包装结构优化设计的策略分析

包装结构优化设计的策略分析
包装结构优化设计的策略分析

包装结构优化设计的策略分析(概要)

学号 201114312

姓名王蒙

负责教师李正军

沈阳航空航天大学

2011年9月

包装结构优化设计的策略分析(概要)

摘要:

当下,在社会不断发展的大时代背景下。产品的包装问题越来越受到社会的重视,其中科学性、合理性要素越来越受到人们的重视。在人们越来越关注包装设计的同时,包装结构优化的设计不仅可以减轻材料的重量,降低消耗与制造的成本,并且可以提升产品品质与性能。

关键词:包装设计结构优化策略

一、包装设计及其发展沿革

包装设计即指选用合适的包装材料,运用巧妙的工艺手段,为包装商品进行的容器结构造型和包装的美化装饰设计。从中可以看到包装设计的三大构成要素即外形要素、构图要素、材料要素。当下,包装设计的发展越来越重视的是这三个要素。

包装的主要作用有二:其一是保护产品;其二是美化和宣传产品。包装设计的基本任务是科学地、经济地完成产品包装的造型、结构和装潢设计。新的时期,在美化和宣传产品的基本作用下,越来越重视的是产品的科学性、经济性。[1]

二、包装结构优化设计

结构优化设计定义是工程结构在满足约束条件下按预定目标求出最优方案的设计方法。虽然这个定义广泛应用于理工学科。但是,之于包装结构优化设计,同样可以进行理论的指导,是指针对产品的特性,进行包装结构上的合理升级,寻求包装上的最合理方案配置。在这方面的应用我们可以看到的应用有纸浆模塑包装的应用纸浆模塑。作为一种新型的缓冲材料,正在以不可替代的优势迅速发展。由于它具有无污染、无公害、可回收利用,质量轻、易加工、成本低、废弃物易回收处理等特性,符合当今社会提倡环保的要求。因此,作为新型绿色缓冲包装材料.纸浆模塑制品有着广阔的市场前景。[2]

三、针对包装结构优化设计的策略

社会不同领域的发展,已经渗透到了包装设计的不同方面。针对社会不断发展的大背景,我们总结出以下策略:

1.分析产品特性,采取复合产品特性的包装结构

针对不同的产品属性,应该采取不同的材料和特殊的设计结构,譬如现在流行的蛋形结构的设计,其形体的包装受到制约,所以我们针对其结构设计了纸浆模塑的包装结构;

2.汲取多领域成果,斟酌包装策略

产品的包装设计到多领域,比如食品的包装,包装材质的食品安全性是否达标;易碎物品的包装,设计的减震功能是否合理等。这些多专业、多领域的知识,需要涉及到物理、化学、生物等多方面知识。

3.注意包装结构的合理性

当下产品包装已经不仅作为单纯的包装产品的属性,其更是被赋予了一种额外的

附加值。这样的包装产品在市场上的流通,虽提升了产品包装的品质。但是,也造成了额外的过度包装浪费。这在月饼的包装上体现比较深刻,过度包装不仅仅是浪费资源,同时会涉及到其他领域。似于包装界的罗可可,无所不用其技。

4.提倡自然与生态的包装策略

节能减排,是当下社会一个较响亮的口号。同样在包装中,更加体现的是这样一种原生态的包装理念。自然的、仿生的设计抬头,开始浮出水面。以北欧、日本的包装为开头,设计出了一系列,推崇自然,崇尚自然的包装产品设计。这也得益于两个地域自然的理念。我国在最近几年也开始提倡这样的设计,这样的包装设计开始抬头。自然地,也就是简单、质朴的,其结构也就能够得到优化。

5.结构优化的同时优化“文化”的结构

产品包装的设计,设计师往往会在里面加入文化历史的内涵,文化历史的概念应当在产品的包装中得到体现,但是包装概念是为产品而服务的,应当注意产品包装文化结构的优化,适当的体现产品的文化属性,是产品包装应该贯彻实施的理念。

物质经济的继续发展为包装的发展提供了很好的发展前提,但这也如同一把双刃剑,应该以设计的眼光发现问题,分析产品的属性、特质,汲取其他领域的一些成果来丰富产品的包装,兼具考虑安全、合理的属性,设计出优化合理的包装结构。

