时间:2023-06-02 09:19:18
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇现代设计方法,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
中图分类号:G424 文献标识码:A
0 前言
现代设计方法课程是我校机械设计制造及其自动化专业的专业课,是一门综合性课程,它融汇了当今科学技术的精华,涵盖了基础学科、计算机及机械学科的大部分内容,与各相关学科紧密相联。现代设计方法课程的特点是设计方法种类繁多、理论性很强,部分基础理论知识复杂且抽象,涉及到高等数学、工程数学、机械制图、数学建模、数值分析、
美学法则等基础及专业知识。①②根据本课程内容的特点,如果单纯运用板书教学方法,学生会感到枯燥乏味,失去学习的兴趣;多媒体教学虽然具有传递的信息量大、生动、形象直观及便于理解的优点,但是仍不能使学生亲身感触到现代设计手段在实际产品设计过程中的显著优势。因而,有必要对现代设计方法的教学方法和手段进行全方位的改革,从而调动学生学习的积极性和主动性,提高学生应用现代设计方法解决实际工程问题的能力。
1 现代设计方法内容简介
(1)计算机辅助设计CAD。主要讲述现代CAD技术的内涵及主要研究内容;工程数据处理方法;计算机绘图基本原理及机械工程图的绘制。(2)计算机辅助工程CAE。主要讲述在现代设计方法中,对产品及其重要零部件进行力学分析及优化分析计算的有限元法。(3)机械优化设计。主要讲述借助于最优化数值计算方法在计算机上寻求工程最优方案的数值解法。(4)可靠性设计。主要讲述产品的可靠性指标及量值,对可靠性指标进行合理的分配,再把规定的可靠性指标设计到产品中去。
2 教学方法及手段改革探索
现代设计方法理论内容的整个教学过程以多媒体课件教学为主线,板书教学为辅助手段进行。每一独立授课环节的多媒体课件都是根据授课内容的具体特点采用不同表现形式进行制作,③并附之与讲解内容相关的成功案例。例如理论性较强的内容,多媒体课件的制作为纲领性的,具体内容讲解以板书为主,将所用到具体基础学科知识依据学生所用教材给予提示,具体到章节;实践性较强的内容,以实际应用案例为导向,实施启发性教学,④使现代设计概念先入为主,增强学生学习的能动性。为使学生能够充分理解消化所学知识,根据授课进度安排上机训练。利用比较教学法,将传统机械设计方法设计的减速器关键部件及整体模型用现代设计手段进行重现,比较二者的设计结果。
2.1 计算机辅助设计CAD阶段
(1)工程数据处理。播放精选的相关视频资料,使学生体会传统设计与现代设计过程中查询工程数据的不同手段和方法,从而理解对传统纸质记载的工程数据进行处理的必要性。选用机械设计课程设计中所用到的典型数表和线图,根据其不同特点采用不同方法进行工程数据处理,常用方法是程序化和建立工程数据库。课后安排上机练习,主要熟悉工程数据的各种处理方法。建议学生自由选择机械设计课程设计过程中曾用过的数表或线图进行处理,同学之间最好不要重复,以尽可能多地处理工程数据。所有结果留待后续设计使用。(2)关键零部件的三维模型建立。结合工程应用软件Solidworks讲述不同的产品建模方法,重点讲述特征建模方法。上机练习时,同学们分成几个小组,尝试采用调用程序或检索数据库的方法进行齿轮和轴的几何尺寸设计。设计过程中及时发现工程数据处理结果的不合理及不正确性并进行修改。
2.2 计算机辅助工程CAE阶段
有限元基本理论部分涉及大量高等数学公式的推导,知识点比较分散、零碎,学生听课时感觉枯燥、乏味,不感兴趣,不利于集中注意力。因而,该部分内容的讲解主要注重关键问题的处理方法,对于繁琐的公式推导仅给予简单的处理说明,并给出具体参考资料让学生课下参阅。本章内容主要包括结构离散化、单元分析、整体分析及后续结果处理。每一个知识环节讲解完毕,通过上机训练,利用Ansys软件进行演示,将理论知识与实际应用结合起来。
上机练习课时,学生练习使用Ansys应用软件,将设计过的齿轮和轴等减速器的关键零部件进行应力、应变及变形分析。
2.3 机械优化设计阶段
传统产品设计过程中,为保证产品能满足使用及寿命要求,关键零部件的设计和选用会在强度、刚度和寿命等方面有冗余,最终导致产品整体尺寸大,体积重,从而造成材料浪费。采用机械优化设计的思想可以使产品在满足使用要求的同时,具有最优的结构尺寸,从而减小产品总体额尺寸、降低产品的重量,达到节省使用空间、节约材料和降低产品成本的目的。
结合实例讲解优化设计数学模型的建立、最优化求解方法的选择及问题的求解步骤。通过上机练习,采用机械优化设计思想设计斜齿轮减速器的关键零部件,并以减速器中心距最小为目标,进行减速器的优化设计。
2.4 可靠性设计阶段
在产品设计过程中,为消除产品可能存在的潜在缺陷和薄弱环节,防止产品使用过程中发生故障,采用可靠性设计知识进行产品设计,以确保产品满足规定的固有可靠性要求。可靠性设计是可靠性工程的重要组成部分,是实现产品固有可靠性要求的最关键的环节,是在可靠性分析的基础上通过制定和贯彻可靠性设计准则来实现的。
讲解可靠性的相关知识,结合实例讲解可靠性模型的建立,使学生掌握把规的可靠性指标值直接设计到零件中去,使它们能够保证可靠性指标值的实现。
3 创新设计能力培养
常规机械设计方法是依据力学和数学建立的理论公式和经验公式为先导,以实践经验为基础,运用图表和手册等技术资料,进行设计计算、绘图和编写设计说明的过程。现代设计方法强调以计算机为工具,以工程软件为基础,运用现代设计理念进行的机械设计。机械创新设计是指充分发挥设计者的创造力,利用人类已有的相关科学技术知识,进行创新构思、设计出具有新颖性、创造性及实用性机械产品的一种实践活动。
在讲授现代设计方法的同时,使学生了解现代设计手段和技术的发展使产品设计过程更方便、快捷、高效,但常规设计仍然是最基本的设计方法,是机械设计课程的根本内容。关键是要能够将所学习的新手段、新方法应用于实际工程领域,进行产品创新设计。结合大学生学术科技活动,进一步加强学生创新设计能力的培养。
4 结论
针对不同类型的知识采用不同的授课方法,多媒体演示与实际操作及训练相结合,具体内容讲解过程中,穿插实际应用案例,采用探究式教学方法进行讲解。将采用传统设计方法已经完成的减速器设计贯穿于现代设计方法的整个教学过程,在学习现代设计基本理论的同时进行实际应用训练。在熟知的减速器设计过程中,使学生对现代设计的理论、思想、手段和方法有所掌握,增强学生对新知识的渴求,利于激发学生学习的兴趣、提高学习积极性及能动性。
中国交通教育研究会项目:交教研1202-78;山东交通学院教育研究课题与教学改革资助项目
注释
① 钟志华,周彦伟.现代设计方法[M].武汉:武汉理工大学出版社,2007.
② 曹金榜.现代设计技术与机械产品[M].北京:机械工业出版社,1987.
