现代设计方法案例 3.
现代设计课程教案范文模板
一、课程名称现代设计原理二、教学目的1. 了解现代设计的基本概念和原则。
2. 掌握现代设计的基本方法和技巧。
3. 培养学生的创新思维和审美能力。
4. 增强学生的实践操作能力。
三、教学内容1. 现代设计概述2. 现代设计原则3. 现代设计方法4. 现代设计案例分析5. 设计实践四、教学过程（一）导入1. 教师简要介绍现代设计的概念和发展历程。
2. 提出本节课的学习目标，激发学生的学习兴趣。
（二）讲授新课1. 现代设计概述- 讲解现代设计的定义、特点和发展趋势。
- 举例说明现代设计在不同领域的应用。
2. 现代设计原则- 介绍现代设计的基本原则，如简洁性、功能性、美观性等。
- 通过案例分析，让学生了解原则在实际设计中的应用。
3. 现代设计方法- 讲解现代设计的基本方法，如创意思维、设计流程、草图绘制等。
- 通过示范，让学生掌握设计方法的基本技巧。
4. 现代设计案例分析- 选择具有代表性的现代设计案例，分析其设计思路、方法和成果。
- 让学生从案例中学习到现代设计的精髓。
5. 设计实践- 分组进行设计实践，让学生运用所学知识和方法进行设计。
- 教师巡回指导，解答学生在设计过程中遇到的问题。
（三）课堂小结1. 教师总结本节课的重点内容，强调现代设计的基本原则和方法。
2. 鼓励学生在课后继续学习和实践，不断提高自己的设计能力。
五、作业布置1. 完成一份现代设计案例分析报告，分析所选案例的设计思路、方法和成果。
2. 根据所学知识，设计一个具有创新性的现代设计作品，并撰写设计说明。
六、教学反思1. 教师对本节课的教学效果进行反思，总结教学经验和不足。
2. 针对学生的实际情况，调整教学方法和内容，提高教学效果。
注：本教案模板可根据具体课程内容和教学目标进行调整。
现代设计方法
由此式可求出反射点XR的坐标为：
2 n xiR ( xij xiH ) xiH (i 1, 2, , n) n j 0 (3 - 71)
n
或
f (X H ) f (X L ) 2 f (X L )
为止，式中 1， 2为予先给定的充
分小的正数。
用计算机进行单纯形加速法计算时，其程序框图见图(3-18)， 程序见附录。
20
开始
输入f ( X)，X 0，n，，，h， i，E i，k
X i X 0 hE i (i 1,2,, n)
i
k1 否 k1 1
是
SH SL SL
否
k1 k
否Байду номын сангаас
搜索失败 打印X L，S L
结束
输出X L，S ( X L )
反射
XR
n
是
结束
2 ( X j X H ) X H n j 0
S R f (X R )
是
SR SL
否
延伸
X E X H (X R X H ) S E f (X E )
是
SE SL
是
S R SG
否
收缩
否
X S X H (X R X H ) S S f (X S )
是
XH XE SH SE
XH XR SH SR
XH XS SH SS
SS SH
否
减小棱长
X i 1 / 2( X i X L ) (i 0,1,2,, n)
2021黄梅挑花图形的形式、构成及其现代应用范文3
2021黄梅挑花图形的形式、构成及其现代应用范文 黄梅挑花艺术属民间刺绣的范畴，是广泛流传于湖北黄梅等地的一种民间工艺。
其品种繁多，题材丰富；图案布局严谨、富于变化；造型夸张、奇特而浪漫；色彩绚丽惊艳。
其图形构成规律遗传了楚文化的基因，具有浓烈的楚文化气息；其典型视觉符号及形式美法则在现代设计中具有应用价值。
1、黄梅挑花图形的形式特征 黄梅挑花多用自织大布染成群青色后作为挑花底布，以白线或黄线挑绣出主体骨架，填绣大红、桃红、朱红、桔黄、中黄形成暖色基调，点缀粉绿、墨绿、湖蓝使整个画面暖而不燥，繁复和谐。
挑花构图一般先从底布正中心下针，然后向四方扩展延伸，多采用对称、旋转或向四面八方发射形成主体团花，再以角花配置四周。
团花是挑花图案中的主体纹样，多为圆形、椭圆形或多角几何形，图案组织时采用方中套圆或圆中套方的方法，以对称、旋转、放射状制成主体团花，力求生动活泼，完整丰满。
同时，在四周配以向心或离心的角花，有的还配上带状的连续花边。
花边，又称边花。
往往用卷涡纹、曲线、文字、几何图形进行填充；题材内容多选自“七仙女”、“八仙过海”等戏曲和民间故事，人物造形抽象、简化，显得稚拙而奇特。
归纳起来，黄梅挑花图形的形式特点主要有四点。
一是图形的平面化。
二是图形的装饰性。
黄梅桃花图形强调神似重于形似点，写意重于写形，“它们不拘泥于对自然形态的模仿，而是大胆运用了想象从而创造出足以体现特殊情趣的作品”。
如“打骨牌”图案，展示了四人打骨牌的复杂场面，艺人们运用夸张、变形、平面化手法，大胆的解构重组，将画面表现得生动而富有情趣。
三是图形的象征性。
在中国传统文化中，“图必有意，意必吉祥”是图案装饰的一大特点。
黄梅挑花中“凤穿牡丹”、“喜鹊登梅”、“双龙戏珠”、丹凤朝阳”等众多象征性图形举不胜举。
四是图形的叙事性。
“作品的产生取决于时代精神和周围的风俗”。
黄梅是戏曲之乡，长期的耳濡目染，艺人们在制作挑花时融进戏曲情节是自然而然的事情。
现代的设计方法的案例
设计目录
机构选型解法目录
2.作用原理的组合（形态矩阵法）
（1）相容性：分功能必须相容，否则不予组合。 （2）优先选用分功能较佳的解。 （3）剔除不满足设计要求和约束条件的解或不满意解。
设计实例——废水泵设计
1.明确设计任务 （1）需求分析与调研
河道污染已成为严重的公害，因此有必要将工厂、家庭 的污水引到集水池，再由废水泵送给净化装置。根据市 场分析，需要下列范围工作的泵： 流量：10~70L/s 压力升高：0.5~0.25MPa 市场需求：600台/年 另外：防止堵塞、可靠性高、噪音小、避免气味扩散。
