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基于AD和TRIZ的自行车概念创新设计方法研究

作　者: 候磊
导　师: 芮延年
学　校: 苏州大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 公理设计理论 TRIZ理论自行车概念创新设计方法
分类号: U484
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

近年来,世界各国大力提倡低碳、节能、环保概念,自行车这一项历史悠久的机械产品,又一次迎来了它辉煌发展的时期。目前,自行车设计的发展趋势已经逐步转为多品种、小批量、个性化、市场反应快。如何在最短的时间内开发出符合市场客户需求的自行车产品,成为自行车生产销售企业生存与发展的关键。目前,国内外针对自行车创新方法的研究主要是从稳定性与结构型研究到参数化设计方面发展。大多数自行车产品设计者都还视其为传统的机械产品,依旧采用传统机械产品设计方法对自行车产品进行概念设计,过分依赖设计者自身的经验。本文针对自行车概念创新设计问题,通过对公理设计(AD)和发明问题解决原理(TRIZ)这两种新型创新设计理论方法的学习研究,将两者有机组合起来,同时结合自行车产品概念设计要求,构建了基于AD和TRIZ的自行车概念创新设计方法。方法利用AD在总体设计和流程分析上的系统性优势,以及TRIZ理论在产品设计和解决具体矛盾问题上的强大功能,将两者组合起来,来获得自行车概念设计方案。课题采用C#作为开发环境语言,SQL Server 2008数据库,开发了一套自行车概念创新设计软件系统,为自行车创新设计搭建了一个快捷实用的概念创新设计平台。本文主要研究工作如下:第一章绪论阐述了课题来源和研究意义,同时对国内外相关创新设计方法以及自行车产品创新设计现状进行了分析研究,确定了使用公理设计和TRIZ理论作为自行车概念创新设计的理论基础,构造基于AD和TRIZ的自行车概念创新设计方法研究课题。第二章自行车理论基础通过对各类别自行车产品的用途分析,对自行车进行了模块化划分,明确各个模块的主要功能及用途;同时,构建了自行车简化模型,对自行车进行了静力分析和力矩分析,得到了一般自行车的运动方程。在此基础上,进一步对自行车用户(骑行者)的基本功能需求进行划分。第三章AD与TRIZ组合自行车创新设计方法的构建简要介绍了公理设计(AD)和发明问题解决原理(TRIZ),以及两者的主要工具。对两者进行了比较分析,找出两者的共同点和差异。结合自行车产品的实际情况,将公理设计理论和TRIZ理论相结合,构建了针对自行车产品的概念创新设计方法模型。第四章基于AD与TRIZ的自行车概念创新设计软件使用C#作为开发环境语言,采用SQL Server 2008作为数据库,根据构建的AD和TRIZ理论组合理论模型,开发了一套自行车概念创新设计软件系统。为自行车创新设计提供了一个设计平台。第五章创新设计实例本章从一个实际的自行车用户的客户需求出发,讲述了新构建的自行车创新设计软件系统的应用方法与技巧。第六章总结和展望总结了前面几章的主要研究内容,提出了课题研究过程中的一些问题和以后的发展方向。本课题主要创新点如下:⑴将公理设计理论和TRIZ理论有机结合,构建了基于两者组合的自行车概念创新设计模型;⑵使用C#和SQL Server 2008作为软件工具,开发了一套自行车产品的概念创新设计软件系统。

全文目录

中文摘要  4-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-18
  1.1 课题来源及研究意义  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-17
    1.2.1 通用机电产品创新设计方法  11-15
    1.2.2 自行车产品创新设计方法  15-17
  1.3 本文主要研究内容  17-18
第二章自行车理论基础  18-36
  2.1 自行车的分类  18-20
  2.2 自行车的结构  20-22
  2.3 自行车的数学模型  22-26
  2.4 自行车的运动分析  26-31
    2.4.1 自行车的力分析  27-28
    2.4.2 自行车的力矩分析  28-31
    2.4.3 自行车的运动方程  31
  2.5 自行车类别与骑行分析  31-35
  2.6 本章小结  35-36
第三章 AD 与TRIZ 组合自行车创新设计模型  36-54
  3.1 起源与现状  36-37
    3.1.1 公理设计理论(AD)  36
    3.1.2 发明问题解决原理(TRIZ)  36-37
  3.2 AD 基本原理  37-42
    3.2.1 设计域  37-38
    3.2.2 分解、迭代和映射  38-39
    3.2.3 设计公理  39-42
  3.3 TRIZ 基本原理及方法  42-45
    3.3.1 TRIZ 理论的核心思想和基本特征  42-44
    3.3.2 TRIZ 理论解决问题的流程  44-45
  3.4 公理设计与TRIZ 理论的比较研究  45-46
    3.4.1 理论立足点  45
    3.4.2 相关概念和工具的比较  45-46
  3.5 AD 与TRIZ 理论组合自行车创新设计模型  46-53
  3.6 本章小结  53-54
第四章基于AD 与TRIZ 的自行车概念创新设计软件  54-64
  4.1 开发工具简介  54-56
    4.1.1 程序设计语言—C#  54-55
    4.1.2 数据库—SQL Server 2008  55-56
  4.2 系统实现  56-63
    4.2.1 系统框架构成  56
    4.2.2 客户需求模块  56-58
    4.2.3 TRIZ 理论工具模块  58-62
    4.2.4 最终方案模块  62-63
  4.3 本章小结  63-64
第五章创新设计实例  64-74
  5.1 确定功能需求  64-66
  5.2 TRIZ 工具  66-72
  5.3 最终方案生成  72-73
  5.4 本章小结  73-74
第六章总结与展望  74-76
  6.1 总结  74-75
  6.2 展望  75-76
参考文献  76-79
攻读学位期间本人出版或公开发表的论著、论文  79-80
附录  80-88
致谢  88-89

基于AD和TRIZ的自行车概念创新设计方法研究

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