1.1水泵的计算机辅助设计
进入新世纪以来,计算机辅助设计方法作为现代设计方法的一种,在我国得到了广泛的研究和推广。此方法利用计算机运算速度快、运算结果准确、存储功能强大、逻辑运算力强的特点来进行设计的信息处理,并最终通过人机交互来完成设计。在泵的设计中,计算机辅助设计方法主要涉及的是CAD设计。泵的CAD设计相比传统的设计而言,具有准确性高、可靠性好、成本低、设计周期短等特点,而且在一定程度上解放了工人的劳动力。但是CAD设计在三维设计中还有较大的缺陷,相信在后续的研究中,这个问题会得到很好的解决,CAD设计在泵设计中的应用也会越来越广泛。
1.2水泵的有限元分析
有限元分析是上世纪60年展起来的一种新型数值分析计算方法,它是一种重要的工程分析方法,是在计算机技术发展的基础上兴起的。它依靠于计算机技术,随着计算机技术的发展应用在各个工程设计领域。有限元分析其本质是将结构离散化,分成有限个较易分析的单元,最终再综合求解,得出结论。例如:在ZYT3H-8/450型高压三柱塞泵的重要部件设计中,有限元法分析设计就得到了广泛的应用。ZYT3H-8/450型高压三柱塞泵的活塞、连杆、曲轴等重要部件在工作中受到的载荷较为复杂,有限元法分析设计可以利用建立模型,并通过ANSYS软件对模型进行载荷分析,得到载荷分布状况,方便下一步的设计。在水泵设计中应用有限元分析设计方法,可以克服传统设计方法中经验公式设计的局限性,使得设计更加精确,可以明显地提高水泵产品的综合性能,缩短设计周期,提高水泵的使用寿命和市场竞争力。
1.3水泵的优化设计
在进行水泵的设计工作时,诸如水泵的使用寿命、泵效及水泵的可靠性等因素都需要考虑,而传统的设计方法在统筹诸多因素的影响方面效果不佳。这就需要应用现代设计方法中的优化设计来统筹划一。在水泵的设计工作中,优化设计方法就是统一结合计算流体力学和基本流动理论,从泵的水力损失最小开始,以水泵的效率为原则,设计调节水泵的流动参数和几何参数,得到最优化的参数设置。在国内,水泵的优化设计方法主要有损失极限优化设计方法、速度系数优化设计方法以及CFD优化设计方法等。例如在离心泵的设计中,CFD优化设计方法也有很好的应用。CFD优化设计通过计算机数据计算和图形生成,可以对离心泵的流体流动和热传递等相关现象进行分析,了解离心泵内部流体的流动状态和流动规律,得出最优的设计方案。在离心泵的设计中,CFD优化设计可以节省大量的实验工作,节省资源。跟随时代和科技的发展步伐,优化设计的模型及理论会更加地完善,将来在水泵设计工作中的应用也会更加广泛。
2水泵的可靠性设计
任何一种产品,它的可靠性都是设计时必须要考虑的重要因素,水泵的设计也不例外。产品的可靠性是指产品在规定的使用寿命或者使用期限内,可以安全地完成其工作的能力。产品的可靠性是在其设计工作阶段就完成的设计,若没有完成,事后是无法补救的。对于水泵的可靠性设计,我们需要从源头入手,从选材到参数设计,再到成型制造,整个过程中我们都需要检测设计的可靠性,而且要联系实际,面向社会,保证设计参数的社会有效性。目前,可靠性设计在我国水泵的设计中应用研究还比较少,沈阳水泵研究所做了一些研究,制定了一些实验标准,但还远远满足不了实际设计的需要。相信随着科技的进步,可靠性设计在水泵设计中的应用会越来越多。
3水泵的价值工程设计
价值工程设计简单来说就是利用最少的成本,让产品发挥最大的效益。它目的是提高实用价值,在开发集体智力资源的基础上,用科学的分析手段来进行分析设计。运用价值工程设计,可以分析产品功能与成本的关系,对产品进行“多退少补”的功能加减设计,以适用不同人群的需求。在水泵设计中运用价值工程设计,我们要遵循两点:(1)以满足使用要求为原则,在其它方面的设计中要尽量简化,设计成易加工的结构,保证精度,控制成本。(2)以保证性能为原则,在结构及材料设计中要尽量控制,使用易采购、易加工的材料,降低成本。
4.总结
关键词 现代设计方法;矿山机械设计;CAD技术;有限元法
中图分类号 TH122 文献标识码 A 文章编号 1674-6708(2013)89-0162-02
0 引言
目前,国内对煤炭资源的消耗量依旧非常大,用于开采煤矿资源的矿山机械依旧受到大家的重视。矿山机械是煤矿生产中的重要设备,矿山机械的好坏不仅仅会影响到矿山的生产效率,而且关系到生产过程中的各种安全状况。在传统设计方法的基础上,我们不但要改造以前的老旧设备,更要结合时代的产物,探索新的更有效的设计方法。在保障安全性的前提下,新的现代设计方法要尽量做到减少设计时间,降低设计成本,提高设计质量,而且要低能环保,有利于可持续发展。本文先对现代设计方法进行概述,再阐述矿山机械设计中常用的几种现代设计方法。
1 现代设计方法概述
传统的设计方法,是人类在大量实践经验的基础上,采用直接感觉和总结的经验来进行设计的方法。而现代设计方法是设计人员利用现性、逻辑和系统的科学知识以及计算机先进技术,来进行创造性规划和设计,制定出质高价廉、能满足时代需求的创新产品的一种方法。推动设计方法前进的主要有两点:一是计算机技术的快速发展,使得设计人员的效率大大提高,设计的手段更加多样化,设计质量更加高;二是多门学科理论和技术的融合,比如可靠性设计技术、现代设计方法学、计算机辅助设计技术和有限元方法等多种学科的融合促进了现代设计方法的发展。
现代设计方法集先进性、智能性、系统性、动态性和综合性等特点于一身,大力推广现代设计方法可以提高企业竞争力,促进企业发展。现代设计方法将逐步取代传统的设计方法。
2 现代设计方法在矿山机械设计中的应用
2.1 可靠性设计
可靠性是衡量设计产品质量的一个重要指标,它是指机械在一定条件和时间下完成一定功能的能力。可靠性的设计首先就是要做试验,对载荷、工况变化、长度尺寸以及材料机械性能等进行大量的试验与统计分析,得出具体的数据分布,作为可靠性的参考依据。由此可以确定设备的寿命周期,建立相应的可靠性模型,进而计算设备的可靠性,对可靠性低的一些环节进行改进,保证整个设备的可靠性,从而提高矿山机械设备的质量,保证生产和工人安全。
2.2 CAD技术
CAD技术,即计算机辅助设计,是设计人员利用计算机硬、软件系统对产品进行设计的一种技术。它主要的设计活动包括设计、工程分析、绘图与文档制作等。CAD技术给整个设计带来了很大的方便:一是可以方便实现模块化设计和一体化设计;二是在CAPP系统进行工艺规划和NC编程时可以将计算机内的产品模型直接导入,还可以将加工代码直接传入NC机床和加工中心进行加工。矿山机械产品的设计采用CAD技术效益较为显著,它将设计和制造这两个环节很好的进行了连接,有效提高了设计和加工效率。
2.3 有限元法
矿山机械进行工作时,它的受力比较复杂,不利于分析计算。比如挖掘机的工作装置在进行工作时,结构和载荷都比较复杂,在传统设计中都是进行简化计算,找出相对危险的几个截面进行计算校核。这种方法存在几个弊端:一是不能得出准确的结果;二是只对几个截面进行设计校核,而不能确定每块钢板的应力分布。而利用有限元法就可以很好的解决这个问题。在有限元法中,借助计算机,可以清楚的看到每块钢板的应力分析以及相应的薄弱点,从而对产品进行有效快速的改进。有限元法可以大大提高设计速度,保证产品的设计质量。
2.4 优化设计
目前数学专业也随着时代前进而向前发展,比如最优化设计数学模型。矿山机械设计中的优化设计就是将设计中遇到的问题转化为数学模型,然后应用数学优化技术和计算机计算技术,从可行域中找出最优解。在设计过程中,设计问题越复杂,越能体现出优化设计对产品设计的优势,它大大减轻了设计工作者的负担。优化设计技术在推进计算机辅助设计、改进产品质量和提高产品设计水平等方面都具有重要作用。
2.5 绿色设计
随着当今世界对环境保护的重视,大家也开始呼唤设计界的绿色环保。绿色设计,不仅是指在设计过程中整个机械设备要经济环保,做到可回收、可维护、可拆卸、可重复利用等,而且在机械施工过程中,要做到减少噪声污染,提高工作效率,最大限度的节约能源。在满足使用性能和安全性能的同时,设计的产品也要具有良好的环境属性,这是现代设计中必要的一个环节。
2.6 人机工程设计技术
矿山机械进行工作的环境比较恶劣,操作机器的员工需要集中精神进行细心操作,一个简单的失误有可能造成安全事故。所以在设计中有了人机工程设计技术,它的目标就在考虑施工环境的前提下,怎么样将机械产品最合乎人的操作习惯,尽量满足人的舒适度,减少人的劳动强度,保证生产安全。比如合理的档位高度和位置设计可以减少操作人员的强度以及避免操作失误,保证操作人员的安全。
3 结论
现代设计方法还有很多,比如智能设计、并行设计、摩擦学设计、创新设计等等。总之,在进行矿山机械设计时,设计者要结合实际情况,充分利用现代设计方法,做出最优化的设计,提高生产效率,提高企业的竞争力,促进企业的可持续发展。
参考文献
[1]钟志华,周彦伟.现代设计方法[M].武汉:武汉理工大学出版社,2001.
【关键词】:现代建筑;设计方法;创新
【引言】:随着我国建筑行业的不断发展,传统的凭借经验与直觉进行的建筑设计方法已经无法满足实际需求。因此,如何完善建筑设计方法,创新设计理念,已逐渐成为建筑设计师们广泛关注的重要问题之一。作为现代建筑设计和规划的基本方法,现代建筑设计是进行现代建筑建设的必要前提。因此,研究现代建筑设计方法,具有重要的理论意义和现实意义。
1、 现代建筑设计的原则
1.1 综合性原则
现代建筑的复杂程度在逐渐提高,主要体现在功能性和差异性等方面。因此,在设计现代建筑的过程中,应当结合现代建筑的实际需求,综合考虑现代建筑的结构、功能以及需求要素,最终形成现代建筑设计的整体目标。只有遵循综合性原则,才能实现现代建筑设计对各功能、各要素的有机整合,保证现代建筑能够满足各相关利益主体的实际需求。
1.2 动态性原则
随着建筑行业的不断发展,现代建筑具有动态性发展的特性。每个时期的建筑,其内涵与外延等方面都存在着比较大的差,因此,在现代建筑设计中,还需要遵循动态性原则,明确建筑设计是一个动态、连续、变化的工作。要在现代建筑设计的工作中与建筑领域,与周边社会、与市场环境做到积极地互动,通过动态的调整现代建筑设计要点,保证现代建筑设计对社会要求和文化发展的调整和进步,提高现代建筑设计工作的活力,实现现代建筑设计方法的不断创新。
1.3 安全性原则
安全性是建筑工程中重要的优劣考量因素,也是建筑设计方法在进行创新时不容忽视的首要原则。例如,在进行给排水线路设计时,考虑到现代建筑多以高层布局为主,可采用放射式线路作为主要设计方案,在确保所采用线路安全性能合格的前提下,还应做好备用线路的设置工作,防止线路切换间隔时间过长。总而言之,安全性是建筑设计创新的重要前提,需作为重点因素予以足够重视。
2 、现代建筑设计方法的创新
2.1 建立健全建筑设计相关制度
建筑师应改进建筑设计方法,逐步提高建筑设计水平。在建筑设计的造型上,不要以追求奇特和奢华为目标,应以简约、大方为目标,避免浪费资源。同时,我国应完善住房保障制度,根据我国住房的相关规定和要求,施工严格按照建筑设计,确保建筑施工安全性和实用性。
2.2 建筑设计方法应注重实用性
在过去人们往往认为建筑的高度是彰显一个地区发展水平高度的重要标志,即地标性建筑,因此,以摩天大楼为典型的建筑群在我国逐渐增加,随着社会的发展,人们意识到建筑设计方法应该从实用性出发,才能满足人们社会生活的需要。例如:一个学校综合楼的建设,其建筑的功能主要是区分艺术学院和人文学院,基于此,建筑设计方法可以采用多元化设计方案,把教学楼分为三个部分,采取U型方式体现出来,一边是艺术学院,另一边是文学院,其中间部分可以作为会议厅等,这样的设计可以将三者有效的衔接起来,把实用性设计方法融入到建筑创作中,进一步体现了综合教学楼教学空间的开放性。
2.3 加强现代建筑设计的人文情怀
在现代建筑创作过程中,人们对建筑形式特征有着一定的要求,需要符合大众的审美特征,唤起人们的共鸣。当今的社会环境,是时代的言论自由,每一个人的思想都对当今的文化环境非常宽容,现代建筑设计创作需要体现文本思维的原则,以满足人们对众多建筑的追求。现代建筑的设计不仅需要基本的设计技能的设计师,更是设计趋势的建筑师和把握人生的感觉,提高建筑设计师自身的综合素质,尤其是国际视野和人文情怀的设计师尤为重要。
2.4 注重与城市和环境的融合
现代建筑是城市环境的一部分,城市是当地环境的整体氛围、人文精神等方面的表现形式、建筑特点和环境协调性,是现代建筑设计的重要规律。在现代建筑设计创作过程中,建筑创作的整体风格应与城市建设的整体氛围相一致,与当地人文环境相结合,形成整体的设计意识。现代建筑的创新理念,以当地的文化背景和社会历史为前提,创造出完整的建筑形象,并通过建筑来表达和突出当地的文化特色,形成一个美丽的城市文化体验。
2.5 可持续性思考
在现代建筑设计中应可持续思维,提高建筑设计发展的可持续性。在建筑设计过程中,建筑设计师应树立以“减少建筑环境负荷”为核心的可持续发展理念。在保证建筑物安全、方便、舒适、可靠的基础上,将环境负荷作为评价和选择各种利益的最终依据。可持续建筑设计理念是现代建筑设计可持续发展的关键。建筑设计的可持续发展不仅要考虑自然资源的可持续发展,还要考虑社会文化的可持续发展。
结束语
总而言之,对于现代建筑设计来说,设计创新是不可或缺的元素,同时也是推动建筑事业发展的关键因素,因此设计创作者必须将可拓思维模式充分应用,进而将新的创作思维、方法和手段融入设计中,以此来提升我国的建筑设计水平,为建筑设计灌注源源不断的活力,同时也推进我国建筑事业的发展。
【参考文献】:
[1]冯楚雪.基于BIM的建筑结构设计流程管理研究[D].湖北工业大学,2016.