区间缩短
多维无约束优化方法
• 鲍威尔法 • 最速下降法 • 共轭梯度法 • 牛顿法 • 变尺度法
最速下降法
函数的方向导数：
梯度：函数变化率最大的方向
迭代公式：
迭代方向： 迭代步长：一维优化 收敛：
牛顿法
• Ф(X)存在极值的条件：
• 迭代公式：
• 搜索方向： • 步长：1 • 收敛：
• 单通道离心泵
涡流泵
射流泵
4.其它功能分解 5.组合功能分解，实现总动能
优化设计
优化设计：
借助最优化数值计算方法和计算机技术求取工程问题的最 优设计方案。
① 建立数学模型
② 采用适当的最优化方法求解数学模型。
机械优化设计：
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（约束）范围内，以机械系统的性 能和经济型等为优化对象，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的一种现代设计方法。
阻尼牛顿法
多维约束优化方法
全局最优解和局部最优解
多维有约束非线性优化方法
三、几种现代设计方法简介
三、几种现代设计方法简介1、绿色设计1)绿色设计产生的背景自20世纪70年代以来，工业污染所导致的全球性环境恶化达到了前所未有的程度，迫使人们不得不重视这种环境污染的现实。
日益严重的生态危机，要求全世界工商企业采取共同行动来加入环境保护，以拯救人类生存的地球，确保人类的生活质量和经济持续健康的发展。
进入20世纪90年代，各国的环保战赂开始经历一场新的转折，全球性的产业结构调整呈现出新的绿色战略趋势，这就是向资源利用合理化、废弃物产生少量化、对环境无污染或少污染的方向发展。
在这种“绿色浪潮”的冲击下，绿色产品逐渐兴起．相应的绿色产品设计方法就成为目前的研究热点。
在工业发达国家，产品的绿色标志制度相继建立，凡标有“绿色标志“图案的产品，表明该产品从生产到使用、回收的整个过程符合环境保护要求，对生态环境无害或危害极少，可以实现资源的再生和回收，这种产品大大地提高了在国际市场的竞争力。
例如：德国的水镕油漆被授予绿色标志后，销售额提高了20％。
与经济发达国家相比，我国工业的技术水平还有较大差距，工业产品还存在着资源和原材料消耗大、环境污染严重、国际市场竞争能力相对较弱等问题。
在加入WTO之后，产品出口所面临“绿色壁垒”十分突出。
为解决上述问题的可行途径，就是通过绿色设计与绿色制造技术，大力开发绿色产品，尽可能减少对环境的污染和资源浪费，全面提高产品的竞争力。
2．绿色产品的定义和特点绿色设计是由绿色产品的诞生所引申的一种设计技术。
因而，要进行绿色设计．首先有必要弄清什么样产品是绿色产品，绿色产品有何特点，以便于采取一定的方法和手段去设计绿色产品。
(1)绿色产品的定义绿色产品是相对传统产品而言的，至今还没有权威性的定义，为了便于对绿色产品的认识，给出如下一些定义：1)绿色产品是指以环境和环境资源保护为核心概念而设计生产的、可以拆卸和分解的产品，其零部件经过翻新处理后可以重新利用。
2)绿色产品是将重点放在减少部件，使原材料使用合理化并能进行回收处理的产品。
现代设计方法大作业
TRIZ理论在风力发电中的应用当今社会面临着各种能源危机，石油、煤炭、天然气将会枯竭, 人类将如何去应对？风能是一种环保型能源, 加大风能的利用, 将会大大改善能源的危机感, 利用风能发电是现在利用程度最广泛的方式。
虽然风力发电给人们带来了环保能源, 但是在风力发电过程中, 也存在大量的问题, 本文就风车发电叶片容易断裂及折断，结合TRIZ理论及创新软件Creax Innovation Suite 对其进行分析, 得出改进解决方案。
1、TRIZ的主要理论与方法TRIZ的含义是发明问题解决理论, TRIZ理论是由前苏联发明家G. S. Altshuller在1946年创立的。
现代TRIZ理论的核心思想主要体现在3个方面: 首先，无论是一个简单产品, 还是复杂的技术系统, 其核心技术的发展都是遵循着客观的规律发展演变的, 即具有客观的进化规律和模式。
其次, 各种技术难题、冲突和矛盾的不断解决是推动这种进化过程的动力。
再就是技术系统发展的理想状态是用尽量少的资源实现尽量多的功能。
TRIZ理论的解题模式与思路如下: 将待解决的问题转化为问题模型（利用39个工程参数）, 然后利用技术矛盾, 根据矛盾矩阵表从40条创新原理中抽取可利用的原理, 得出解决方案模型, 最终结合现实技术来解决实际问题。
Creax Innovation Suite是一套简单、结构化、系统化及可预测性的创新流程分析软件, 可用来处理问题及找出创新方案, 让使用者更系统地处理工程方面的问题, 其对扩大产品研发、产品的制程改进和预防缺陷及其处理方式上有着重要的贡献。
1.1冲突解决理论冲突是创新设计中经常要遇到的一类问题, 又是最难解决的一类问题, 可以说创新就是在解决冲突中产生的。
发明问题的核心就是解决冲突, 而解决冲突所应遵循的规则是：改进系统中的一个零部件或性能的同时, 不能对系统或相邻系统中的其他零部件或性能造成负面影响。
冲突可分为三类：即管理冲突、技术冲突和物理冲突。
现代设计方法第12章商品化设计
评估设计方案的功能性、性能和可维护性。
美学评估
02
评估设计方案的美观程度和品牌一致性。
经济评估
03
评估设计方案的经济效益和成本效益。
设计实施
1 2
设计细化
对设计方案进行详细规划和设计，以确保其可实 施性。
原型制作
根据设计方案制作原型，以供测试和验证。
3
生产准备
将最终的设计方案提交给生产部门，进行生产准 备和实施。
案例三：品牌形象推广的商品化设计
总结词
品牌形象推广的商品化设计需要关注品牌核心价值、 市场定位和目标受众，通过创意的设计元素和视觉传 达，打造具有辨识度的品牌形象。
