程和相关的支持过程)进行并行和集成设计的系统化工作模式。强调产品开发人员一开始就考虑产品从概念设计到消亡的整个生命周期里的所有相关因素的影响，把一切可能产生的错误、矛盾和冲突尽可能及早地发现和解决，以缩短产品开发周期、降低产品成本、提高产品质量。并行设计作为现代设计理论及方法的范畴，目前已形成的并行设计方法基本上可以分为两大类: (l)基于人员协同和集成的并行化。就是把组成与产品方面有关的，针对给定设计任务的专门的、综合性的设计团体(企业)协同起来。 丰田的产品开发过程有四个主要内容： ●一个产生主要设计的概念论文的规划阶段 ●同步设计的系统设计阶段 ●一个具有设计标准的详细设计阶段 ●一个精益生产的样机模具阶段。 ●广泛地协调，不仅仅在设计而且还有生产以及销售 ●协调从概念到市场完整的项目 ●概念创造以及概念支持者 ●规格、成本目标、设计以及主要部件选择，确信产品概念精确地被转换为车型的技术细节 ●直接地、经常地与设计师以及工程师交流 ●建立与顾客直接接触（产品经理办公室实施它自己的市场调查，除了通过市场营销进行的定期市场调查）。 前端设计 设计环节与供应商实现设计的集成 多部门协调研发 以客户为中心 降低批量规模 (2)基于信息、知识协同和集成的并行化。该方法基于计算机网络来实现，各零部件的设计人员通过计算机网络对机电产品进行设计，并进行可制造性、经济性、可靠性、可装配性等内容的分析及时的反馈信息，并按要求修改各零部件的设计模型，直至整个机电产品完成为止。可以采用面向制造(DFM)和面向装配(DFA)的设计方法，涉及CAX技术、产品信息集成(PDM)技术以及与人员协同集成有关的信息技术。 当然，这两种机电产品并行设计方法并不是相互独立的。在实际应用过程中，它们往往是紧密结合在一起的。实例：

现代设计方法3000字总结

现代设计方法 现代设计方法是随着当代科学技术的飞速发展和计算机技术的广泛应用而在设计领域发展起来的一门新兴的多元交叉学科。以满足市场产品的质量、性能、时间、成本、价格综合效益最优为目的,以计算机辅助设计技术为主体,以知识为依托,以多种科学方法及技术为手段,研究、改进、创造产品和工艺等活动过程所用到的技术和知识群体的总称。 现代设计方法有:并行设计、虚拟设计、绿色设计、可靠性设计、智能优化设计、计算机辅助设计、动态设计、模块化设计、计算机仿真设计、人机学设计、摩擦学设计、反求设计、疲劳设计。 一、并行设计 并行设计是一种对产品及其相关过程(包括设计制造过程和相关的支持过程)进行并行和集成设计的系统化工作模式。强调产品开发人员一开始就考虑产品从概念设计到消亡的整个生命周期里的所有相关因素的影响，把一切可能产生的错误、矛盾和冲突尽可能及早地发现和解决，以缩短产品开发周期、降低产品成本、提高产品质量。 二、虚拟设计 在达到产品并行的目的以后，为了使产品一次设计成功，减少反复，往往会采用仿真技术，而对机电产品模型的建立和仿真又属于是虚拟设计的范畴。所谓的虚拟制造(也叫拟实制造)指的是利用仿真技术、信息技术、计算机技术和现实制造活动中的人、物、信息及制造过程进行全面的仿真，发现制造过程中可能出现的问题，在真实制造以前，解决这些问题，以缩减产品上市的时间，降低产品开发、制造成本，并提高产品的市场竞争力。 三、绿色设计 绿色设计是指以环境资源保护为核心概念的设计过程，其基本思想就是在设计阶段就将环境因素和预防污染的措施纳人产品设计之中，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。 产品设计的基本流程为：市场调研--草图构思--方案设计。 四、可靠性设计 机电产品的可靠性设计可定义为:产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。可靠性设计是以概率论为数学基础，从统计学的角度去观察偶然事件，并从偶然事件中找出其某些必然发生的规律，而这些规律一般反映了在随机变量与随机变量发生的可能性(概率)之间的关系。