[2]苏建新.浅谈现代建筑设计创新的方法[J].江西建材,2016,06:21+25.
[3]居娉.浅谈现代建筑设计方法的创新[J].门窗,2016,10:148.
关键词:现代机械设计;方法;研究
中图分类号:TH122 文献标识码:A
机械设计主要是指根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、以及各个零件的材料和形状的尺寸、方法进行构思、分析和计算并将其转化为具体的描述以作为制造依据的工作过程。本文着重从现代机械设计方法及其发展进行探讨。
一、现代机械设计的特点
机械设计作为机械工程的最重要的组成部分,是机械生产的第一步,它是决定机械性能的最主要的因素。现代的机械设计它包括众多的种类并且结构也愈来愈复杂。但从实现系统的功能来看,她主要包括动力系统、传动系统、执行系统、操纵及控制系统等,这些系统有根据各自的需要继续分解为更小的子系统。现代机械设计它具有鲜明的时代现代特点,它不仅要求设计对机械的工作原理、工作结构、运动方式、力以及能量的传递方式、物流技术、各零部件的材料、形状、尺寸、等方式进行构思、分析和计算,而且还融入多门的现代科学知识。如:在现代机械中融通创造性的工程学、美学、控制论、机械电子学等,使得设计出的产品更具有时代气息,进而使得产品在市场上具有竞争优势。
二、现代机械的设计方法
(一)信息论方法
它主要包括信息分析法和技术预测法,其目的是帮助机械设计归总有用的信息,使得这些信息能够为设计人员提供机械设计的灵感,该方法是现代机械设计方法的前提。并且信息论方法能收集大量的设计信息和设计经验,它能够帮助缺乏设计经验的新手完成工作。此外,信息论方法能够大大的提高设计的效率,加快产品的更新速度,缩短设计的时间,从而在市场的竞争中处于优势地位。
(二)创新设计法
为了适应新知识经济时代的发展要求,提出现代机械设计创新理论。在机械设计中,创新设计法的应用能够培养设计者创造性的思维,创新设计方法以自己优势优于其他的创新,使得设计出的产品能够在激烈竞争的环境中处于优势地位。创新性的机械设计能够最大限度的增强其设计的用途和性能。
(三)绿色产品设计技术
绿色产品的设计技术主要是指在设计机械产品中应该符合低消耗、高效益以及保护环境的要求。绿色产品设计应该要求现代机械设计中用最小的能源消耗获得最大的能源利用率,此外还需符合对环境影响较小的环保要求。设计产品的结构布局、加工工艺和材料的选择上都应该在设计之初考虑到。另外,还应针对环境设计对机械技术进行设计。这主要是指在设计的过程中对于产品来说,能否回收、是否可以重复利用、是否可以维护,以及是否能够有益于人们的身体。
三、现代机械设计的发展方向
现代机械设计与传统的机械设计有着许多不同的特点,由于传统设计技术跟不上现代经济发展的步伐,因此,应该采用现代的设计方法,借助各类的工程软件来帮助设计人员完成产品的开发工作。但随着经济的发展,现代机械设计必须朝着一个新的方向发展才会在机械设计领域内树立其长盛不衰的地位。
(一)人性化设计
随着物质水平的提高人们越来越关注精神的需求,因此在机械设计中应该突出人性化,满足人的精神需求。该发展方向它适应了当今人文社会的提倡,也凸显了人的价值意义。如:在现代的机械设计中,计算机技术已经全面的应用到机械设计中,因此,在机械设计的过程中,采用微机控制技术,使得控制和操作的人性化能够最大限度的提高机械设计的安全性和舒适性。
(二)系统性设计
该设计方向主要是从系统性的观点入手,把机械设计看作一个整体,该设计的实现主要依赖信息化技术,实现人、机、环境的相互协调。在具体的实施过程中,应把其中的总系统逐一的分解为单一的子系统,采用现代设计理论和方法进行系统性的设计,它的目的是在与追求系统优化为目标协调各个子系统的设计和匹配。
(三)虚拟化设计
21世纪科学技术的核心技术是虚拟技术、计算机通讯技术和网络技术。虚拟技术作为三大核心技术之首,足以可以看出它的重要性,虚拟技术主要包括虚拟加工、虚拟测试、虚拟控制等,虚拟化设计作为一种虚拟设计,它主要利用声、光、电、机、计算机等综合技术的有机组合。它能够极大的改变人类现有的思维和生活模式。
综上所述:现代机械设计它是一个创造性的工作工程,是多种技术学科相互渗透、相互结合的产物。机械设计只有不断的与当代先进的科学技术相结合才能促进自身的发展,因此来说,现代机械设计应该适应社会的发展,才能对社会做出贡献。
参考文献:
[1].许鸿艳.讨论现代机械设计的方法及研究进展[J].湖南农机,2013(05).
[2].张前森.浅析现代机械设计方法及研究进展[J].科技资讯,2011(18).
关键词:机械;设计方法;展望
Abstract: The mechanical design is an important part of mechanical engineering, mechanical design is in accordance with the requirements of mechanical work principle, structure, mode of motion, force and energy transmission, each parts of the material and shape size, lubrication methods for design, analysis and calculation and these into specific description of human based on the working process of manufacture. This paper summarizes the development trend of modern mechanical design of several commonly used methods and prospects the future of the mechanical design method.