详细描述
品牌形象推广的商品化设计需要深入挖掘品牌的核心 价值和市场定位，将品牌特色和理念融入到设计中， 提高品牌的辨识度和认知度。同时，要关注目标受众 的需求和喜好，通过创意的设计元素和视觉传达，吸 引目标受众的关注和兴趣。此外，品牌形象推广的商 品化设计还需要注重与竞争对手的差异化，避免盲目 跟风和模仿，保持品牌的独特性和创新性。
商品化设计的重要性
01
02
03
04
满足市场需求
商品化设计能够满足消费者对 于产品的需求，提供符合市场
趋势和潮流的设计方案。
创新驱动
商品化设计鼓励创新，推动技 术进步和产业升级，为经济增
长和社会发展提供动力。
品牌塑造
商品化设计有助于企业塑造品 牌形象，提升品牌知名度和美
誉度，增强市场竞争力。
经济效益
现代设计方法如用户研究、设计思维、原型制作和测试等，有助于更 好地理解用户需求和市场环境，提高产品的市场竞争力。
商品化设计与商业模式创新
商品化设计不仅是产品设计本身的创新，还涉及到商业模式的创新， 如定价策略、销售渠道和品牌推广等。
机械优化设计方案三个案例
机械优化设计案例11.题目对一对单级圆柱齿轮减速器，以体积最小为目标进行优化设计。
2■已知条件已知数输入功p=58kw，输入转速n i=1000r/min，齿数比u=5，齿轮的许用应力［、：］H=550Mpa，许用弯曲应力［、］F=400Mpa。
3■建立优化模型3.1问题分析及设计变量的确定由已知条件得求在满足零件刚度和强度条件下，使减速器体积最小的各项设计参数。
由于齿轮和轴的尺寸(即壳体内的零件)是决定减速器体积的依据，故可按它们的体积之和最小的原则建立目标函数。
单机圆柱齿轮减速器的齿轮和轴的体积可近似的表示为：v =0.25 b(dj -d Zi) 0.25：b(d2 -d；2)-0.25(b -c)(D：2 -d：2)-rdoc 0.25 I(d； d；) 7二d； 8二d；2 2 2 2 2 2 2 2=0.2 5兀［m Z| b _d z初+m z u b _d z2b -0.8b(mzu -10m) +2.05bd；2-0.05b(mzu -10m—1.6d z2) +d；2l +28d； +32d；2］式中符号意义由结构图给出，其计算公式为d1= mz, d2= mz2D g2二umz「10md g2=1.6d z2,d0=0.25(口口乙—10m—1.6d z2)c =0.2b由上式知，齿数比给定之后，体积取决于b、Z1、m、I、d z1和d z2六个参数，则设计变量可取为x =［X1 X2 X3 X4 X5 X6】T二［b N m l d z1 d z2】T3.2目标函数为f (x^ 0.785398(4.75x1x|x f 85x1x2x3?-85x1x f 0.92x1x(? -x1x,20.8x1x2x3x6 -1.6x1x3x6 x j x；x j x；28x f 32x；)— min3.3约束条件的建立1）为避免发生根切，应有=17，得g i （x ） =17 -X 2 _0和最小值，一般取'min =0.9， max =1.4，得g 2（x ） =0.9 -X i （X 2X 3） _0g 3（x^X i （X 2X 3） -1.4-03）动力传递的齿轮模数应大于 2mm ，得 g 4（x ） =2 卞乞04）为了限制大齿轮的直径不至过大，小齿轮的直径不能大于d 1 max 彳得 g 5（x ） =x 2x -300 三 05）齿轮轴直径的范围：d zmin 亠d z‘d zmax 得 g 6（x ） =100 -X 5 一0g 7（x ） % -150 岂 0g 8（x ） =130 —X 6 乞 0g 9（x ） =X 6 -200 乞 06） 轴的支撑距离1按结构关系，应满足条件： 1 -b 2 ： min + 0.5d z2 （可取也 min =20），得910（乂）=片 0.5X 6_X 4_40M 07） 齿轮的接触应力和弯曲应力应不大于许用值，得K Cp . <b <® min — . — max2 ）齿宽应满足 ddn 和Fax 为齿宽系数'd 的最大值g ii (x) =1468250.(X 2X 3 .. x i ) -550 - 0g 12(x)=70982n 鼻 2 -400 一012 x 1x 2x 2(0.169 0.6666 10 x 2 -0.854 10 x |) 943(x)=7098 2 2 4 2 -400乞0x 1x 2x 3(0.2824 0.177 10 x 2 -0.394 10_x 2)8） 齿轮轴的最大挠度 F ax 不大于许用值[门，得g 14（x ） = 117.04x ：. （x 2x 3x ；）-0.003x 4 _ 09） 齿轮轴的弯曲应力；w 不大于许用值N ]w ，得2.85X 10 x 4)2+2.4工1012 _5.5 兰 0 4■优化方法的选择由于该问题有 6个设计变量，16个约束条件的优化设计问 题，采用传统的优化设计方法比较繁琐，比较复杂，所以选用 Matlab 优化工具箱中的fmincon 函数来求解此非线性优化问题， 避免了较为繁重的计算过 程。
算法实践教学设计案例(3篇)
第1篇一、背景随着信息技术的飞速发展，算法在各个领域的应用越来越广泛。
为了培养学生的算法思维和编程能力，提高学生的综合素质，我国高校纷纷开设了算法课程。
然而，传统的算法教学方式往往过于理论化，学生难以将理论知识与实践相结合。
为了解决这一问题，本文提出一种基于项目驱动的算法实践教学设计案例。
二、教学目标1. 让学生掌握基本的算法设计方法，包括分治法、贪心法、动态规划法等。
2. 培养学生的编程能力，使学生能够熟练运用编程语言实现算法。
3. 提高学生的团队合作能力，使学生能够与团队成员有效沟通，共同解决问题。