[1]《ANSYS在包装结构优化设计中的应用研究》,白小兰

[2]《纸浆模塑在运输包装中的缓冲结构优化设计术》,傅妍、杨延梅、包装与食品机械2007年第25卷第1期

包装和包装设计策略分析

在如今的设计界,突现个性理念、展示深层内涵已日益成为设计中必不可缺的核心精神。而在与商业市场连接最紧密的设计领域之一---包装设计,如今其发挥的作用也已不满足于仅仅扮演商品保护者的角色,全球一体化的进程,越来越成熟的理性消费群以及各类技术的迅猛发展,造就了新时代的包装设计理念,以下便是我对于包装设计现状的一些思考。 一、包装的作用 1、促销 美国有人做过一项调查:进入商店买东西的顾客,有60%左右会改变初衷。这种改变,很大程度上是包装造成的。虽然现代社会,消费者的信息来源很多,但在实地购买时,包装对其购买行为的影响最直接、最强烈。非凡是在自选商场,消费者可以直接接触商品,当他们穿梭于琳琅满目的商品丛中,包装的推销作用是可想而知的。 有人曾经做过一项实验,把同样的洗涤剂装入几种商标和造型不同的包装物中,让消费者试用,结果他们认为这是几种质量不同的洗涤剂。这项实验说明,商标和包装造型能够起到突出商品特性的作用。 扩大差距的结果,是使消费者对某种商品形成较为固定的印象---商标或包装印象。商标或包装印象使商品的个性特征有了具体的形象,商品因此更具魅力。 2、“微型广告” 广告的作用无非是使消费者知道并了解某种商品,从而引发他们的购买欲望。为此广告要使商品显露在消费者面前,通过吸引、劝说和诱导影响消费者的购买行为。包装无疑具有广告最基本的显露功能。这就使它有可能成为一种非凡的广告。虽然不能直接劝说和诱导消费者,但是设计良好的包装能够通过其显露功能,紧紧地抓住消费者的注重力,默默地影响消费者的购买行为。 3、商品特色的“放大镜”

商品有什么特色,不亲自用一用、尝一尝是不易了解的。所以对于许多商品,尤其是新产品来说,让人们了解其特色就成为企业面临的一个重要问题。包装可以通过引人入胜的造型,以及印刷在包装上的图片和文字,突出商品的特色,使消费者在接触到商品的一刹那便对所售商品有一个大致的了解。 4、营销策略的显现 一个设计良好的包装,以一种物化的形式体现着一个企业的营销策略。企业的目标市场、企业所采用的产品价格和分销策略都在包装上有所体现。假如企业的目标市场是收入较低的消费者,那么包装宜朴实,不宜过分华丽,否则目标顾客不敢问津;假如产品要树立一个高质量的形象,包装首先必须是高质量的。 5、包装可以带来安全感 商品包装最原始、最基本的功能是保护商品,防止商品破损、渗漏、腐烂变质等。随着经济的发展,市场观念的变化,包装的这种保护功能本身也发生了变化。它通过带给消费者安全感发挥促销作用,对于那些易破损、易渗漏和易霉变的商品尤其如此。 二、包装设计需要具备的策略 1、一致性包装策略 企业将其所生产的产品,在包装外型上融入一致性因素,使消费者易于辨认或联想到是同一家企业的产品,可以借以提高或壮大企业的声势。非凡当新产品上市时,采用这种包装策略,可以利用企业已有商品的声誉,增强消费者对新产品的信任感和认同感。采用这种包装策略,一般以企业重点产品的商标或包装印象为一致性因素。 2、配套包装策略 将数种关联性很强的产品组合在一起包装,一起出售,以便于消费者配套购买。如市面上推出的便携式礼品咖啡,将咖啡、伴侣和小钢勺同置于一个包装盒,就为消费者选购礼品带来

传统图案与现代包装设计

传统图案与现代包装设 计 Company number:【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】