Key words: machinery; design method; Prospect
中图分类号:TU2
一、现代机械设计的特点
传统的机械设计已经形成了比较成熟的理论和方法,但是现代机械的面貌已经发生了重大的变化。可以认为,各个领域科学技术的发展,都是现代机械设计理论和方法发展的基础,这里包含哲学、思维科学、心理学和智能科学的研究成果;现代应用数学、物理学与应用化学等基础科学领域的研究成果;机械电子学、控制理论与技术、检测技术和自动化领域的研究成果;特别是电子计算机的广泛应用和现代信息科学的发展,造就了现代设计技术的理论方法体系,使现代的机械设计建立在与传统方法迥然不同、全新的层次之上。与传统的机械设计相比,现代机械设计有以下一些具体的特点。
1.1传统的机械设计中,灵感和经验的成分占有很大的比重,思维带有很大的被动性。但是今天,技术的飞速发展和市场竞争的激烈化,要求人们不断地提出大胆的设想和新的开发目标,要求运用现有的最新技术去创造出前所未有的产品。传统设计过程明显地不能适应这一要求。
1.2传统的机械设计着重于实现机械本身预定的功能,现代机械设计则要求把对象置于大系统中,进行系统的设计,将预定功能在人-机-环境之间进行科学合理的分配。对人开展了深入地生理学、心理学研究,要求在人与机之间做出最佳的界面设计。还要考虑机械从原材料提取、加工装配、投入使用,直到报废回收全生命周期各阶段与环境的关系,保证自然资源与生态的平衡,实现人类的可持续发展。
1.3传统的机械设计偏重于强度准则,现代的优限单元法、断裂力学等领域的研究成果,进一步强化了人们强度设计的能力。在此基础上,现代机械设计的准则拓宽到产品设计的更多领域。
1.4传统的机械设计过程往往是根据任务和目标,先做出第一个方案,甚至造出样机,然后通过评定与考核,进行修改,形成第二轮方案,如此反复,直到满意为止。这一设计过程历时长,消耗大,所谓满意往往带有很多的主观性。现代机械设计则可根据各种给定的条件,运用优化设计理论和方法,借助计算机求得最佳设计参数和方案,因此设计的耗费低,周期短,而且科学地反映设计的最佳状态。
1.5传统的设计建立在手工操作的基础上,人脑的思维进度在很大程度上被这种缓慢的操作过程所约束,许多原始发生于人脑的三维构思,在传统的设计中必须用抽象的二维图形加以表达,而代表现代机械设计的CAD技术则很好地解决了这些问题,技术人员从计算机那里可以很快地获得为进一步思维所必需的理论计算结果和信息;大量的绘图工作有计算机;屏幕上的三维图形可以直接与人脑中的构思接轨。在传统的设计中,机器的动态效果只能通过抽象的运动学、动力学数据加以反映,而现代的计算机仿真技术能对未来机器的运转状态清楚地加以描述。在传统的设计中,从概念设计、技术设计到编制工艺、计算工时成本,有许多部门用串行工作方法参与,需要一个漫长的过程,而现代的并行设计技术,使人们在作出一个方案的设计时,通过计算机网络同时获得后续过程相关信息,使设计者有可能及时修改方案,寻求一个全面、综合的优化方案。
二、机械设计的常用现代设计方法
2.1专业的现代设计方法。由机械设计和计算机专业人员共同开发的计算机软件能够反映和描述机械产品在实际工况下的各种损伤、失效和破坏的机理可以定量分析和计算机械零件和机械的动态行为并形成固定的设计程序这就是专业的现代设计方法如振动分析和设计摩擦学设计热力学传热设计强度、刚度设计温度场分析等等。这些软件都是在传统的设计方法基础上应用计算机技术开发出来的。例如用pro/m软件分析机械装置的动态特性用ansys软件分析应力都是这方面很好的例子为准确判断装置的可靠性和选择设计参数奠定了基础。
2.2 通用的现代设计方法。为了满足机械产品性能的高要求在机械设计中大量采用计算机技术进行辅助设计和系统分析这就是通用的现代设计方法。常见的方法包括优化、有限元、可靠性、仿真、专家系统、cad等。这些方法并不只是针对机械产品去研究还有其自身的科学理论和方法。(1)优化设计。机械优化设计是最优化技术在机械设计领域的移植和应用其基本思想是根据机械设计的理论方法和标准规范等建立一反映工程设计问题和符合数学规划要求的数学模型然后采用数学规划方法和计算机计算技术自动找出设计 问题的最优方案。它是机械设计理论与优化数学、电子计算机相互结合而形成的一种现代设计方法。(2)仿真与虚拟设计。计算机仿真技术是以计算机为工具“建立实际或联想的系统模型”并在不同条件下对模型进行动态运行实验的一门综合性技术。而虚拟技术的本质是以计算机支持的仿真技术为前提在产品设计阶段实时地并行地模拟出产品开发全过程及其对产品设计的影响预测产品性能、产品制造成本、产品的可制造性、产品的可维护性和可拆卸性等从而提高产品设计的一次成功率。这种方法不但缩短产品开发周期也实现了缩短产品开发与用户之间的距离。(3)有限元设计。这种方法是利用数学近似的方法对真实物理系统几何和载荷工况进行模拟。还利用简单而又相互作用的元素即单元就可以用有限数量的未知量去逼近无限未知量的真实系统。它不仅能用于工程中复杂的非线行问题、非稳态问题的求解而且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。(4)模糊设计。它是将模糊数学知识应用到机械设计中的一种设计方法。机械设计中就存在大量的模糊信息。如机械零部件设计中零件的安全系数往往从保守观点出发取较大值而不经济但在其允许的范围内存在很大的模糊区间。机械产品的开发在各阶段常会遇到各种模糊问题虽然这些问题的特点、性质及对计策的要求不尽相同但所采取的模糊分析方法是相似的。它的最大特点是可以将各因素对设计结果的影响进行全面定量地分析得出综合的数量化指标作为选择决断的依据。
三、机械设计技术的展望
将来机械设计学必将渗透到半导体制造、生物工程、纳米技术和机器人等行业中去在对社会发展做出贡献的同时不断完善自己使理论进一步创新。
3.1进一步实现系统性。即从系统观点入手把机械产品看作一个系统或整体依赖计算机技术实现人、机、环境和相互协调。具体来说是把总系统分解为若干个子系统采用各种现代设计理论和方法追求系统优化为目标协调各子系统的设计和匹配。
3.2深化智能化设计。随着科技的进步和发展设计要越来越多地考虑智能的因素。大量设计内容都可通过建立模型来描述机械产品的各种工况行为对模型求解可预测产品的性能、设计的合理性和最优性。例如各类车辆性能 评价的智能决策系统齿轮箱设计专家系统故障诊断系统等已应用在新车的开发设计中。
3.3更加注重绿色思想。绿色设计技术是对产品在其生命周期中按符合环境保护、资源利用率最高、能源消耗最低的要求进行设计的技术。要求设计者从全周期考虑产品的环境属性和基本属性在设计时始终立足于人的身心健康、环境保护等同时要求所设计的产品具有可回收利用性对环境的损害最小。
关键词:现代机械;设计方法;理论;研究
中图分类号: S611 文献标识码: A
前言:现代的机械设计需要创新,所以设计人员必须具备全新的创新理念,充分发挥其主观能动性的同时,能够熟练操作现代设备进行分析处理,以设计出质量更高,更能满足用户需求的机械设备,这同时也是机械设计的发展的一贯要求和准则。
自从我国高等院校提倡素质教育以来,对学生的培养由知识型向创新能力型转变,对于机械类学生来讲,就是要注重培养他们的机械创新意识和创新能力。机械原理与机械设计课程是机械类专业中一门重要的技术基础课程,主要教学研究内容是常用机构和通用零件的基本知识和设计方法,根据院校教学目标的不同,课程通常安排 1-4 周不等的实践教学环节,即课程设计。课程设计环节是学生综合运用所学理论和技术进行机械系统设计的一次综合实践训练,是对学生所学设计理论、设计方法和设计能力的锻炼和检查,通常的做法是在学完本课程的全部理论课之后,由教师给定若干题目和设计方案,学生被动接受进行课程设计,这种课程设计教学模式强调的是对学生基本设计能力的训练,不利于学生进行创造性能力的培养。为主动适应高等院校对于学生素质能力培养的要求,加强对学生的创新意识和创新能力培养,我们对机械原理与机械设计课程设计实践教学模式改革进行了探索和实践,并取得了明显的成效。
1 机械类创新能力的培养
1.1 创新思维能力的培养
创新思维能力是创造力的源泉,爱因斯坦说过:“想象力比知识更重要,因为知识是有限的,而想象力概括着世界的一切,推动着进步,并且是知识进化的源泉。”因此,培养创新思维能力对于机械类学生来讲更为重要,包括逻辑思维能力、思维转换能力、分析综合能力、分解协调能力等。创新设计能力离不开创新思维,而思维总是从问题开始的,为了激励学生的创新思维,应该在课堂教学以及设计实践过程中不断地提出问题、分析问题、解决问题、再提出新问题,迫使学生跟着教师的思路去积极思考,不仅掌握现有知识,更要通过不断地学习新的知识、新的能力来对所要研究的内容进行综合归纳和比较。出新问题本身就是创新。思维转换能力是用已有知识解决复杂问题的能力,将复杂问题简单化,在于培养学生的独立解决问题的创新设计能力;分析综合能力首先从机械(机器和机构)分析开始,逐步弄清其本质和内在规律,然后在此基础上进行机械综合,综合就是设计,就是创造;分解协调能力即先将复杂的大系统“分解”为若干简单的小单元,以便应用已学知识和方法进行分析,可对复杂事物总体进行全面透彻地了解与掌握。
1.2 创新设计能力培养
有了创新思维,还需要有敢于创新的机械设计能力,包括原理方案设计、传动方案设计、执行机构设计、结构设计等。为了更好的培养学生根据需求设计机械系统、零部件的能力,初步掌握在机械工程设计实践中使用各种技术(现代机电技术、现代测试技术)、技能和现代化工程工具的能力,具有对机械设计问题进行系统表达、建立模型、分析求解和论证的能力,我们建设了机械装备创新基地,对学生进行现代机械设计技术和设计方法的教学与培训,使学生掌握当前主流商业软件的使用方法,并进行相关的创造性的装备设计与分析,提高综合设计素质与技能,以加强学生创新设计能力的培养。
1.3 创新实践能力培养
创新实践能力是创新思维和创新设计两个层次的深化和提升,包括实验设计能力、制造加工能力、分组协作能力和组织管理能力等。创新实践是学生将创新设计内容动手制作转换成实物的过程,通过这一环节的实践,不仅锻炼了学生的动手能力,而且加深学生对机械系统知识的理解,提高了学生的设计积极性,锻炼了分组协作能力和组织管理能力。并且在学生之间通力合作亲自动手制作出自己设计的机器模型后,会产生一种发自内心的成就感,这种成就感是不断激发学生创新思维和创新设计能力的源泉。
