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基于仿生特征的产品曲面形态设计研究

作　者: 陆健
导　师: 陈炳发
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 设计艺术学
关键词: 仿生设计曲面形态仿生特征特征生长法
分类号: TB472
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 65次
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内容摘要

由于现代工业设计和制造技术的发展,曲面在各种产品形态设计中得到了大量的应用。提出有效的产品曲面形态设计方法具有重要的研究意义和实用价值。本文通过对产品曲面形态创新设计方法的研究和分析,总结和归纳出了基于仿生特征的产品曲面形态设计方法,并将方法的研究结果通过具体曲面形态产品的设计实践进行了验证。1)研究了仿生在现代产品设计应用中的相关研究和应用情况,归纳了产品仿生设计方法的优越性,并结合产品仿生应用实例,分析了产品仿生形态的设计流程。2)归纳了曲线、曲面的构建和设计技术,对工程曲面构建的要点进行了重点归纳。另外,对逆向工程技术及其设计流程进行了研究,为产品仿生曲面形态设计提供了技术参考。3)提出了基于仿生特征的产品曲面形态设计方法,该方法是以仿生设计学为基础的,融合了形态语意法和特征生长法的综合创新设计方法。通过结合产品仿生形态设计的案例,本论文分析归纳了方法的设计原则、流程和运用手段。4)依据提出的产品曲面形态设计方法的设计原则和设计流程,对飞行器仿生形态进行了设计实践,并对曲面建模的程序和结果进行了分析。通过对直观仿生特征和抽象仿生特征的分别运用,验证了仿生特征曲面形态设计方法的可行性和操作性,维护了本方法设计实践体系的完整性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
图、表清单  9-12
第一章绪论  12-17
  1.1 研究背景  12-13
    1.1.1 产品曲面形态设计发展  12
    1.1.2 产品仿生形态设计发展  12-13
  1.2 研究现状  13-14
    1.2.1 曲面技术的应用现状  13
    1.2.2 仿生设计方法的研究现状  13-14
  1.3 研究内容与论文结构  14-17
    1.3.1 研究内容  14-15
    1.3.2 论文结构  15-17
第二章产品仿生设计  17-25
  2.1 仿生设计学  17
  2.2 产品形态仿生  17-20
    2.2.1 形态仿生的优越性  17-18
    2.2.2 产品设计中形态仿生的运用  18-20
  2.3 产品仿生形态设计的流程  20-24
    2.3.1 产品形态设计的一般流程  20
    2.3.2 产品仿生形态设计的一般流程  20-22
    2.3.3 产品仿生形态设计流程实例分析的——奔驰仿生车  22-24
  2.4 本章小结  24-25
第三章产品曲面形态的造型技术  25-32
  3.1 曲面形态的构建  25-29
    3.1.1 曲面构建基础——曲线  25-26
    3.1.2 按构建方式的曲面分类  26-27
    3.1.3 曲面构建的主要方法——NURBS 方法  27-28
    3.1.4 曲面形态建模的要点  28-29
  3.2 曲面形态的逆向设计  29-31
    3.2.1 逆向工程技术的内容  29-30
    3.2.2 曲面逆向设计流程  30
    3.2.3 曲面形态质量的分析  30-31
  3.3 本章小结  31-32
第四章基于仿生特征的产品曲面形态设计  32-59
  4.1 仿生特征  32-36
    4.1.1 仿生特征的简化与提取  32-34
      4.1.1.1 特征简化的含义  32-33
      4.1.1.2 特征简化的方法  33-34
    4.1.2 仿生特征的分类  34-35
    4.1.3 产品仿生特征的认知  35-36
  4.2 仿生特征形态设计方法的提出与创新基础  36-49
    4.2.1 方法的提出  36
    4.2.2 方法创新基础之一——形态语意法  36-40
      4.2.2.1 产品形态语意  36-37
      4.2.2.2 产品形态语意的理解  37-38
      4.2.2.3 形态语意法的设计流程  38-39
      4.2.2.4 形态语意法的运用实例——“扇”形电吹风  39-40
    4.2.3 方法创新基础之二——特征生长法  40-49
      4.2.3.1 特征生长法的设计思想  40-41
      4.2.3.2 产品形态的特征元素及其分析  41-46
      4.2.3.3 设计案例中特征生长法的运用  46-49
  4.3 仿生特征形态设计方法的原则  49-51
    4.3.1 人因功能原则  49
    4.3.2 品牌风格原则  49-51
  4.4 仿生特征形态设计方法的流程  51-58
    4.4.1 设计对象的调研  52-53
    4.4.2 自然原型的选取  53
    4.4.3 自然原型的分析  53-54
    4.4.4 仿生特征的提取  54-56
      4.4.4.1 特征提取的选择  54
      4.4.4.2 仿生线特征  54
      4.4.4.3 线特征的提取与设计流程  54-56
    4.4.5 仿生特征方法的运用  56-58
      4.4.5.1 直观仿生特征的运用  56
      4.4.5.2 抽象仿生特征的运用  56-58
  4.5 本章小结  58-59
第五章基于仿生特征设计方法的飞行器仿生设计  59-78
  5.1 飞行器形态设计与空气动力学  59-60
  5.2 飞行器的形态分析  60-63
    5.2.1 飞行器的一般形态  60-62
    5.2.2 飞行器的概念形态  62-63
  5.3 运用直观仿生特征的飞行器形态设计  63-70
    5.3.1 方案提出与设计背景  63-65
      5.3.1.1 “海燕”两栖变翼飞机  63-64
      5.3.1.2 地效飞行器的设计背景知识  64-65
    5.3.2 自然原型与特征提取  65-67
      5.3.2.1 自然原型的选取  65
      5.3.2.2 自然原型的形态分析  65-66
      5.3.2.3 仿生线特征的提取  66-67
    5.3.3 方案曲面形态的建模  67-69
    5.3.4 “海燕”方案的形态设计说明  69-70
  5.4 运用抽象仿生特征的飞行器形态设计  70-77
    5.4.1 方案提出与设计背景  70-72
      5.4.1.1 “太阳鸟”仿生无人机  70-71
      5.4.1.2 无人机的设计背景知识  71-72
    5.4.2 自然原型与特征提取  72-73
    5.4.3 基于形态意象的抽象仿生特征  73-74
    5.4.4 方案曲面形态的建模  74-76
    5.4.5 “太阳鸟”方案的形态设计说明  76-77
  5.5 本章小结  77-78
第六章总结和展望  78-80
  6.1 工作总结  78-79
  6.2 研究展望  79-80
参考文献  80-82
致谢  82-83
攻读硕士学位期间发表的学术论文和研究成果  83

基于仿生特征的产品曲面形态设计研究

内容摘要

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