用来描述这种关系的模型很多，如正态分布模型、指数分布模和威尔分布模型。 五、智能优化设计 随着与机电一体化相关技术不断的发展，以及机电一体化技术的广泛使用，我们面临的将是越来越复杂的机电系统。解决复杂系统的出路在于使用智能优化的设计手段。智能优化设计突破了传统的优化设计的局限，它更强调人工智能在优化设计中的作用。智能优化设计应该以计算机为实现手段，与控制论、信息论、决策论相结合，使现代机电产品具有自学习、自组织、自适应的能力，其创造性在于借助三维图形，智能化软件和多媒体工具等对产品进行开发设计。 六、计算机辅助设计 机械计算机辅助设计（机械CAD）技术，是在一定的计算机辅助设计平台上，对所设计的机械零、部件，输入要达到的技术参数，由计算机进行强度，刚度，稳定性校核，然后输出标准的机械图纸，简化了大量人工计算及绘图，效率比人工提高几十倍甚至更多。 七、动态设计 动态设计法是在计算参数难以准确确定、设计理论和方法带有经验性和类比性时，根据施工

解析绿色生态建筑设计思路

解析绿色生态建筑设计思路 发表时间：2019-02-18T14:54:52.053Z 来源：《基层建设》2018年第35期作者：李成财 [导读] 摘要：随着社会的进步，人口数量的剧增，自然资源就显得越来越匮乏，人类的生存环境日益恶化。 身份证号码：50023419871218xxxx 摘要：随着社会的进步，人口数量的剧增，自然资源就显得越来越匮乏，人类的生存环境日益恶化。现如今，人们大多生活在与自然环境割裂的世界里，因此，许多建筑设计师重新审视原有的发展价值取向，重新思考和设计新型的绿色生态建筑，充分利用植物、水、太阳能和风能等自然资源，以及当地的地形，地貌，气候与人文特征，为人类塑造一个能与自然和谐共生的空间环境。 关键词：绿色生态建筑；概念；设计思路 引言 绿色生态建筑设计指的是在建筑设计时结合绿色环保理念，在不影响建筑正常建设及确保工程质量的前提下，尽可能把资源消耗控制在合理范围内，从而有效提高资源的利用率；尽可能使用绿色环保材料，最大程度减少施工给环境造成的污染，实现工程建设和环境保护的双向发展。绿色生态建设设计理念不仅有助于保护生态环境，同时可以提高建筑物建设质量，切实提高舒适度，有效降低化学材料对人体损害，实现建筑业的可持续发展。 1.生态建筑的概念 生态建筑设计就是运用生态学的思想，按照以人为本的设计理论，从人、建筑、自然所构成的整体环境出发，设计出能够实现人、建筑、自然三者和谐统一的最优关系的建筑。将建筑视为一个生态系统，通过设计、组织建筑内外空间中的各种物态因索，使物质能源在建筑生态系统内部有序地循环利用，获得一种高效、低耗、少废、少污、生态平衡的建筑环境。 2.绿色生态建筑设计的必要性 2.1有助于身体健康 绿色环保设计有助于人的身体健康，绿色建筑要求设计师在设计时选取对人体无伤害的装饰材料，从而有效保证人体健康，同时注重对室内通风的设计，确保室内外气体的正常交换，保障人体健康，有效提高人们生活质量。 2.2有利于减少环境负担 在建筑施工中会产生危害环境的废水废料，这需建筑设计师在选择材料和施工方法时科学选择，选择那些污染少或无污染的材料，努力将污染降到最低，有效减少对环境的负担；同时，注重选择合适的施工方法，采取资源利用率较高的方法进行施工，加大对工地管理人员的监管力度，确保施工队员严格按照操作流程施工，可以最大限度上减少对环境的负担。 2.3有益于延长建筑使用年限 依据绿色设计理念，选用质量较好的建筑材料，所建造的建筑比较耐用，有效延长建筑的使用寿命，从而减少资源浪费及环境污染。 2.4有效降低能耗 绿色建筑设计采用先进的设计技术及节能环保材料，因此，可有效降低建筑设计中的能源消耗量，节约大量的能源资源，给建筑业的可持续发展奠定坚实基础。 3.生态建筑设计思路 3.1基于环境的整体规划 建筑规划设计从整体角度把握人类生态系统的结构，以生态为基础进行整体规划和生态规划，合理利用土地，有效协调经济、社会和生态之间的关系。