2、现代机械设计方法的基本特点
以自动化设计取代人工设计。充分利用先进的计算机硬件及软件平台,极力提高人机结合的设计系统的自动化水平,以提高产品的设计质量,这是现代机械设计方法的基本特征。以动态建模取代静态模型。典型的如以机器结构动力学计算取代静力学计算,以实时在线测试数据作为评价依据等。以定量计算取代定性判断。如以有限元计算非规则零件的尺寸和刚度,取代传统设计的经验类比法确定箱体各部分壁厚等。以变量取代常量如最优化设计中用随机变量取代传统设计方法中通常以经验常量校核的粗略数据处理方法。以优化设计取代可行性。设计用设计变量恰当地建立设计目标的数学模型,从众多的可行性解决方案中求其最优解。强调从设计阶段就并行地综合考虑产品整个生命周期中各方面的要求与相互关系,避免串行设计中可能发生的干涉与返工。
3、人-一机学的设计
任何机器设备,不论其自动化程度有多高,都需要人的控制、管理和维修,才能发挥其效能。因此,在设计机器的时候,必须对整个“人—机系统”作通盘的合理设计。
人—机学的主要研究内容大体上包括三个方面:
(1)机器系统中直接由人操作或使用的部件如何适合于人的使用。机器系统中直接由人操作或使用的部件如各种显示仪表、示波屏、操纵器、驾驶盘、开关、,驾驶工作台、以及各种照明装置等等。这些装备都必须适合于人的使用,才能保证工作效率达到最优。人—机学所要解决的不是这装备的工程技术设计问题,而是从适合于人的使用的角度,向设计人员提供必要的参数和要求。比如怎样设计仪表才能保证人看得清晰,而且辩读迅速;怎样设计操纵器才能使人应用时得心应手,既方便而又工效高,怎样的照明条件使人视觉效率达到最优等等。
(2)环境控制和生命保证系统的设计要求生产和科技的发展,促使人类向自然界的各个领域深人进军,人们也就面临了种种特殊的环境条件。比如在航空、宇航、潜水、南北极考察等情况下,就会经受缺氧、高温、低温、失重、振动、噪声、污染、辐射以及气压变化等等特殊条件。为了战胜这些不利的环境因素,保证机器正常工作和从保证人体安全、舒适和工作效率出发,为工程设计人员提供这方面的设计参数和要求。
(3)人机系统总体设计
为了提高整个人机系统的效能,还必须;决整个机器系统与人体相配合的问题。比如适器系统如何与人的信息传递特性相配合,机P系统的特性如何与人在操纵活动中的传递函当相配合;如何通过人、机双重优化控制来提砰机器系统性能等等问题。
结语:
振兴机械工业,促进机械产品的升级换代,提高机械产品的质量和技术水平的关键在于设计,因为一个机械产品,设计水平不高,制造再好,也是一个落后的产品。要提高机械设计的质量,就必须对传统的机械设计方法进行全面的改革,将传统的机械设计工作从经验的、类比的、静态的和手工计算方法改革成科学的、合乎逻辑的、动态和计算机辅助设计的先进的机械设计方法。
由于现代机械设计理论和方法还在不断的发展,它的研究内容和应用范围还在不断的扩大,这就需要我们去探索、总结和提高,其中以动态设计、优化设计和计算机辅助设计为它
的核心。希望从事机械工程研究和机械设计的同志们共同努力,为提高机械设计水平而总结
出一套符合我国国情的现代机械设计理论和方法。
参考文献:
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[2] 赵松年 6 现代设计方法学[H]9 北京: 机械工业出版社,
[3] 濮良贵 6 机械设计[H]9 高等教育出版社
关键词:现代;建筑设计;方法;创新
中图分类号: TU2 文献标识码: A 文章编号:
建筑科学是社会科学和技术学的综合,内容包含城市设计的各个领域,从全球范围来看,城市化进程的加快,使得建筑有了广阔的市场前景。在建筑设计的过程中,很多优秀的建筑师其设计思想创新意识非常强,但是现实的设计方案严重地脱离了设计的原则,使得建筑物的功能或者视觉效果不好。有的设计对建筑物的功能和类型没有进行清晰的定位,忽视了建筑空间使用的科学性。很多的建筑师将一种特例下的设计理念,套用在差异性较大的各类建筑中,片面地追求奇异空间的体验。在空间尺度或者各种组合中,单纯地追求精神层面的创新,忽略了建筑物功能、经济性等因素的考虑,造成了建筑设计空间和结构上的不合理性。
一、建筑设计创新方法的作用
1、宏观作用
建筑设计创新方法的宏观作用重要体现在其对社会的进步作用、革新作用、辨析作用等几个方面。首先,运用创新方法所产生的建筑设计创新成果在大部分的情况下能够更好的满足人们的需求,不但体现在其功能等对人们物质需求的满足,而且新颖的形象、空间还能提高人们的审美修养,陶冶情操; 其次,创新方法的成果有时并不是立刻能够显现的,也许暂时无法恰当的满足人们需求,但是它对社会的革新起到了积极的促进作用,开拓了人们解决问题的视野; 最后,有些建筑设计创新方法失败,或其创新成果没有起到进步意义。对于这种情况,它还可以起到佐证或者反证其正面效果的作用,增加再次创新成功的可能性。
2、 微观作用
建筑设计创新方法的微观作用主要指针对建筑师及建筑设计团体修养、能力的提高作用。创新方法最直接的效果是使建筑设计者的创新能力得到加强,通过多角度的分析,可以知道建筑设计创新方法是具有可操作性的易于掌握,可以使设计师更加科学的进行建筑设计创新的实践,并且按照这里给出的一定规律和模式大大增加了达到建筑设计创新的可能性;其次,它开拓了设计师的思路,增加了设计师进行创新设计师的视野,使他们可以从思维、专业交叉等多角度选择自己所善于运用的创新方法和方式。针对我国建筑设计市场的现状,这项研究的作用更加明显,能够使建筑设计创新从一项艰难而无序的工作变得理性而有据可依。
二、建筑设计创新方法的过程
1、准备阶段
创新方法的准备阶段是建立在对创新客体的考察基础上的。这里设计到可能性空间的概念,即“事物发展变化中面临的各种可能性集合称为这个事物的可能性空间。”这种可能性空间是由事物本身所决定的,并受外部条件所制约。对于建筑设计创新而言,其首创性可能发生在源于创新客体本身的各个方面,所有这些方面的集合便是建筑设计创新的可能性空间。正如我们所知道的,建筑设计的创新角度是多方面的,但是并不能说针对每一个建筑设计在其任何方面都能够达到建筑创新的成果。所以在主体运用建筑设计创新方法的时候,需要注意创新客体在相应方面上是否具有创新的条件,如果没有的话,建筑设计创新方法便是不能够成立的;同时建筑设计创新的可能性空间也受着外部条件的制约,也就是说建筑设计的创新点并不是固定不变的,随着外部条件的转变这种客体的创新可能性范围也会随之变大或缩小。
2、选择阶段
在我们知道建筑设计创新的客体具有创新可能性后,还需要进一步完成针对所需的建筑设计创新方面的选择,优秀的建筑设计创新成果在其选择阶段一定是成功的。无意识的或者偶然产生出建筑设计创新成果的方法并不归入建筑设计创新方法之中,这也就是选择的有效性;有效性目标的选择更涉及建筑设计创新的主体。当建筑设计主体选择了客体的某一个创新点并运用建筑设计创新方法的时候,在不考虑外部环境的情况下,如果创新成果没有完成主体所需达到的目标,即便所得到的建筑设计创新成果含有创新方面,我们也认定主体所应用的建筑设计创新方法是不成功的。选择阶段为最后建筑设计创新方法的实施明确了方向。针对某种创新角度选择相应的方法是这一阶段的主要内容。
3、实施阶段
创新方法的实施也就是对建筑设计创新方法运用的控制以求达到成功的结果,我们实施建筑设计创新方法的目的就是控制创新的过程,使其沿着肯定自身的方向发展达到成功。主动而有效的控制可以使建筑设计创新方法的成功率大大提高。对建筑设计创新方法的控制需要多方面的共同作用:首先,创新过程的控制是在满足一定的主、客观条件下进行的,由于其发展的多方面性,我们需要选择某一方面作为创新方法出发的主要方面。其次,随着建筑设计创新过程的深入,我们会面临更多的问题,也就需要不断引入更多的知识或规律,这就要求我们根据目标不断对这些知识及规律进行取舍,在创新过程中不断修正我们所前进的方向。最后实现了目标的建筑设计创新也就达到了我们对创新过程的控制,完成最后方法的实施。
三、现代建筑设计方法的创新
1、提高其在塑造民族文化和艺术中的作用和地位
建筑设计产品是经久耐用的产品, 艺术因素是其不可分割的组成部分。建筑师的创作作品是民族文化艺术的重要组成内容。建筑设计创作的这一实质性特点, 应该获得全社会的认同与反响。在很大程度上, 设计师设计创作的动力激情来自于广大公众对建筑艺术活动的一种积极认可。在我国应当引进和有效组织各类建筑文化交流活动, 如设计竞赛, 国际间设计作品交流展示会。建筑创作理应得到和其他艺术门类相同的重视程度。
2、建筑设计和城市设计相融合
众所周知, 建筑的存在不是孤立的, 外部空间环境与场所不仅赋予建筑创作构思的某种特质, 而且包容着建筑形式、空间因素所不能揭示的丰富的美学形式要素。即建筑形态设计与环境形态之间存在内在的统一及和谐的逻辑规律。尊重环境的整体性、多样性, 是创造整体艺术形象,表现现代建筑新美学观念的重要因素; 更能反映出建筑设计艺术的本体特征, 以及对城市文脉、环境文理的尊重和认同。
3、 现代建筑设计应体现人文精神
建筑创作不是孤立的, 是人们心理认知以及美学意象的转换和映照。建筑艺术形象应具有充实的视觉表现力和冲击力。市政建筑、公司建筑这些迅速增长的新建筑所具有的意义是异乎寻常的, 联系着一种公众精神, 聚合力和新城市所承载的首创精神; 是新的人文景观、心理认知与归属感的凝聚点, 体现着现代人文精神的追求。与象征性的表现, 市民自豪感相结合的新的美学意象。应通过这些城市重要公共建筑予以反映。
4、运用数字技术创新建筑设计
数字技术越来越多地影响着人们的生活,也给建筑设计带来了新的发展,影响着建筑设计的方方面面。数字技术打破以往的简单形体,追求多元的审美情趣。形体塑造方面则反叛了以往现代主义的单一形体和强几何形体,体现为非线性形体的倾向。数字技术在建筑设计领域中的应用更促进了这种多元化的趋向,在电脑中建筑师可以将形体任意扭曲变形,并对形体进行复杂的加减处理。数字技术也影响了建筑的表皮。无所不在的能够快速不断更新信息的电子显示屏或一些广告媒介,闪烁变换的霓虹灯等便自然成了建筑师设计的“新手段”。数字媒介文化的兴起将原来被看成是非建筑的因素推到了前台,在图像文化的影响下,建筑师营造烘托氛围的手段更加宽泛。在对建筑的感知中,各种因素同时起作用,从科技到时尚,信息与媒介都可以成为建筑的设计元素和表达手段。数字技术对建筑设计的创新发挥了不可限量的作用。