摘要:在现代包装设计中寻求属于自己民族的传统元素,传统性和现代性合理融合,在传承的基础上有所创新,显现出深厚的人文艺术价值。传统图案与现代包装设计的完美结合,不但符合中国人民的审美习惯,也能体现出中华民族所具有的独特艺术魅力。对于传统文化的继承并非抄袭,它需要在深刻领悟后,进行一种提炼和概括,通过这些传统的图形和元素与现代生活有机的融汇在一起,并很好的得到体现和应用,形成具有中国特色的包装艺术作品,给人们增添艺术美感和文化内涵,从而提升了产品的价值。? 关键词:传统图案;现代包装设计;运用;体现? 一、前言? 传统的图案设计在中华传统艺术中有着悠久的历史,题材丰富,底蕴深厚,在现代包装设计中发挥着极其重要的作用。尤其当前在包装设计中寻求属于自己民族的传统元素,将传统性和现代性合理融合,开创多元化的包装设计潮流,是新一代设计师们所面临的课题。只有在深入领悟中国传统文化艺术精神的基础上,兼收并蓄,融会贯通,才能打造出符合新时代的具有民族特色的现代化设计。? 二、中国传统图案? 中国传统图案始于原始社会的彩陶图案,已有六、七千年的历史。可分为原始社会图案、古典图案、民俗图案、少数民族图案。? 原始社会图案是指从原始社会流传下来的图案。以西安半坡、马家窑等遗址出土的彩陶图案为代表。有人物、动物、植物、编织纹、几何纹以及原始宗教纹样等,造型拙稚,风格质朴生动。?

古典图案是古代流传下来而有典范性的图案。主要有:商周时期的青铜图案;战国时期漆器、金银器等图案;秦汉时期的瓦当、画像砖等图案;南北朝时期石窟装饰图案;唐代唐三彩陶器、印染等图案;宋代瓷器、刺绣等图案;元代雕漆、织金锦等图案;明清时期青花瓷器、景泰蓝、玉器等图案,它们在艺术上都各具特色。? 民俗图案是在人民群众中创作并流传的具有民间风格和地方特色的图案。主要有剪纸、刺绣、蓝印花布等图案。? 少数民族图案是少数民族在长期生产和生活中创造并流传的具有本民族特色的图案。例如:蒙古族、藏族、维吾尔族的地毯图案,苗族、布依族的蜡染图案等。? 现代包装设计,强调的是设计的装饰性,同时大胆采用鲜艳的色彩及醒目的文字,主张从传统文化中吸收素材,追求一种风趣、幽默之感。以中国传统图案为代表的中华元素,以其独特而浓郁的民族特质,已成为现代包装设计的一大重要来源。在现代包装设计中,以现代的设计手法表现传统文化,并将各个层面去粗取精地应用到具体的现代包装设计中,赋予现代包装以非物质文化在功能。? 三、传统图案在现代包装运用中的艺术性与文化性体现? 现代包装设计要想把传统图案的精华融入进去,设计出具有民族性和时代性的现代包装作品,设计师们必须要对中国传统图案进行深入的学习和了解,剖析其产生的历史背景、内在含义、设计思路和手法等。好的包装设计应与其本土文化相联系,在传承传统的基础上有所创新,显现出深厚的人文艺术价值。传统图案与现代包装设计的完美结合,不但符合中国人民的审美习惯,也

社会研究方法课程设计

社会研究方法课程设计

社会研究方法 课程设计调查报告 调查题目:关于地铁站路边摊问题的调查调查地点:北京市通州区梨园城铁站 调查对象:梨园站出站的乘客 调查时间:2012年8月27日 晚高峰期间19:00—21:00

班级:行政1002 姓名:吕铮 学号:2010012341 【内容提要】 近些年来,随着地铁的发展,路边摊成为地铁站周边一道别致的风景线:麻辣烫,铁板烧,臭豆腐,鸡蛋灌饼等,为众多上班族所钟情。我们在享受到路边摊带来便利的同时,也应该注意到路边摊的危害。卫生问题是首先需要的问题。除此之外,路边摊的存在对市政市容造成了一定的影响,也影响到了道路的正常通行。然而这种路边摊的取缔却是很难的。且不说他们流动性强,走到哪儿都可以买,就路边摊的制作也并不复杂,因此取缔路边摊难以有效执行。就政府管理而言,面对路边摊的存在不应该一味的取缔、没收,而是应该统一规范的对路边摊进行管理,同时提高路边摊的卫生规格。这样不仅使路边摊有了一席之地,使它的存在合法化,又能使市民享受到路边摊带来的便利,同时也使路边摊主有了一定的收入,既美化了市容又使摊主与顾客都能获利。 街头食品业在向城市人口、尤其是许多发展中国家城市人口提供方便、低廉食品方面发挥着重要作用;受到化学和微生物病原体污染的街头食品被视为食物源疾病的重大诱因;环境卫生不佳、设施不足和食品处理不当是街头食品的主要风险因素;增强摊贩对保障食品安