根据自然的本质属性，组织各功能分区，使建筑群的能流、物流畅通无阻；从建筑物朝向、间距、形体、绿化配置、能源的循环利用等方面考虑，建筑规划要走中小型化、花园化、智能化为一体的道路，提高绿地面积比例，降低能耗量；建筑整体规划应体现建造场地、植被的一体化；减少对资源的干扰和污染；建筑及装饰材料的选择应考虑对能源消耗和对空气、水污染的影响；全方位考虑建筑绿化，沿街绿化、楼间绿化、楼旁绿化、绿化建筑，形成多品种、多层次、立体的、广泛绿化环境，改善建筑小气候，使人类贴近自然。在生态的建筑规划设计中要把具体建筑看成是城市建筑大系统的一部分，与城市建筑大系统相联系，使建筑内部难以消化的废物成为其它元素的资源。 3.2重视生态系统 建筑设计人员要把建筑视为一个微型生态系统，通过生态设计充分有效利用太阳能、风能等自然能量，考虑建筑空间的形体与自然空间的联系，采暖、通风、照明、电气等方面的高效与协调等，降低建筑系统对自然生态系统的影响。建筑方案应充分利用太阳光、阴影，选择合理的建筑朝向和建筑型体；营造良好的局部建筑小气候，室内空间与室外空间相结合，加强人与自然的联系；建筑空间多样化、科学化，加大使用功能的灵活性和空间的可变性，留有变化余地，经过改造和装饰可以再生使用。 3.3可再生能源的循环利用 建筑外表面应考虑围护结构的热效率；设计规模恰当有效的供热、通风和空调系统；充分有效地利用各种可选择的再生能源，形成与建筑空间使用配套的能源综合开发利用系统，建筑生活垃圾综合处理；从节能出发做好照明、器具设备和电气负荷的最优化设计；考虑建筑空间的建筑材料中易挥发的有机成分，尽量减少微生物生长的机会，提供新鲜的空气，创造易于接近日光和公共适宜的环境，同时要考虑室内空间维修和清洁材料挥发的化学成分对人体的影响；建筑构造使用可循环或带有可循环材料（如钢材、铝材等）的产品，考虑建筑构件和建筑设备的再利用，尽可能减少建筑垃圾；为建筑物主人使用可循环设施提供方便，通过中水的再利用和节水装置，使生活污水排放量降到最低；建筑屋顶、地面、门窗要进行隔热处理；广泛应用建筑采暖节能、制冷节能、通风节能、照明节能等建筑节能技术。 3.4水资源的合理利用 雨水的收集和污水的处理回收利用是建筑节水的有效措施，通过低技术的建筑处理及后续工种的配合，收集的雨水可用于浇灌，用于景观水景，改善了建筑的生态环境。污水的回收利用是建筑内的洗漱污水经有特殊设备的净化处理后，再用于冲厕，或者浇灌等。人工湿地污水处理系统和雨水收集利用及灌溉技术的应用，使水资源利用最大化。系统可以长期稳定运行，且节省投资，运行费用低。在保温隔热的处理上，建筑外墙外保温的处理，玻璃采用low-e玻璃等k值小的节能玻璃，可以减少建筑外围护结构的能量交换，这样在建筑运行中节省了很大的能源消耗，同时在建筑屋顶处使用人工覆土可以减小屋顶的热损失；屋顶种植绿色植被既增加了绿化面积又改善了生态环

现代设计方法简答题

1、什么是CAD？什么是CAD系统？ CAD是指人们在计算机软、硬件的辅助下对产品或工程进行设计、绘图分析，修改和编写技术文件以及显示、输出的一种设计方法。CAD系统一般把应用于CAD作业的计算机.软件.及外围设备总称为CAD系统. 2．为什么CAD系统大都采用人机交互方式工作？ CAD不是完全的设计自动化。实践经验证明，完全的设计自动化是非常困难的。CAD是将人的主导性与创造性放在首位，同时充分发挥计算机的长处，使二者有机的结合起来．从而提高设计质量、缩短设计周期，降低设计费用。因此，人机交流以及人机交互工作方式是CAD系统的显著特点。 3.CAD技术在机械工业中有那些主要应用？结合你用过或见过的CAD的应用” 举一例说明 4.答：CAD技术在机械工业中的主要应用有以下几方面：(l）二维绘图(2）图形及符号库(3）参数化设计(4）三维造型(5）工程分析(6）设计文档及生成报表例：比如，现代数控加工程序的编制 4、与传统的设计方法相比较，CAD技术的主要特点有那些？ 答：CAD技术的主要特点有以下几个方面：.