4. 增强学生的创新意识，使学生能够针对实际问题提出新的解决方案。
三、教学内容1. 基本算法设计方法：分治法、贪心法、动态规划法等。
2. 编程语言：Python、Java、C++等。
3. 项目驱动：设计并实现一个具有实际应用背景的算法项目。
四、教学过程1. 项目选题与需求分析教师根据学生的专业背景和兴趣，选取一个具有实际应用背景的算法项目。
例如，设计一个在线图书馆系统，实现图书借阅、归还、查询等功能。
教师引导学生分析项目需求，明确项目目标。
2. 算法设计与实现（1）分治法：以图书借阅功能为例，将图书按照类别进行划分，然后对每个类别分别进行借阅操作。
（2）贪心法：以图书归还功能为例，根据图书归还时间排序，优先归还最早归还的图书。
（3）动态规划法：以图书查询功能为例，采用动态规划法实现关键词搜索，提高查询效率。
（4）编程实现：教师引导学生使用Python、Java、C++等编程语言实现算法，并进行调试和优化。
3. 团队合作与沟通教师将学生分成若干小组，每组负责项目的一个模块。
小组成员之间进行沟通，明确各自的任务和责任。
教师定期组织小组会议，了解项目进展，解决团队协作中的问题。
4. 项目测试与评价教师组织学生进行项目测试，确保项目功能的完整性和稳定性。
同时，对学生进行评价，包括编程能力、算法设计能力、团队合作能力等方面。
现代设计方法课后习题答案第三章
3.1 可靠性：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。
可靠度：产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的概率。
可靠度计算方法：R(t)=(N-n(t))/N3.2失效率：产品工作t 时刻尚未失效（或故障）的产品，在该时刻t 以后的下一个单位时间内发生失效（或故障）的概率。
λ（t ）=0lim N t →∞∆→()()[()]n t t n t N n t t+∆--∆ 关系: R(t)= ()t t dt o e λ-⎰ 3.3早期失效期：失效率开始由很高的数值急剧地下降到一个稳定的数值。
正常运行期：失效率低且稳定，近似为常数。
损耗失效期：失效率随工作时间增加而上升。
常用分布函数：二项分布 F(r ≤k)=0k r n r c =∑r n r p q -泊松分布 F(t ≤k) =0!r k r r e μμ-=∑指数分布 F(t)=1-t eλ- 正态分布F(x)= 22()2()x x dx x e μσ---∞-∞<<∞⎰对数正态分布F(x)=21()20(0)1y y y dx x μσ-->⎰ 威布尔分布 F(x)=1-()x e βγη--3.4(1)可靠性设计和常规设计的主要区别在于，可靠性设计把一切设计参数都视为随机变量（1）传统设计方法是将安全系数作为衡量安全与否的指标，但安全系数的大小并没有同可靠度直接挂钩，这就有很大的盲目性，可靠性设计与之不同，她强调在设计阶段就把可靠度直接引进到零件中去，即由设计直接确定固有的可靠度。
（2）传统设计方法是把设计变量视为确定性的单值变量并通过确定性的函数进行运算，而可靠性设计则把设计变量视为随机变量并运用随机方法对设计变量进行描述和运算。
（3）在可靠性设计中，由于应力s 和强度c 都是随机变量，所以判断一个零件是否安全可靠，就以强度c 大应力s 的概率大小来表示。
（4）传统设计与可靠性设计都是以零件的安全或失效作为研究内容，两者兼有密切的联系，可靠性设计是传统设计的延伸与发展3.5 (1)最大可能的工作应力都要小于零件的可能的极限强度。
(整理)常用现代设计10大方法
常用现代设计十大方法一）计算机辅助设计(CAD-Computer Aided Desi gn)利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作。
简称CAD。
在工程和产品设计中，计算机可以帮助设计人员担负计算、信息存储和制图等项工作。
在设计中通常要用计算机对不同方案进行大量的计算、分析和比较，以决定最优方案；各种设计信息，不论是数字的、文字的或图形的，都能存放在计算机的内存或外存里，并能快速地检索；设计人员通常用草图开始设计，将草图变为工作图的繁重工作可以交给计算机完成；由计算机自动产生的设计结果，可以快速作出图形显示出来，使设计人员及时对设计作出判断和修改；利用计算机可以进行与图形的编辑、放大、缩小、平移和旋转等有关的图形数据加工工作。
CAD能够减轻设计人员的劳动，缩短设计周期和提高设计质量。
发展概况20世纪50年代在美国诞生第一台计算机绘图系统，开始出现具有简单绘图输出功能的被动式的计算机辅助设计技术。
60年代初期出现了CAD的曲面片技术，中期推出商品化的计算机绘图设备。
70年代，完整的CAD系统开始形成，后期出现了能产生逼真图形的光栅扫描显示器，推出了手动游标、图形输入板等多种形式的图形输入设备，促进了CAD技术的发展。
80 年代，随着强有力的超大规模集成电路制成的微处理器和存储器件的出现，工程工作站问世，cad技术在中小型企业逐步普及。
80 年代中期以来，C AD技术向标准化、集成化、智能化方向发展。
一些标准的图形接口软件和图形功能相继推出，为CAD 技术的推广、软件的移植和数据共享起了重要的促进作用；系统构造由过去的单一功能变成综合功能，出现了计算机辅助设计与辅助制造联成一体的计算机集成制造系统；固化技术、网络技术、多处理机和并行处理技术在CAD中的应用，极大地提高了C AD系统的性能；人工智能和专家系统技术引入CAD，出现了智能CAD技术，使CAD系统的问题求解能力大为增强，设计过程更趋自动化。
图形创意 3表现手法
03 图形创意的表现手法 共生图形应用