全所需遵循的基本原则和措施的认识是降低街头食品卫生风险的一项最具成本效益的办法。(本段文字援引世界卫生组织《关于增强街头摊贩食品安全的基本措施》一文) 【关键词】 路边摊危害管理合法化 【调查过程与方法】 近年来,路边摊成为地铁站、车站附近的特色,路边摊的种类也越来越丰富。路边摊的存在为上班族提供了便利,可以免去他们工作一天之后还要回家做饭的麻烦。丰富的种类、低廉的价格,使得路边摊的市场不断扩大,随之而来就是路边摊所带来的问题。众所周知,路边摊最大的问题就是食品安全问题,且不说地沟油、亚硝酸盐会给人身带来什么样的危害,灰尘、反复使用的竹签、一次性筷子等都难以保证安全。为了了解路边摊的存在情况以及往来乘客对路边摊的看法,我于2012年8月27日晚高峰期间(19:00—21:00)来到八通线梨园站,对出站乘客做关于路边摊的随机调查。调查内容主要包括:乘客对路边摊的态度,路边摊的危害以及路边摊主的态度。本次调查共有28人接受访问,现将其中7人的访问内容整理出来: 【被访问者1:上班族】 路边摊的存在已经很长时间了,但是一直没有城管来取缔,路边摊的存在确实给我们带来了便利,它价格低廉,种类繁多,可以省去我们下班之后做饭的麻烦。关于卫生问题吧,我觉得这些东西都不算很干净,但是不是经常吃就没什么问题吧。再说那么多人都吃呢,怎

优化设计在材料中的应用

复合材料结构稳定性约束优化设计 纤维增强复合材料结构, 以高的比强度和比刚度, 在航空航天领 域得到了广泛的应用。许多空天结构的设计, 均利用复合材料结构特殊的屈曲特性, 以达到提高稳定性和降低结构重量的目的, 如机身、航天器的承力筒、直升机地板等。复合材料具有较强的可设计性, 可通过优化铺层参数, 如层数和纤维铺设角, 提高结构的临界屈曲载荷, 在满足稳定性要求的前提下减轻结构重量。有关复合材料结构稳定性优化以及稳定性约束优化的研究不断发展, 如文献[ 1] 研究了层合板临界屈曲载荷的优化方法及灵敏度分析方法, 文献[ 2] 通过引入层合板刚度矩阵求解过程的中间变量,对屈曲载荷进行了优化; 近年来遗传算法也逐渐被应用于该问题, 扩大了研究对象的结构形式范围,提高了优化设计的效率。但是, 多数复合材料稳定性方面的优化工作采用的是确定性的优化设计方法, 即不考虑材料及载荷的不确定性, 得到的优化结果濒临失效边界, 难以满足结构的可靠性要求。纤维增强复合材料, 材料性能离散度大, 工作环境复杂, 各向异性的特点使其对载荷相当敏感。20 世纪90 年代, 设计者们逐渐意识到不确定性因素给复合材料结构带来的影响[ 3], 因此复合材料结构的可靠性优化设计越来越多地受到工程界的重视, 并开展了相关研究。文献[ 4, 5] 基于层合板临界屈曲载荷的解析表达式, 构建极限状态方程, 计算结构的失效概率。但是, 工程实际中的结构通常需要使用有限元等方法进行结构分析, 缺少显式的极限状态函数, 造成可靠度计算困难。对此, 一些学者提出了结构可靠性分析的响应面 法, 使 可靠度计算得以简化,并且一般能够满足工程精度