5、运用联想式思维创新建筑设计
联想式思维方法是通过事物的相似性类比,从某一事物想到建筑设计创新的某些方面的建筑设计创新思维方法过程。联想不是胡思乱想,而是以事物之间的一定的可比性为前提的,它能够克服两个事物及概念在意义上的差距,把它们联系起来。联想式方法能够找到建筑设计针对的内容和其他事物之间的内在联系,把看起来并无联系的方面联系起来,从而得到建筑设计创新的方面。而要获得丰富的联想,就要在实践中取得大量的经验和丰富的知识,一旦需要联想,就会在大脑中动员各种信息,将各种信息进行整合,建立起各种联系,并在思维中不断变换事物之间的联系,以产生丰富的联想。例如:建筑师伍重在设计悉尼歌剧院的时,很快联想到悉尼港上的船帆形象,并且把这种联想形成了设计意念。这种设计创新,建成后便成为悉尼的标志性建筑。由此可见,联想式方法在建筑设计创新方法中的重要地位。
综上所述,建筑设计思想需要不断地创新,没有创新的建筑设计,就会使得建筑失去其灵魂。因此,建筑设计创新,是每一个建筑设计人员的永恒追求。要通过不断的学习和总结设计的成功经验,在充分研究建筑设计案例的基础上,提高建筑设计创新思想在实践工作中的应用。
参考文献:
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[2] 易丽雅. 现代建筑设计的技巧与创新发展[J]. 黑龙江科技信息. 2010(11)
[3] 肖放. 建筑设计方法探析[J]. 中国新技术新产品. 2010(11)
【关键词】机械设计方法;发展;
1 现代机械设计的特点
现代机械种类很多,结构也越来越复杂。但从实现系统功能的角度来看,它主要包括动力系统、传动系统、执行系统、操纵及控制系统等,每个系统又可根据需要继续分解为更小的子系统。现代机械设计有其鲜明的特点,不但要求设计对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、物流技术、各零部件的材料、形状、尺寸、方法等进行构思、分析、计算,而且还需融通多门科学知识,如创造性工程、美学、仿生学、控制论、机械电子学、价值工程等,使设计出的产品在市场中具有竞争力。
2 现代机械设计方法
2.1 计算机辅助设计
利用计算机运算速度快、存储量大、运算准确、逻辑判断功能强等优点,通过人机交互进行信息的处理,完成设计工作。主要有以下特点:
2.1.1 由于可以存储大量的设计信息和设计经验。可以帮助缺乏设计经验的新手顺利完成工作。
2.1.2 计算机辅助设计与计算机辅助制造(CAM)、计算机自动化管理结合起来形成计算机集成制造系统,进行产品设计、市场预测、生产计划、制造和销售等一系列工作。以企业的最高效益为目标,综合对人力、物力和时间各种资源进行最有效的利用。
2.1.3 可以大大提高设计的效率,加快产品的更新速度,缩短设计周期,增强市场竞争力。
2.1.4 设计人员不仅能在很短时间里给出多种设计方案,分析比较后获得最佳设计方案,还可以从繁重的重复性工作中得到解脱,有更多的时间和精力进行创造性工作。
2.2 机械设计中的绿色产品设计技术
现代机械设计中的绿色产品设计技术是指在设计机械产品时要符合低耗能、高效益、环境保护等要求。绿色产品设计技术主要包括以下几个方面:第一,针对能源利用的机械设计技术。产品设计是减少能源消耗最重要最关键的环节,这要求在现代机械设计当中以最小的能源消耗来达到最大的能源利用率,同时符合对环境影响最小的环保要求。产品的结构布局、加工工艺以及重复使用性和材料选择等都是在产品功能和各项基本要素确定之后,在设计阶段就考虑好的。第二,针对环境设计的机械设计技术。主要是指在整个产品的生命周期内,考虑的重点和关键是产品是否可以回收、是否可以重复利用、是否可以维护,以及是否有利于使用者的身体健康和安全性等方面的属性。第三,针对材料设计的机械设计技术。在这方面,设计的诉求点在材料身上,即要充分发挥材料的利用价值,并且以最小的材料消耗达到最大的利用率。
2.3 模糊设计
模糊设计是将模糊数学知识应用到机械设计中的一种设计方法。随着科技的深入发展,需要设计的机构越来越大、也越来越复杂,设计中涉及的变量越来越多且变量间的关系也越来越复杂,这些变量中存在大量的模糊现象,许多情况下并不能精确描述所设计的产品。在设计中除了识别“非此即彼”的精确现象,还要能识别“亦此亦彼”的模糊现象,这就要求采用模糊数学的方法来解决这些问题。模糊数学的研究领域非常广泛,其包括模糊变换、模糊综合评判、模糊模式识别、模糊决策、模糊拓扑、模糊专家系统等综合理论。在机械设计中,一般将模糊技术与其它设计方法相结合,对机构进行研究。如利用模糊综合评判进行机械制造、机械设计参数、传动方案等的优化选择;将模糊技术与可靠性设计、优化设计相结合,形成了模糊可靠性设计、模糊优化设计、模糊可靠性优化设计等方法。随着人们对模糊现象的进一步深化认识,对模糊现象定量处理方法的逐渐掌握,模糊技术必将得到进一步的发展与完善,并广泛用于工程设计中去。
2.4 基于产品特征知识的设计方法
基于产品特征知识设计方法的主要特点是:用计算机能够识别的语言描述产品的特征及其设计领域专家的知识和经验,建立相应的知识库及推理机,再利用已存储的领域知识和建立的推理机制实现计算机辅助产品的方案设计。机械系统的方案设计主要是依据产品所具有的特征,以及设计领域专家的知识和经验进行推量和决策,完成机构的型、数综合。欲实现这一阶段的计算机辅助设计,必须研究知识的自动获取、表达、集成、协调、管理和使用。
需要强调的是,机械设计技术是基于上述技术有机融合的一种综合性技术,而不是机械技术以及其他新技术的简单组合、拼凑。现代机械设计制造出的产品,不仅是人的手与肢体的延伸,还是人的感官与头脑的延伸。
3 我国机械设计的发展方向
3.1 远程机械设计。我国未来的机械设计要把远程机械设计作为重点发展方向,远程机械设计目前在我国正处于初步发展阶段,它是一个多学科、多技术的研究领域,涉及许多机械工程和计算机方面的知识领域。,因此要大力研究网络环境下设计资源获取及调用,这样设计人员在设计过程中遇到问题,就能通过网络及时的进行分析计算或查询数库,很快的解决问题,进行下一步工作,相对来说降低了成本,节约了时间,有效地提高了工作的效率。
3.2 自动化发展趋势。机械制造技术的自动化发展是必然趋势,科技发展推动了自动化的普及,自动化的发展表现在制造技术中系统技术、集成技术、人机一体化制造等各个系统中,自动化给机械制造技术的快速发展奠定了良好的基础。
3.3 人性化设计。机械控制技术的电子化代表了当今技术的发展趋势,采用微机控制技术,达到发动机的最佳功率匹配,减少发动机的燃油消耗,并自动诊断机器状态,使机器使始终能保持良好状态,因此控制和操纵的人性化能大大提高作业的安全眭和舒适性。
3.4 系统性设计。从系统观点入手,把机械产品看作一个总系统或整体,依赖计算机技术,实现人、机、环境相互协调。在具体实施上,是把总系统分解为若干个子系统,采用各种现代设计理论和方法,追求系统优化为目标协调各子系统的设计和匹配。
3.5 随机和动态性设计。任何机械产品都是在随机动态下完成其功能的。传统设计是在不得已条件下用静态分析设计,即使考虑随机动态,也只是凭经验选取系数进行修正,故不能反映实际工况条件下机械产品运行的行为。而现代设计要考虑载荷谱、材料强度谱,零部件的损伤谱条件下来设计,运用有限元法,可靠性设计法,数学规划法等,达到定量、动态、可靠的设计,以达到满足性能要求、实现最大性能优化,节约能源的目的。
3.6 虚拟化设计。虚拟技术、计算机通讯技术与网络技术是信息技术最重要的组成部分,它们被称21世纪科学技术巾的三大核心技术。虚拟技术作为2l世纪的三大核心技术之首,足以见它在广义上已不仅是一种技术,而是一个有着影响人类社会发展、改变人类生活的具有深层含义的领域。虚拟技术包括虚拟加工、虚拟测试、虚拟控制,利用声、光、电、机、计算机等综合交叉技术的有机结合。虚拟技术的出现几乎可以肯定地说它将大大改变人类现有的思维模式、工作模式和生活模式。
综上所述,机械设计是一个创造性的工作过程,是多门技术学科相互渗透、相互结合的产物,同时也是一个尽可能多地利用已有的成功经验不断创新的过程。因此,只有很好的把继承与创新结合起来,才能更好地设计出多功能、高质量、高可靠性和低能耗的机器,最终满足生产需要。
参考文献
关键词:现代文博馆;展陈空间;设计原则;方法;特点;公共空间设计
提升展陈水平,展示文博魅力,提升展示水平、提高服务质量、增强发展活力,有效地提升了博物馆展陈的内涵,展示我国悠久的传统文化艺术,全方位地展示传统文化、风俗习尚和生活画面,并充分利用文博馆展陈空间设计方法展示近年来蓬勃发展的博物馆事业,展示了当地丰厚的历史与人文积淀,彰显了城市文化的品格与魅力。
一、现代文博馆展陈空间设计原则
现代文博馆的设计,应不同于一般性的文物展览馆。在设计伊始,我们通过反复思考受众群体和认真研读布展大纲,认为它应该是一个集展示文物,解读历史,科普教育和对外交流为一体的综合性场馆。陈列以“展览内容科普化,陈列形式艺术化”为宗旨,使用新型环保材料,精心设计,追求陈列的形式美及强烈的现代感和视觉冲击力。同时贯彻以人为本的思想理念,坚持“三贴近”原则,树立精品意识,打造精品陈列。设计原则如下:
第一,展品和空间环境相和谐的原则。通过和展厅内部的版面、视频、机构等各种展陈手段相互呼应而创造出一种气氛和意境,全方位的诉说文物展品价值个包含其中的历史文化背景。
第二,装饰造型简洁,突出文物展品内容的原则。采用简洁的造型装饰手法,突出文物和展品内容,通过关键节点的精心设计来营造文物馆的氛围。
第三,文物展品保护与照明适度和节能的原则。合理控制展柜中的照度与展柜外周围环境照度关系,所有展厅的照度均按国家文物局文物保护标准执行,在无人时会自动关闭或降低照度,更好的保护文物和节约能源。
二、现代文博馆展陈空间设计特点