(l）制图速度快(2）图样格式统一，质量高，促进设计工作规范化、系列化和标准化。(3）提高分析计算速度、能解决复杂的设计计算问题。(4）易于技术资料的保存和查找，修改设计快，缩短了产品的设计周期。(5）设计时可预估产品性能。 5．结合实际应用说明CAD工作过程？ 答：例如利用CAD设计一个零件的过程：(l）定义产品的几何模型，进行零件的形体设计，一般用实体造型的方法建立零件的立体图。(2）转换为具体的数据(3）根据后续工作抽取模型中的数据进行处理(4）进行工程分析及计算(5）进行详细设计(6）编制全部设计文档，输出工程图。 6、从硬件配置方面看，CAD系统大致可分为几种类型？每种类型的特点如何？ 答：根据CAD系统中配配的计算机硬件进行分类，这是目市最常用的分类方法(l）集中式主机系统。该系统由一台集中的大型机（或中型、小型机）与若干图形终端连接而成。优点：有一个集中的数据库统一管理所有数据缺点：①由于所有软件都存在主机里，一旦主机失误将影响用户的工作②当计其量过大时，系统响应变慢，甚至于会出现个别终端等待现象。早期的CAD系统大多属于这种类型。(2）分布式工程工作站系统。工程工作站系统本身就是一个独立的单用户CAD系统，也可以以一台主服务器为中心将若干台工程工作站或微机联成网络。这种CAD系统的图形功能强，速度快，内存、外存容量大，是从事CAD课题的首选设备(3）微型计算机．系统：计算能力和图形处理功能不如工程工作站，但是价格低、使用方便。7．企业采用CAD技术好处和风险有那些？为什么短期内效果不显著？ 采用CAD技术的好处是能够提高设计质量、缩短设计周期，降低设计成本，从而加快了产品更新换代的速度，使企业保持良好的竞争能力。但会给企业带来一定的风险和问题，如投资大，需要投入一大笔资金购买软、硬件及支付培训和开发费用；一般不能在段时间内产生效益还有需要一批掌握CAD技术的、具有良好素质的工程技术人员队伍，对原有的技术人员需要培训，这也是影响企业是否采CAD技术一个重要因素8、简要叙述CAD到目前为止的大体发展过程。你认为CAD技术今后的发展方向那些？答：CAD技术 （l）第一代CAD系统出现于50年代末60年代初，美国学者提出了著名的SketchPad 发展的历史大致如下： 系统，为交互式图形学和CAD技术莫定了基础。(2）第二代CAD系统始于70年代，出现了将CAD 硬件与软件配套交付用户使用的交钥匙系统，大多数还是在16位机上实现的三维线框系统及二维绘图系统，只能解决一些简单的产品设计问题。(3）第三代CAD系统始于80年代，在设计与制造方面做到了将设计与制造的各种各样的要求结合起来，导致了新理论、新算法的大量涌现。(4）进入90年代，实体造型、特征造型、曲面造型、真实感图形显示等技术飞速发展。各种功能强大的造型软件相继出现。(5）现在，CAD技术仍在向前发展，在国外有人称它为下一代CAD系统，这是一种支持新产品设计的综合性环境支持系统，它能全面支持异地的、数字化的、采用不同设计哲理与方法的产品设计工作。 9.一个典型的CAD系统的硬件一般有那几部分组成？各部分的作用是什么？ 答：一个典型的CAD系统基本硬件组成，一般户主机、输入设备、输出设备和储存设备四部分组成。(1）中央处理器CPU是控和指挥整个系统运行并执行实际运算、逻辑分析的装置，是系统的核心。(2）输入设备的主要作用是将字符、平面或空间中．点的坐标输入计算机，其基本功能是“定位?”和“拾取”。“定

现代设计理论与方法重点