印度动物保护组织公益广告 —— 总有空间领养动物
03 图形创意的表现手法 共生(正负)图形应用
蛇 老鼠 鸟
/
北极熊 海狮
/
鲸鱼 乌贼
/
鹰兔
国家地理频道广告 —— 捕食者与猎物
03 图形创意的表现手法
莫里茨·科内利斯·埃舍尔 Maurits Cornelis Escher(1898-1972) 荷兰板画家 因绘画中的数学性而闻名
Futinct
Part
03
图形创意表现手法
• 肖似形 • 置换图形 影子图形 • 同构图形 • 共生图形 正负图形
• 延异图形 • 矛盾图形 • 积聚图形 • 名著 卡通 文字
03 图形创意的表现手法
4 共生图形
共生图形也叫正负图形。图底共 生图形是指两个互无关系的生物通过 结合而产生新的形态。共生图形形与 形之间共用一些部分或轮廓线，相互 借用、相互依存，二者缺一不可，当 一方消失时另一方也就无法存在。
Part
03
图形创意表现手法
• 肖似形 • 置换图形 影子图形 • 同构图形 • 共生图形 正负图形
• 延异图形 • 矛盾图形 • 积聚图形 • 名著 卡通 文字
03 图形创意的表现手法
6 矛盾图形
超现实主义
将人们所熟悉的、合理的和固定 的程序，移植于逻辑混乱的荒诞反常的 图形中，即为矛盾图形。矛盾图形把现 实中的不可能变为可能，能够造成视觉 上的无尽趣味或深意。
图形创意的表现手法大师案例03电影盗梦空间图形创意的表现手法大师案例03莫比乌斯带德国数学家莫比乌斯mobius17901868骑士horseman1946莫比乌斯iimobiusii1963图形创意的表现手法大师案例03罗杰彭罗斯rogerpenrose1931至今数学物理学家彭罗斯三角矛盾图形创始人埃舍尔图形创意的表现手法大师案例03图形创意现代设计矛盾图形应用03做别人不能做的工作图形创意的表现手法矛盾图形应用03rrubiksccube魔方广告图形创意的表现手法矛盾图形摄影03davolopart03图形创意表现手法?置换图形影子图形?解构重构?同构图形?共生图形正负图形?延异图形?矛盾图形?积聚图形?名著卡通文字77积聚图形联想象征积聚图形是指将形体的某一个部分增多或者主体图形是有许多种物形构成的一个整体
《C语言程序设计：现代方法（第2版）》第3章格式化输入输出
《C语⾔程序设计：现代⽅法（第2版）》第3章格式化输⼊输出⽬录第3章格式化输⼊/输出在探索难以实现的问题时，问题本⾝的简单性只会使情况更糟。
scanf函数和printf函数是C语⾔编程中使⽤最频繁的两个函数，它们⽤来格式化输⼊和输出。
正如本章要展⽰的那样，虽然这两个函数功能强⼤，但要⽤好它们却不容易。
3.1节描述printf函数，3.2节则介绍scanf函数。
但是这两节的介绍都不完整，完整的细节将留到第22章中介绍。
3.1 printf函数printf函数被设计⽤来显⽰**格式串（format string）的内容，并且在该串中的指定位置插⼊可能的值。
调⽤printf函数时必须提供格式串，格式串后⾯的参数是需要在显⽰时插⼊到该串中的值：printf(格式串, 表达式1, 表达式2, ...);显⽰的值可以是常量、变量或者更加复杂的表达式。
调⽤printf函数⼀次可以打印的值的个数没有限制。
格式串包含普通字符和**转换说明（conversion specification），其中转换说明以字符%开头。
转换说明是⽤来表⽰打印过程中待填充的值的占位符。
跟随在字符%后边的信息指定了把数值从内部形式（⼆进制）转换成打印形式（字符）的⽅法，这也就是“转换说明”这⼀术语的由来。
例如，转换说明%d指定printf函数把int型值从⼆进制形式转换成⼗进制数字组成的字符串，转换说明%f对float型值也进⾏类似的转换。
格式串中的普通字符完全如在字符串中出现的那样显⽰出来，⽽转换说明则要⽤待显⽰的值来替换。
思考下⾯的例⼦：#include <stdio.h>int main() {int i, j;float x, y;i = 10;j = 20;x = 43.2892f;y = 5527.0f;printf("i = %d, j = %d, x = %f, y = %f\n", i, j, x, y);return 0;}这个printf函数调⽤会产⽣如下输出：i = 10, j = 20, x = 43.289200, y = 5527.000000格式串中的普通字符被简单复制给输出⾏，⽽变量i、j、x和y的值则依次替换了4个转换说明。
中国近现代以人为本的设计案例
中国近现代以人为本的设计案例摘要：一、以人为本的设计理念概述1.以人为本的设计理念的定义2.以人为本的设计理念的重要性3.以人为本的设计理念在中国的历史渊源二、中国近现代以人为本的设计案例1.上海展览中心2.北京大兴国际机场3.成都天府广场三、案例分析1.上海展览中心的设计理念及特点2.北京大兴国际机场的设计理念及特点3.成都天府广场的设计理念及特点四、结论1.中国近现代以人为本的设计案例的启示2.以人为本的设计理念在未来的发展趋势正文：一、以人为本的设计理念概述以人为本的设计理念，是一种将人的需求、情感和体验放在首位的设计方法。
它强调在设计过程中，充分考虑人的因素，以满足人的需求为出发点，实现人与空间的和谐共生。
以人为本的设计理念不仅是现代设计的趋势，也是人类文明进步的体现。
在中国，以人为本的设计理念得到了广泛的应用和传承。
从古代的宫殿建筑、园林设计，到现代的城市规划、建筑设计，都充分体现了以人为本的设计思想。
随着中国近现代设计的快速发展，以人为本的设计理念得到了更加深入的贯彻和实践。
二、中国近现代以人为本的设计案例1.上海展览中心上海展览中心是中国近现代以人为本的设计案例之一。
这座建筑位于上海市中心，以其独特的造型和功能，成为上海市的标志性建筑之一。