结构优化设计的综述与发展

结构优化设计的综述与 发展 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

结构优化设计的综述与发展 摘要:结构优化设计,就是在计算机技术等高科技手段的支持下,为了提升机械产品的性能、工作效率,延长机械产品的工作寿命,对机械产品的尺寸、形状、拓扑结构和动态性能进行优化的过程。这是机械行业发展的必然要求,也是信息时代的必然要求。结构优化设计,必须在保证机械产品满足工作需要的前提下,通过科学的计算来实行。文章将简单对结构优化设计的发展状况进行介绍,列举几种优化设计方法,以及讨论未来优化的发展情况。 关键词:结构优化设计发展优化设计方法 1 结构优化设计 结构优化简单来说就是在满足一定的约束条件下,通过改变结构的设计参数,以达到节约原材料或提高结构性能的目的。结构优化设计通常是指在给定结构外形,给定结构各元件的材料和相关载荷及整个结构的强度、刚度、工艺等要求的条件下,对结构进行整体和元件优化设计。结构优化设计一般由设计变量、约束条件和目标函数三要素组成。评价设计优、劣的标准,在优化设计中称为目标函数;结构设计中以变量形式参与的称为设计变量;设计时应遵守的几何、刚度、强度、稳定性等条件称为约束条件,而设计变量、约束函数与目标函数一起构成了优化设计的数学模型。结构优化的目的是让设计的结构利用材料更经济、受力分布更合理。 结构优化设计根据设计变量选取的不同可以分为截面(尺寸)优化、形状优化、拓扑优化三个层次。尺寸优化是选取结构元件的几何尺寸作为设计变量,例如,杆元截面积、板元的厚度等等[1]。而形状优化是选取结构的内部形状或者是节点位置作为设计变量。拓扑优化就是选取结构元件的有无作为设计变量,为0-1型逻辑型设计变量。 2 结构优化设计研究概况与现状 结构优化设计最早可以追溯到17世纪,伽利略和伯努利对弯曲梁的研究从而引发了变截面粱形状优化的问题。后来Maxwell和Michell提出了单载荷仅有应力约束条件下最小重量桁架结构布局的基本理论,为系统地分析结构优化理论作出了重大的贡献。然而长期以来,由于缺乏高速可靠的计算手段和理论,结构优化设计一直无法获取较大发展。 到上世纪六十年代,有限元技术借助于计算机技术,得到了极大的发展。1960年Schmit在求解多种载荷情况下弹性结构的最小重量问题时,首次在结构优化中引入入数学规划理论,并与有限元方法结合应用,形成了全新的结构优化思想,标志着现代结构优化技术的开始[2]。 1973年Zienkiewicz和Campbell[3]在解决水坝的形状优化问题时,首次以节点坐标作为设计变量,在结构分析方面使用了等参元,在优化方法上使用了序列线性规划的方法。其后,众多的学者在此基础上,逐渐发展形成了使用边界形状参数化方法描述连续体边界的方法,即采用直线、圆弧、样条曲线、二次参数曲线、二次曲面、柱面等方式来描述边界。 1982年,Iman提出了设计元法。该方法把结构分成若干子域,每个子域对应一个设计元。设计元由一组控制设计元几何形状的主节点来描述,接着选择一组设计变量来控制主节点的移动。该方法可以有效地减少设计变量,但也存在网格畸形的缺点。 1986年Belegundu提出了基于自然设计变量和形状函数的形状优化方法[4]。他选择了作用在结构上的假想载荷等一系列自然变量,把由假想载荷产生的位移加到初始