绪论 1、设计的的本质是由功能到结构的映射过程，是技术人员根据需要进行构思、计划并把计划变为现实可行的机械系统的过程。 2、计划具有个性化、抽象化、多解性的基本特征。 3、现代设计方法： 计算机辅助设计概念：计算机辅助设计是利用计算机及其图形设备辅助人们进行设计。优化设计是从多种设计方案中选择最佳方案的方法，它以数学中的最优化理论为基础，以计算机为手段，根据设计所追求的性能目标，建立目标函数，在满足给定的各种约束条件下，寻求最优的设计方案。 有限元设计就是利用假想的线和面将连续的介质内部和边界分割成有限大小、有限数目、离散的单位来研究。 稳健设计通过质量工程方法在产品设计阶段就要求把产品设计完美、健全，不受或尽量减少生产线波动带来的影响，以保证产品达到预期的质量效果。 虚拟设计是一种新技术，它可以在虚拟环境中用交互手段对在计算机内建立的模型进行修改，缩短了产品开发周期，提高了产品设计质量和一次设计成功率。 创新设计、智能设计、表面设计、绿色设计、动态设计、摩擦设计、协同设计、工业设计等。一 1、计算机辅助设计（简称CAD）：是计算机科学领域的一门重要技术，是集计算、设计绘图、工程信息管理、网络通信等领域知识于一体的高新技术，是先进制造技术的重要组成部分。 2、CAD：（computer aided design）：即计算机辅助设计CAE(computer aided engineering）：即计算机辅助分析，CAM（computer aided manufacture）：即计算机辅助制造，CAPP（computer aided process planning）：即计算机辅助工艺设计，CIMS（computer integrated manufacturing system）：即计算机集成制造系统， 8、CAD的特点：1）规范化、高质量规范设计流程，统一文档格式，提高设计质量。9、CAD发展方向：脱离图版，实现全自动无纸化设计、生产和制造，是CAD发展的最终目标。 10.CAD的基本功能及优点：1）人机交互 2）几何造型 3）计算分析 4）系统仿真 5）工程绘图 6）数据管理 11、CAD系统组成：CAD系统的硬件结构：计算机、图形输入设备、输出设备 CAD系统的软件：软件系统、支撑软件、应用软件。 二 1、优化设计：是从多种方案中选择最佳方案的设计方法。它以数学中最优化理论为基础，以计算机为手段，根据设计所追求的性能目标，建立目标函数，在满足给定的各种约束条件下，寻求最优的设计方案。 2、P49页：例2-1 黄金分割法求函数，3无约束优化方法：坐标轮换法、牛顿法、 约束优化方法：遗传算法、惩罚函数法、复合形法多目标优化方法：多目标优化问题、主要目标法、统一目标法 三 1、有限元法的概念：把复杂的结构看成由有限个单元组成的整体的一种设计方法 2、有限元法的基本思想：化整为零，积零其整，把复杂的结构看成由有限个单元组成的整体 3、弹性力学中的基本假设：连续性假设，完全弹性假设，各向同性假设，均匀性假设，微小性假设，无初应力假设 2、弹性力学的基本方程：平衡方程、几何方程、物理方程、边界条件

绿色生态建筑设计中建筑材料选择方法

绿色生态建筑设计中建筑材料选择方法 发表时间：2016-10-12T10:36:14.057Z 来源：《低碳地产》2016年第5期作者：杨淑婷 [导读] 绿色生态建筑的基础是建筑材料，由于绿色生态建筑必须做到健康、生态，因此选用材料的要求更高。 长安大学建筑学院陕西西安 710021 【摘要】现今社会，科技不断进步，而环境污染却日益严重，例如：汽车是高科技的代表作，而汽车排放的尾气会严重的污染环境。因此，如今人们对于绿色环保的重视上升到了一个新的高度，衣、食、住、行无一不注重绿色环保。绿色生态建筑已成为一种流行趋势，绿色生态建筑中的建筑材料选用至关重要。 【关键词】绿色生态建筑设计；建筑材料；选择方法 前言 绿色生态建筑的基础是建筑材料，由于绿色生态建筑必须做到健康、生态，因此选用材料的要求更高，选取高质量的绿色生态材料对于绿色生态建筑起到至关重要的作用。由于市场上的建筑材料多样化，因此在选择绿色建筑材料时，需要运用多种方法判断选材是否符合建筑需求。 1绿色生态建筑设计对建筑材料选择的要求 1.1选择生态化建筑材料 生态化建筑材料，也称之为绿色建筑材料。由于建筑材料消耗量较大，污染严重，选择生态化建筑材料对改善居住环境而言非常重要，同时建筑设计师在设计绿色生态建筑时，需积极推广与运用生态化建筑材料，改变以往的设计理念，为改善环境而进行科学的设计[1]。