上海展览中心的设计充分考虑了人的需求和体验，以其开阔的广场、优美的园林、现代化的展览设施，为人们提供了一个舒适、愉悦的参观环境。
2.北京大兴国际机场北京大兴国际机场是中国近现代以人为本的设计案例之二。
这座机场位于北京市大兴区，是世界上最大的单体航站楼之一。
大兴国际机场的设计理念充分体现了以人为本的思想，以其便捷的交通组织、舒适的候机环境、高效的行李处理系统，为旅客提供了优质的服务。
3.成都天府广场成都天府广场是中国近现代以人为本的设计案例之三。
这座广场位于成都市中心，是成都市的政治、文化、商业中心。
天府广场的设计理念以人为本，以其开阔的空间、丰富的绿化、完善的功能，为市民提供了一个宜人的休闲环境。
现代设计方法(李思益)章 (3)
第3章 创造及创新设计方法
（1）间接性。这里的间接性是指凭借其它信息的触发， 或通过已有知识和信息来认知没有直接感知的或根本不能感知 的事物，并预见和推知事物的发展进程和结果。例如，科学家 感知到了万物之间存在一定的吸引力，但通过思维活动后，才 得出了万有引力定律和公式。
（2）概括性。概括性是指它能略去不同类型事物之间表 面的、具体的差异，从中抽象出共同本质或特征并加以反映描 述。例如，材料或机械零件的强度计算公式就是人们分析、计 算、概括、提炼出来的适应不同材料、结构、工作性能要求的 设计计算准则。
形象思维灵活、新奇，抽象思维严密，发挥各自的优势并 综合运用可获得创新型的成果。
第3章 创造及创新设计方法
2．发散思维与收敛思维 围绕问题的各种信息，从不同方向和角度出发，从多方面 寻求问题的各种可能的解法的思维方式称为发散思维。发散思 维具有流畅（反映敏捷，快速想出各种解法）、灵活（触类旁 通，不受思维定势约束）和独特（打破常规，有特色）等特点。 发散思维是创造性思维的基本形式之一，是创造的出发点。常 用的发散思维方法有横向、纵向、逆向、分合、颠倒、质疑、 对称等。 在大量设想或多种方案的基础上，能提出一到两个被公认 为最好的方案的思维方式称为收敛（集中）思维，它是一种采 用比较、筛选、组合、论证、综合、归纳等进行的思维活动。
第3章 创造及创新设计方法
3.２ 思维类型及其特点 3.２.1 思维的定义及特点 不同学科对“思维”这个概念有着不同的定义。例如，恩 格斯从哲学角度认为：思维是物质的运动形式。心理学认为： 思维是人脑对客观现实概括和间接的反映，它反映的是事物本 质和内部规律。思维科学认为：思维是发生在人脑中的信息交 换。综合对思维的各种各样的解释，可给思维这样一个定义： 思维是人脑对客观现实的反映，是人脑对所接受和已储存的来 自客观世界的信息进行有意识或无意识、直接或间接的加工处 理，从而产生新信息的过程。思维具有如下特点：
现代设计方法习题答案
现代设计方法习题答案现代设计方法习题答案在现代设计方法的学习过程中，习题是非常重要的一环。
通过习题的解答，我们可以更好地理解和掌握设计方法的核心概念和技巧。
下面我将为大家提供一些现代设计方法习题的答案，希望能对大家的学习有所帮助。
习题一：什么是用户中心设计（User-Centered Design）？请简要描述其核心原则。
答案：用户中心设计是一种以用户为中心的设计方法，旨在满足用户的需求和期望。
其核心原则包括以下几点：1. 理解用户需求：通过调研和用户访谈等方法，深入了解用户的需求和期望，为设计过程提供指导。
2. 设计可用性：在设计过程中，注重用户体验和界面的易用性，确保用户能够轻松地理解和操作设计产品。
3. 迭代设计：设计过程是一个循序渐进的过程，需要不断地与用户进行反馈和交流，不断改进和优化设计。
4. 多学科合作：用户中心设计需要与不同领域的专家进行紧密合作，包括用户研究人员、交互设计师、视觉设计师等，以确保设计的全面性和有效性。
习题二：请解释什么是信息架构（Information Architecture），并举例说明。
答案：信息架构是指在设计过程中对信息进行组织和分类的过程。
它关注的是如何使用户能够轻松地找到所需的信息，以及如何将信息以一种有序和易于理解的方式呈现给用户。
举个例子，假设我们正在设计一个电子商务网站。
在信息架构的过程中，我们需要考虑如何将商品分类，如何将不同的商品属性进行组织和展示，以及如何设计搜索功能等。
通过合理的信息架构，用户可以快速找到所需的商品，并且能够清楚地了解每个商品的特点和价格。
习题三：请解释什么是情感设计（Emotional Design），并说明其在产品设计中的作用。
答案：情感设计是一种注重用户情感体验的设计方法。
它通过设计产品的外观、交互和功能等方面，来引发用户的情感共鸣和情感连接。
在产品设计中，情感设计起到了至关重要的作用。
它可以提升用户对产品的好感度和满意度，从而增加用户的忠诚度和购买意愿。
现代设计方法案例
学生学号实验报告成绩研究生课程实验报告课程名称现代设计方法实践与案例开课学院专业班级姓名指导教师2015 年 1 月15 日基于ABAQUS的联轴器有限元分析摘要：本文介绍了一种CAE有限元分析软件ABAQUS，通过ABAQUS有限元分析软件对一种典型的机械零件——联轴器进行有限元模拟仿真，最后得到联轴器的静态模型分析，并总结了联轴器保护的合理化建议。
关键词：联轴器；ABAQUS ；静态模型1. ABAQUS简介ABAQUS 被广泛地认为是功能最强的有限元软件，可以分析复杂的固体力学结构力学系统，特别是能够驾驭非常庞大复杂的问题和模拟高度非线性问题。
ABAQUS 不但可以做单一零件的力学和多物理场的分析，同时还可以做系统级的分析和研究。
ABAQUS的系统级分析的特点相对于其他的分析软件来说是独一无二的。
由于 ABAQUS优秀的分析能力和模拟复杂系统的可靠性使得 ABAQUS 被各国的工业和研究中所广泛的采用。