1、室内与室外的结合。作为地方的综合性文博馆,馆内拥有大量的文化宣传资源及丰富的历史文物、革命文物、自然标本藏品;并根据相关文献记载,对文物年代、用途等进行合理分类,同时做好室外绿化工作,通过室内与室外的完美结合,有效地拓展了市民和游客的观光、旅游的空间和内容。
2、被动与互动的结合。过去,博物馆因受场地、经费、观念等方面的限制,大多仅能做到日常正常开放,坐等游客和市民上门。如今,一批新的博物馆的落成开放,也使得展陈手段变得更为丰富和灵活。除每年的博物馆日、文化遗产日等重大节日,还可举办系列宣传、咨询服务或专场文艺演出、开设文物鉴赏讲座;组织部分市民、学生外出活动外,还要在寒暑假组织“博物馆一日游”、“青少教育专题讲座”、“青少年夏令营”、“小小讲解员”等主题活动,打造出了博物馆开展社会教育的一系列知名品牌,有效地提升了博物馆展陈的内涵,增加了博物馆传递历史文化知识的受众面。与此同时,博物馆还能与市内外的大中小学共同建设实践和教学基地,为在校学生、志愿者提供继续教育和社会实践的场所,并对他们进行博物馆相关工作知识和技能的培训,使之更好地服务社会、服务大众。
三、现代文博馆展陈空间设计方法
1、公共空间设计
在公共空间的设计中,在保证空间整体、大气的基础下,充分考虑文博馆的特性,将具有中原文化的符号通过整合、放大、并置等一些列手法融入整体空间之中。如在场馆入口设计的木质花窗、前厅墙面上设计的一组放映中原文化的浮雕装饰以及二层前厅空间中的主体浮雕都为空间增加了浓重的历史文化气息。
考虑到文物馆的受众群体,可在楼梯交通空间的设计中,合理的设置了展览导视系统,方便参观。而多媒体留言系统的导入,提高了参观者的参与体验,有效的提升了场馆在对外交流等方面的作用。同时利用在墙面上设计的展板,展出文物馆在此次布展前的一些照片和布展资料让参观者在欣赏精美文物的同时还能看到老一辈的文物馆工作者为了这座场馆所付出的辛勤劳动。
2、通史展陈空间设计
由于展厅建筑面积有限,而展示内容较多时间跨度较大的情况,在空间的处理上,使用了并置的手法,通过统一简洁的段首处理,结合展线的有序调度,控制参观节奏。将中国五千年的历史文明娓娓道来。通过对称的构成设计,石材与木材不同材质质感对比与碰撞,并结合一面气势恢弘的浮雕背景。使观众在具有历史厚重感的空间形态中感受和认知历史文化。巧妙的将展柜设计其中,使得展品在历史环境的衬托下,更加的生动鲜活。在其后的展线布置上采用了主展线副展线相结合的方式,同时在材料和结构的手法上统一每一个章节内容,使得观众循序渐进的了解和认知一系列主题内容,并在整个展览参观过程中保持视觉和谐性,并精选出最具时代表征的文物置于独立展柜之中,并结合副展线设置的复原模型、视频播放机构和多媒体查询结构,保证了展览序列的完整性延续了文物展品的内容,同时强化了每一个展览主题。
3、瓷器展陈空间设计
展品以馆藏瓷器为主,在色调选择、空间造型、陈列方式、材质运用方面、及展示的手法方面都是为了衬托文物的精美,突出所要展示的文物的造型和质感,及其厚重的历史文化底整个展厅的设计,为了更好的掌握展示的节奏,以时间为轴,合理的分区布局。在展现手法中采用图片解说、多媒体投影,视频播放等技术,将瓷器在不同时期的繁荣景象以及沧桑变幻的表现得以生动的展现。
四、结束语
综上所述,了解一个城市的过去和现在是从文博馆开始的。一座文博馆就是一部物化的发展史,人们通过文物与历史对话,穿过时空的阻隔,俯瞰历史的风风雨雨。作为公共文化设施,博物馆可以说是一个城市的文化地标,是本地区历史文化传承的重要载体,是不可替代的"文化软实力",也是城市格调与品位的重要体现。
参考文献
[1] 任仲伦.上海电影博物馆展陈规划与功能定位[J]. 电影新作. 2012(05).
[2] 王炯.浅谈历史类博物馆文物陈列展览的内容设计[J]. 重庆科技学院学报(社会科学版). 2012(02).
关键词:现代;露天矿设计理论;设计方法
中图分类号:S611文献标识码: A
计算机信息技术应用的范围越来越广泛,而矿山对于设计的要求也越来越高,在现代露天矿设计中引入计算机信息技术,可以使矿山设计更科学、更系统、具有创造性。矿山设计具有复杂性,计算机信息技术在矿山设计中的应用水平却比较落后,近几年来,矿山刚刚进入现代的设计,信息技术为矿山设计带来革新与创造,可以建立信息技术设计的系统,将科技成果转化为生产力。
一、现代露天矿设计的背景
由于国际石油的供应越来越紧张,使油价上涨,面对这种情况,我国煤炭作为主要消耗的资源还将一直持续下去。我国煤炭的矿井储量十分紧张,这大多是因为矿井的回收率低造成的,现代的露天矿井一定要应用新的设计方法,引进新的工艺和技术,才能降低开采成本,提高劳动生产率,获得更大的经济效益。我国已经对煤炭行业进行产业结构调整,关闭了乡镇的一些煤矿,可以进行集中化的资源开采,资源得到充分的利用。
一、现代露天矿设计的理论
现代露天矿的设计理论的核心是露天矿剥采计划优化理论。而露天矿的剥采计划一定要处理好剥采工程的时间与空间的关系,实现某一时间段以内,采出预定矿石量,实现确定的剥离量,使自然生产剥采比形成。同时,受赋存条件影响,自然生产的剥采比也会随着影响而变化。自然生产的剥采比会影响矿山剥采的总量,甚至影响到矿山采运设备的具体数量。
我国目前露天矿设计理论主要有两种,一种是均衡类,是对自然生产剥采比分期或者不分期人为的均衡,均衡后形成的剥采比可以用来指导剥采计划的实施,而且均衡是通过超前剥离来实现的;另一种是效益类,效益类的露天矿设计完全放弃了均衡,只追求露天矿的经济效益,一般来说,是通过自然剥采比对剥采计划的指挥,而且,追求露天矿经济效益的同时,也使剥采总量产生不稳定性。均衡类与效益类两种露天矿设计理论,从设计后的实践效果来看,各有优势,也各有劣势。
1、均衡类的劣势
均衡的设计理论,无论是否分期,超前剥离是换取均衡的代价,作为提前的支付方式,面对现代注重经济效益今天,就会产生很多质疑,对于提前的支付是不是真的符合成本预算,而均衡是不是真的符合我国露天矿开采的经济原则。
均衡是为了保证均衡期剥采总量的稳定,使露天矿实现稳定的生产。但是,在实际的露天矿开采中,矿山工程越来越深、外排的土场也越来越高,各种内排率不断发生变化,而剥离的运距则一直在发生变化,这就使运输设备无法实现稳定性,导致矿山开采设备不能保持稳定,如果设备不能保持稳定,即便矿山开采的剥采总量没有发生变化,开采工作也难保持稳定。均衡以后,剥采的总量计算已不再是采运设备能力的整数倍,所以一定要进行“进整”。如果露天开采的矿山开采设备较小,就要使用3~6斗容电铲,而每台电铲年剥离的总量能达到100~150万,一般情况下,“进整”误差的影响并不大。现代的露天矿开采都使用了大型的开采设备,如果使用27.5斗容电铲,可以实现年剥离520万,而“进整”就会产生很多的误差。
2、效益类的劣势
露天矿山的开采中,如果过于追求效益,就要牺牲剥采的总量,因为剥采总量是受自然生产剥采比发生波动的。这种波动会直接影响矿山采运的设备,会直接导致采运设备生产效率下降,波动会影响生产的管理,而波动的影响会造成损失,不容忽视。
如果不做好超前剥离,必然会发生剥离洪峰,并且剥离洪峰会越来越高,洪峰会为矿山带来困难,例如:需要增加设备,增加资金的大量投入,使生产成本大幅度的提高,很容易导致露天矿山的利润降低,甚至亏损。通过现代露天矿设计理论的模拟方案设定,可以发现,如果选择过多的设计方案会增加实际开采的工作量,如果设计方案选择过少又会影响最佳方案的选择,所以,这就要求露天矿设计工作者更慎重。
计算机已经广泛的应用于矿山的设计与生产管理中,计算机可以为露天矿的优化设计提供更强力的措施,使用计算机,完成矿床地质模型与采矿模型的建立已十分容易。面对市场经济发展的今天,现代露天矿也需要更优秀的设计方案,为矿山减少成本,提高劳动生产率,提高矿山的经济效益,提高矿山的市场竞争力。
二、现代露天矿设计的思路
1、现代露天矿设计的工艺
现代露天矿设计主要是针对开采境界的圈定、采剥工艺和开拓运输系统等内容。
主要思路是分区开采和分期的建设,对露天境界的优化及大爆破的技术应用、露天边坡安全的监控技术等内容。
露天矿在设计中常见的问题有,露天矿在分期建设时,台阶的坡面角和平台宽度需要及时确定,还有水文地质会对台阶的稳定性产生多大的影响,在爆破的震动中,台阶安全受到的影响等问题。
2、现代矿山设计理论和方法
以矿床为模型进行计算机设计的开发和应用已成为当成矿山设计中关注的焦点。目前应用的矿山设计软件大多为国外的软件,例如:Vulcan和Datamine等,国内也自行研制了设计软件,例如:如恩地科技的SD和长沙有色院MMCAD等。
有些软件研究单位正致力于体视化与虚拟技术的矿山软件系统设计与开发,对块段模型和几何模型、新兴体模型实现共存。由于矿体边界需要按照计划和计算进行圈定,所以,模型中一般没有精确的体元。而矿山体模型的理论和体视化的技术也需要进一步研究。结合以上研究成果,进行动态数据库的创建,为设计更合适的矿床模型,这已成为目前现代露天矿设计的方向。
通过计算机数据库的支持,实现露天矿的开采工作,进行二维模型与三维模型的设计,使矿山的生产进行仿真的模拟,通过模拟完成对矿山开采的数据试验。露天矿的设计既有着粗略性的特点,也有着精确性的特点,而且这两点不相矛盾,需要统一的看待。在露天矿设计中,应用GIS系统,可以满足矿山的设计需求,为矿山进行全方位的监测功能和调度功能更好的实现提供重要的发展依据。露天矿床的地质条件十分复杂,所以,露天矿的设计也需要处于半理论、半实践的阶段,需要在不断的实践中完善露天矿山的发展需要,通过矿山现代的设计,实现现代化的管理和技术开采,要减少传统的由经验主导的开采工作。露天矿的设计要为工作人员留出足够的创新空间,使设计人员能充分发挥工作的主观能力性,以计算机为工具,认真的完成露天矿山的设计工作,为保障矿山的安全生产、高效率生产而努力。
结束语:
对剥采计划进行优化的处理,可以保证露天矿设计核心的优化。目前的设计理论分为均衡类与效益类,两种设计方法更有利弊,要结合露天矿实际情况,选择最合适的方案。经过多年的生产和露采经验,我国的露天矿设计理论已经有了一定的基础,而且学习了西方计算机模拟设计,使露天矿的优化设计得到极大的发展。
参考文献:
[1]杨荣新.露天采矿学(下册)[M].徐州:中国矿业大学出版社,2012,5(12).