绿色生态建筑与以往普通的建筑不同，绿色生态建筑更注重材料是否安全、健康、环保。生态建筑材料可起到净化环境，达到减少环境污染的作用，使居住者更安心、更健康；使居住者生活在美好、舒适的环境中。总而言之，选择生态化绿色建筑材料，对促进建筑的发展至关重要[2]。 1.2选择节能化建筑材料 节能化建筑材料注重于材料的节能程度、清洁程度等方面。建筑材料的生产过程是耗费大量能源的过程，导致大量污染问题的发生，节能型建筑材料既能够避免生产过程中造成的环境污染，也可提高保温隔热的效果，降低空调消耗的能源量。节能化建筑材料的节能二字体现在材料是以废弃物或在生物为资源制造生产的。例如：在砌墙体时，因以粘土为主材的实砖太过消耗资源、浪费资源，可使用以各种工业废渣为主材的节能型墙体材料取而代之，这样便可节省大量的粘土资源，工业废渣也得到了有效的再利用。 1.3选择无害化建筑材料 无害化建筑材料是在美观与实用的基础上，具备了净化空气，吸收空气中有害物质，促进健康等功能，是不会对人体产生危害的建筑材料。例如：竹炭、木材、石材等。无害化建筑材料的种类繁多，其中囊括了：不受潮，不起泡，不滋生霉菌的无害化壁纸；防虫蛀，防静电的无害化地毯；防火灾，不变形的无害化地板；无污染，无公害的无害化乳胶漆等等。总而言之，无害化建筑材料更环保、更健康，如在选择无害化健康材料时出错，则达不到预期的无害效果，因此选择无害化建筑材料必须注意所选建筑材料是否为国家认证，是否具有合格证书等相关证明[3]。 2绿色生态建筑设计中建筑材料的选择 2.1建筑材料检测法 市场上的建筑材料良莠不齐，因此在选择建筑材料时，必须明确了解所选建筑材料是否安全；是否属于无害建筑材料；是否具备防辐射的性能；是否符合绿色生态建筑的要求等。验证建筑材料是否符合以上几点，需要使用建筑材料检测法，由专业人员操作专业的设备对所选建筑材料进行检测后，决定是否选用该建筑材料。除此之外，所选建筑材料的导热程度、耐久程度、密度等也需科学的进行检测，通过建筑材料的物理力学性能检测，能够更有效、更科学的对建筑材料进行选择[4]。 2.2建筑材料对比法 正所谓“竞争才会有发展”，优胜劣汰的法则永远适用于生活中的各个领域。在建筑材料市场上，充斥着各式各样良莠不齐的建筑材料，要正确的选择绿色无公害生态化建筑材料，就需要对建筑材料进行严格的对比，在对比后选择更加可靠的建筑材料。例如：选择砖筑造墙体时，可通过碰撞对比何种砖强度更高质量更好；通过砖上的裂纹判断何种砖纹的砖是不能使用的废品；通过观察砖的颜色对比何种砖存在着质量问题等。绿色生态建筑材料的选择决定着整个绿色生态建筑工程的质量，是居住者是否能够放心安全居住的重要保障，因此多进行对比，选择适合绿色生态建筑的材料是至关重要的。 2.3建筑材料分类法 将建筑材料科学的进行分类，可达到便于了解相关材料属性而进行细化考核的作用。例如：按照建筑部位进行分类，分为墙面材料、地面材料、主体材料等；按照成分分类，分为绿色无害材料与有害材料等；按照功能进行分类，可分为防水材料、防蛀材料等。将材料分类后，即可有针对性的进行选择。若不采用分类的方法，将使建筑材料的选择工作复杂化，也会使绿色生态建筑工程建设陷入僵局。 2.4利用口碑选择法 常言道“金杯、银杯不如老百姓的口碑”，那么利用口碑进行选择，通过使用者的介绍与推荐来选择绿色生态建筑材料，是一条非常有效的捷径。在选择建筑材料时不知该如何选择，可以询问之前对绿色生态建筑有经验的前辈或使用过绿色生态建筑材料的熟人，经过推荐介绍，可得知何种品牌的何种建筑材料具有何种功效。如：某熟人介绍说：“某某牌子的墙体有害物排放度为零，防水防潮好清洁，稳定性好寿命长。”那么得到此人口碑的品牌，就比电视广告中没有熟人使用过的品牌要具有可信度，或者也可以通过推销绿色建筑材料厂家的推荐进行选择与判断[5]。通过此种方式，能够更加科学的进行建筑材料的选择与甄别。 结束语： 由于北京的雾霾、南方的雪灾、各种各样由于环境遭到破坏而带来的自然灾害，人们开始意识到了环境保护的重要性，绿色生态建筑