ABAQUS 产品在大量的高科技产品研究中都发挥着巨大的作用。
真实世界的仿真是非线性的,ABAQUS包括一个丰富的、可模拟任意几何形状的单元库。
并拥有各种类型的材料模型库，可以模拟典型工程材料的性能，其中包括金属、橡胶、高分子材料、复合材料、钢筋混凝土、可压缩超弹性泡沫材料以及土壤和岩石等地质材料。
ABAQUS为用户提供了广泛的功能，且使用起来又非常简单。
包括高度非线性问题，用户只需提供一些工程数据，像结构的几何形状、材料性质、边界条件及载荷工况，就可以得到结果。
2.联轴器ABAQUS静态模型分析2.1联轴器功能基础联轴器是用来联接不同机构中的两根轴（主动轴和从动轴）使之共同旋转以传递扭矩的机械零件。
在高速重载的动力传动中，有些联轴器还有缓冲、减振和提高轴系动态性能的作用。
联轴器由两半部分组成，分别与主动轴和从动轴联接。
一般动力机大都借助于联轴器与工作机相联接。
其主要损坏形式是以振动和冲击造成的磨损和疲劳变形等。
现代设计方法基础(第3章)
现代设计方法基础，孟宪颐，高振莉，刘永峰
第三章 优化设计
3．5无约束优化设计方法
3点函数 迭代方向判断
现代设计方法基础，孟宪颐，高振莉，刘永峰
第三章 优化设计
3．5无约束优化设计方法
3．5．2 变尺度法
1、多元函数的泰勒展开
(k) T (k) (k) 1 F( X ) Φ( X ) = F( X )+ F( X ) X X + X X A( X ) X X 2 (k) (k) (k) T (k)
在机械设计中，目标函数主要根据设计准则建立，例如： 在机构优化中，运动误差，主动力、约束反力的最大值等可以设 定为目标函数。 在结构优化中，重量、效率和可靠性等可以设定为目标函数。 在产品设计中，成本、价格和寿命等可以设定为目标函数。
现代设计方法基础，孟宪颐，高振莉，刘永峰
第三章优化设计
第三章优化设计
3．1 概述 1.基本思想
现代优化设计方法是从上个世纪60年代发展起来的，其核心内 容是数学规划和计算机技术，优化方法可以从众多设计方案中 找到最完善也是最合理的设计， 可以同时改善设计质量和提高 效率。
2.实际效果
1)一级减速器优化。某单位对在各种工程和设备中广泛使用的一级 减速器进行优化设计后，其重量减轻了12%。这对于减速器这样 大批量生产和使用的基本设备来说，其经济效益和社会效益是 非常巨大的。
现代设计方法基础，孟宪颐，高振莉，刘永峰
第三章优化设计
3．1 概述
5.简例3-2---角支架设计
F
H
b
D
d
现代设计方法基础，孟宪颐，高振莉，刘永峰
第三章优化设计
3．1 概述
6.简例3-3---装载机翻斗机构设计
现代设计史(三、设计的功能与形式)
• 因为渠道不到位而加速灭亡 的典型产品是健力宝的“第 五季”。
• 一改运动饮料路线，健力 宝大手笔地进军时尚休闲型 饮料，五种包装一时让消费 者眼花缭乱。健力宝用3000 余万买断央视“2002世界杯 赛事独家特约播出”权，用 狂轰乱炸的广告吸引眼球， 这种做法也一时达到了目的。 消费者纷纷到饮料零售终端 想要购买“第五季”。然而 产品名气的飙升快于销售布 局的增长。健力宝的销售网 络和营销队伍都没有相应跟 上，终端铺货和管理都不到 位，消费者知道买不到。就 这样，不等与外部竞争者直 接厮杀，“第五季”的销售 体系先自乱阵脚。
• ⑶肌理要素（由设计本身的材料决定的） • 3、装饰与形式 装饰有两种现象： （1）是在物体表面附加某些 东西使其赏心悦目 （2）本身呈现出 一种装饰性
装饰与形式的关系：
P42
• 三、功能与形式的转换 • 1、功能定位 • （1）实用功能的定位 • （2）审美功能的定位
• 2、形式转化 • （1）实用形式之间的变化 • （2）审美形式之间的演化 • （3）实用形式向审美形式的转化
二、设计形式
1、功能与形式 功能重要还是形式重要？
例子：买椟还珠
秦伯嫁女
●设计中，功能与形式的关系:
一个产品的功能决定他的实用性，而形式则是对他的外 观的美化。产品必须先有一定的功能作用，才会有实用 价值，而外观则是影响人们的购买欲望的审美观，所以 形式必须追随功能，功能是主，形式是次，不可喧宾夺 主，也不可只追求功能抛开形式，所以我们提倡设计的 功能 与形式要相互统一，相辅相成。
设计的功能与形式
• 一、设计功能 • 设计功能可分为：实用功能、认知功能、审美功
能 • 1、实用功能包括： • ⑴产品的Байду номын сангаас术性能（关系到产品的价位） • ⑵产品的环境性能（关系到产品的使用） • ⑶产品的使用性能（关系到人们是否愿意购买）
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区间缩短
多维无约束优化方法
鲍威尔法
最速下降法
共轭梯度法
牛顿法
变尺度法
最速下降法
函数的方向导数：
梯度：函数变化率最大的方向
迭代公式：
迭代方向：
迭代步长：一维优化 收敛：
牛顿法
Ф(X)存在极值的条件：
• 迭代公式： • 搜索方向： • 步长：1 • 收敛：
阻尼牛顿法
多维约束优化方法
数学模型：
优化方法
数值迭代搜索： 在相邻的设计点间不断做一系列定向的设计改变（搜 索）而找出相对最优点。
优化设计的数值计算方法
解析法 下降迭代算法 它是根据目标函数的变化规律，以适当的步长沿 着能使目标函数值下降的方向，逐步向目标函数值 的最优点进行授索，逐步逼近到目标函数的最优点 或直至达到最优点。
单通道离心泵
涡流泵
射流泵
4.其它功能分解 5.组合功能分解，实现总动能
优化设计