[2]李克民,张幼蒂,张瑞新等.露天开采长期规划与设计CAD系统[J],2012,5(12).
[3]石忠民,徐长佑,冯仲仁,等.三种经济合理剥采比计算方法评述[J].金属矿山,2011(1).
【关键词】建筑设计;创新思维;设计理念
建筑的复杂性,决定了建筑设计的本质。从功能上说,建筑设计要满足各种实用需要,具有技术特征。从形式上说,建筑还要满足人们美学欣赏的需要,具有艺术特征工厂生产的技术产品可以是批量的、重复的,而艺术产品不允许重复,因此一般意义上的建筑设计离不开创造,也就有了建筑创作之说。同时,在建筑设计过程中还需要注意建筑设计创新方法即是建筑设计主体通过一系列条件的控制达到建筑设计创新的实践途径。这种实践所产生的首创性建筑成果往往能更加有效的满足人们的需求,是科学方法论在建筑设计创新方面的具体表现。
1建筑设计创新应具备的基础
创新,就是具有创造新事物的能力。在建筑设计中,就是要具备创造新鲜、与众不同的建筑设计的一种思维能力。随着生活水平的提高,人们对新鲜事物的追求与日俱增,普通的建筑作品很难满足人们日益增长的要求。好的建筑作品需要有好的灵感,没有好的灵感、动力很难有好的想象力及创造力,更别提好的建筑作品。而创造性思维是现在设计师应具备的基本条件。他在一个多元化的设计领域中起到了主导的作用。这里的创新性思维是广义的,并不是单纯的创新,包括:丰富的想象能力、强大的理论知识、丰富的建筑设计经验、阅历和扎实的基础知识,并且对地理、环境、历史、政治、文化、宗教等一系列也要有一定的了解。有了上述这些强大的理论实践武器来武装自己,这是成为一名一流的建筑设计师的必备条件。所以在千变万化的国际化建筑设计的竞争中,要不断完善自己,充实自己。创新是建筑师们重要的武器,创新是设计的灵魂。
2建筑设计中创新的必要性
传统的建筑设计都是将技术方面当作设计重点,而随着社会环境的变化,要求建筑设计师必须将建筑的功能、科技、环保等各方面的因素综合考虑到设计当中,这就要求建筑的设计必须有所创新建筑设计师只有将设计的内容和过程与技术同等重要,这样才能设计出既能适应经济和社会的发展需求,又能最大程度上满足环保需求的建筑物建筑设计师要不断地培养自身的创作能力,加强对知识的领悟和积累的能力,在设计中大胆地发挥自己的想象力,将灵感与知识一起融入设计作品当中。
3建筑设计创新思维方法的深层结构
在一些建筑设计中,或者说是建筑设计课的教学中,有强调非逻辑思维轻视逻辑思维的现象,从而造成了很多人经过四年甚至五年的专业学习后,也没有完全掌握建筑设计方法,往往在进行建筑设计的创作中无从下手,或是不着边际的东拼西凑,或是套取以往的经验模式,或是从某一张画片中选取类似的形体,往往会使后面的设计无法深入,有时甚至发现致命错误而设计方案重新开始。以后还会重复这样的过程,只有经过大量的反复后,才会积累一些经验,但是这始终是一种直觉和形象的设计方式。影响建筑创作的因素是复杂的,而这些因素之间,例如功能与造型、内容与形式之间的关系,并不一定遵循一种固定的由此及彼或非此即彼的逻辑形式。越是复杂的工程,各种因素之间相互制约和作用越是呈现出一种不确定的和模糊的状态。对于它们之间这种动态的、网状的联系,往往无法用理性的逻辑思维去认识;相反,作为主体认知方法的一种形式――非理性,却常常能帮助我们对它们之间的关系作出整体而正确的判断、安排和评价。这是建筑创作的特征和规律,也是建筑作品之所以能有万千变化的原因所在。非理性――一般所指的灵感、直觉、潜意识,在建筑创作中是十分重要的。建筑创作的过程,是理性和非理性因素相互排斥、相互作用、最后相互转换的过程。深入的理性思考,常常会唤起非理性的灵感,而灵感的出现,又促使理性思考得以深化。这种转换是反复的,不着痕迹的,而且,对于像加纳国家剧院这类建筑来说,这种转换愈是不着痕迹,愈是自然流畅,建筑作品的层次和格调往往也愈高。随着社会的发展,不仅建筑的功能会越来越复杂,而且各种技术也飞速的发展,信息量也急速的膨胀,如果仅仅依靠直觉思维是很难将设计作的很好,难免会顾此失彼,漏洞百出,而沦为一个失败的设计。当然如果没有非逻辑思维,而完全依靠逻辑思维来进行建筑设计,也会使设计过于平淡缺乏新意,很难成为一个优秀的建筑设计作品。在这里探讨在新的社会条件下的设计方法,将逻辑思维与非逻辑思维结合,即系统的设计方法,使设计过程更加合理和系统,以减少设计过程的反复,树立一种系统的观点,这对于处理一些复杂的设计更为有用。
4建筑设计创新思维方法的表层结构
深层结构是表层结构的基础,深层结构经过转换规则生成表层结构。在实际应用当中,建筑师往往根据实际需要,选择所需的方式方法,也就是深层结构的“外化”或“客观化”,一般有发散思维与收敛思维、求同思维与求异思维、正向思维与逆向思维、单维思维与多维思维等一系列创新思维方式。正确把握发散思维,一是要保证思维的流畅性,即在思维过程中善于排除干扰;二是要促进思维的灵活性,即触类旁通、闻一知十;三是要强调思维的独创性,即具有超常的独特见解。著名建筑师凯文罗奇认为:设计者在设计过程中并非是力图把某种设计想法推向终结,而是让它去生长、发展。在不同的探索、各种可能的实施想法、反映和态度中间翻来覆去。在这个过程中,有时方案的发展引导发生的事情,有时被发生的事情所引导有时塑造形式,有时涌现出来的压力和情形进一步引导形式的形成。在高层建筑创作实践中一些勇于探索的建筑师以其生机勃勃的创作观念和创新精神,充分把握技术发展给高层建筑的功能、空间、形式带来的新变化和提供的丰富可能性,积极融会当今世界科技发展的最新成果,并创造性地加以运用,注重高层建筑与自然生态的协调,维护环境的生态平衡,提高能源、资源的利用效益,注重高层建筑与城市文化的触合,并与具体经济条件、物质条件等地域基质相结合。每个城市都有自己的独特风貌,这些地域性因素是高层建筑形式创作的重要依据。认真研究其所在城市的建筑特征和地方风格并加以提炼升华,结合当代先进技术,触入高层建筑语汇之中,这样创造出来的高层建筑才能被称作文化。
5结语
综上所述,在竞争日益激烈的建筑设计中建筑设计的创新决定了建筑设计师能否成功,也决定了今后建筑业的发展。现代建筑要长久不衰,创新能力是很重要的。创新能力不是一天两天就能形成的,这就要求我们建筑设计师,要在提高自己业务水平的同时,同样也要
提高自己的科学文化知识、文化素养、人文素养。使我们的建筑设计师能够设计出既美观耐用、舒适、环保又体现出人文科技,以及具有自己的建筑风格,来造福人类。
参考文献
[1]戴念慈,齐康.建筑学[M].北京:中国大百科全书出版社,(09 ).
[2]刘先觉.现代建筑理论[M].北京:中国建筑工业出版社,2009(11).
[3]邹广天.建筑设计创新与可拓思维模式[J].哈尔滨工业大学学报,2006(07).