优化设计： 借助最优化数值计算方法和计算机技术求取工程问题的最 优设计方案。 ① 建立数学模型 ② 采用适当的最优化方法求解数学模型。 机械优化设计： 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（约束）范围内，以机械系统的性 能和经济型等为优化对象，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的一种现代设计方法。
下降迭代法：
收敛判断
当设计变量在相邻两点之间的移动距离已充分小时，可用 相邻两点的向量差的模作为终止迭代的判据——点距准则：
当相邻两点目标函数值之差已达充分小时，即移动该步后目 标因数值的下降量已充分小时，可用两次迭代的目标函数值 之差作为终止判据——值差准则，即
收敛判断
当迭代点逼近极值点时，目标函数在该点梯度的模将变 得充分小，故目标函数在迭代点处的梯度的模达到充分 小时亦可作为终止迭代的判据(要求目标函数一阶偏导数 存在)——梯度准则，即
目标函数与设计变量之间的关系
3.约束条件
约束条件：对设计变量取值时的限制条件。
设计空间中的约束面和约束线
4.数学模型
在满足给定的约束条件下，选取适当的设计变量X， 使得目标函数F(X)达到最优值，其数学表达式——数学模 型。
例：要用薄钢板制造一体积为5m3的汽车或向，由于运输的货 物长度不小于4m。为了使耗费的钢板最少并减少质量，应如 何选取或向的长、宽和高。 目标函数： 约束条件：
2.功能分解 （扩展构思，建立功能系统图）
功能原理设计（确定各个功能元的原理方案）
1.功能元求解（功能载体）
功能——工作原理——功能载体
（1）参考有关资料、专利或相似产品 求解 （2）利用各种创造性方法开阔思路， 探寻解法。
（3）利用设计目录求解
设计目录
机构选型解法目录
2.作用原理的组合（形态矩阵法）
一维优化
1.单峰区间
进退法：
黄金分割算法：
黄金分割算法： 缩短次数——
收敛准则——
迭代次数： 第一轮迭代：
第二轮迭代：
精度校验：
二次差值法
二次插值法利用目标函数在单峰区间[a，b]的两个端点和 其间一点(三个点)，构成一个与目标函数数相接近的二次 插值多项式，以该多项式的极小点作为区间缩小中比较 函数值的另一点，以将单峰区间逐步缩小，直至满足精 度要求时迭代终止。
全局最优解和局部最优解
多维有约束非线性优化方法
多维有约束线性优化方法
线性规划的标准形式：
矩阵形式：
不等式：引入松弛因子
数学模型：
• 标准形式：
优化设计工具
MATLAB（MATrix LABoratory）是由美国mathworks 公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式 程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵 计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模 和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗 环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效 数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方 案。
齿轮泵:齿轮泵是依靠泵缸与啮合齿轮间所形成的工作容 积变化和移动来输送液体或使之增压的回转泵
螺杆泵:是依靠泵体与螺杆所形成的啮合空间容积变 化和移动来输送液体或使之增压的回转泵
离心泵离心泵是利用叶轮旋转而使水产生的离心力来工作的。水泵在启 动前，必须使泵壳和吸水管内充满水，然后启动电机，使泵轴带动叶轮 和水做高速旋转运动，水在离心力的作用下，被甩向叶轮外缘，经蜗形 泵壳的流道流入水泵的压水管路。
流量：10~70L/s
压力升高：0.5~0.25MPa 市场需求：600台/年 另外：防止堵塞、可靠性高、噪音小、避免气味扩散。
（2）确定开发任务书 流量：40L/s 压力升高：1.6MPa 此规格可期望销售200台/年 初型泵完成日期为： 年 月
（3）明确任务要求
① 水位测量 ② 过程控制 ③ 能量转换 ④ 产生压差
（4）拟定设计要求 1.功能分析 ① 水位测量 ② 过程控制 ③ 能量转换 ④ 产生压差
2.确定主要分功能的解法原理（产生压差）
“产生压差”的解法原理
容积式泵是指利用泵缸内容积的变化来输送液体的泵。
能量通过力的作用，周期性地向1个或1个以上的移动式 有效附件的界面、液体——相当于容积施加，导致压力直 接上升，达到输送液体通过阀门或管件直至排出管线所 需压力的装置。
（1）相容性：分功能必须相容，否则不予组合。
（2）优先选用分功能较佳的解。
（3）剔除不满足设计要求和约束条件的解或不满意解。
设计实例——废水泵设计
1.明确设计任务 （1）需求分析与调研 河道污染已成为严重的公害，因此有必要将工厂、家庭 的污水引到集水池，再由废水泵送给净化装置。根据市 场分析，需要下列范围工作的泵：
优化问题的数学描述
1.设计变量 设计变量： 在设计过程中进行选择并最终确定的各项独立参数称 为设计变量。 总体布置尺寸、元件的几何尺寸、材料的力学和物理 特性……. 维数：设计变量的数目。
2.目标函数 目标函数： 将追求的设计目标（最优指标）用设计变量的函数形 式表达出来。
多目标函数：
优选设计变量使 目标函数达到最 优值（极值）的 过程。
现代设计方法案例 3现代设计理Βιβλιοθήκη 与方法应用方案的系统化设计
主要设计要求
功能分析
功能：对于某一产品的特定工作能力的抽象化描述，是一个技 术系统在以实现某种任务为目标时，其输入量和输出量之 间的关系。 功能分析：确定总功能，将总功能分解为分功能，并用功能结 构来表达分功能之间的相互关系的过程。
1.总功能分析（抽象构思、建立黑箱模型）