包装设计思路及技巧

包装设计思路及技巧 前记:作为5P中的一P,包装设计的重要性不言而喻;然而,包装设计的工作却并非放了LOGO、外加产品图片那边简单——相反,一款成功的包装设计是环环相扣严密构思+艺术性创造和再现的结果。 且结合成功的包装设计和过往的经验,整理下包装设计的过程和以及如何进行重点环节把控——同时,为简单起见,该文中的包装设计仅指包装标签或包装画面上的设计。 一、包装设计过程: 整体上,包装的设计过程分为三部分: Step 1:结合推出新包装的目的、产品定位和利益、目标消费者、行销策略,并在分析老包装和竞品包装的基础上,确定包装的表现重点;在此之后根据表现重点,确认表现角度。 常见的开发新包装的目的包括:配方优化、增大容量、行销配合和新产品开发。若是前三者,则其创作会相对简单,只需在原包装上进行相应的信息添加和置换即可。如在包装正面增加配方升级的图标;添加大包装的促销信息(如是开发家庭装,则新包装上一般会体现家庭装、更优惠、更满足的信息——如果粒橙2.5L装的包装信息;若只是添加了一点,如牙膏类的,常在一头提示增加了多少G或#%);行销配合方面常见的包括品牌信息更新(如代言人、赞助等)、促销活动(再来一瓶、13位号码对奖、集包装兑产品等)。 而新产品的开发部分,这一环节会复杂得多。但思考的指向应该是“通过包装,我需要让目标消费者感知到什么、感知到的第一印象是什么”——注意此处是指单纯地通过包装向消费者传达的内容而非这个产品(通过整体的行销)想向消费者传达的内容。 概括地讲,表现重点可分为三类:品牌、产品利益和消费者形象——“对于一些大的、有很高知名度的企业,我们可以用商标或品牌号为表现重点:具有自身特色或有某种特殊功能的产品或新产品的包装则可以用产品身身作为重点;一些对使用者我针对性强的商品包装可以以消费者为表现重点。”常见的,如可乐的包装上最明显的、甚至讲唯一可见的只是他的LOGO,因为对于可乐来说,产品上的包装只要消费者知道这是可乐的品牌即可,至于可乐代表什么、可乐的口味是什么、可乐的消费者是什么的可乐公司会通过其它行销手段来完成;而统一鲜橙多,整体的包装可以看成是一个重点展示产品的包装:大颗的鲜橙“座落”在包装上,显眼度远胜过其品牌名;再如酸酸乳类产品,包装的正面一般都是年龄人的画面,这则属于主要表现消费者类型的。当然,很多时候,整体的包装是三者或其中两者的平衡:如果粒橙在代言人广告期间,其包装常常一面展示产品、一面展示消费者。 那么,到底是应该选择展示三者中的哪个面呢?这个需依据公司整体的行销策略和产品的竞争环境来决定:前者会进行各种行销手段的职责分工,如包装实现什么、广告实现什么、促销实现什么等;后者决定了目前产品的竞争焦点何在,并进而影响包装的表现重点:如果市场的竞争是以品类为基础的,包装的重点一般是展示产品;如果产品的竞争上升至产品层面,对于产品差异点大的一般依会选择展示产品利益,

机械结构优化设计

机械结构优化设计 ——周江琛2013301390008 摘要:机械优化设计是一门综合性的学科,非常有发展潜力的研究方向,是解决复杂设计问题的一种有效工具。本文重点介绍机械优化设计方法的同时,对其原理、优缺点及适用范围进行了总结,并分析了优化方法的最新研究进展。关键词:优化方法约束特点函数 优化设计是一门新兴学科,它建立在数学规划理论和计算机程序设计基础上,通过计算机的数值计算,能从众多的设计方案中寻到尽可能完善的或最适宜的设计方案,使期望的经济指标达到最优,它可以成功地解决解析等其它方法难以解决的复杂问题,优化设计为工程设计提供了一种重要的科学设计方法,因而采用这种设计方法能大大提高设计效率和设计质量。优化设计主要包括两个方面:一是如何将设计问题转化为确切反映问题实质并适合于优化计算的数学模型,建立数学模型包括:选取适当的设计变量,建立优化问题的目标函数和约束条件。目标函数是设计问题所要求的最优指标与设计变量之间的函数关系式,约束条件反映的是设计变量取得范围和相互之间的关系;二是如何求得该数学模型的最优解:可归结为在给定的条件下求目标函数的极值或最优值的问题。机械优化设计就是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范围内,以机械系统的功能、强度和经济性等为优化对象,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一种现代设计方法,目前机械优化设计已广泛应用于航天、航空和国防等各部门。优化设计是20世纪60年代初发展起来的,它是将最优化原理和计算机技术应用于设计领域,为工程设计提供一种重要的科学设计方法。利用这种新方法,就可以寻找出最佳设计方案,从而大大提高设计效率和质量。因此优化设计是现代设计理论和方法的一个重要领域,它已广泛应用于各个工业部门。优化方法的发展经历了数值法、数值分析法和非数值分析法三个阶段。20世纪50年代发展起来的数学规划理论形成了应用数学的一个分支,为优化设计奠定了理论基础。20世纪60年代电子计算机和计算机技术的发展为优化设计提供了强有力的手段,使工程技术人员把主要精力转到优化方案的选择上。最优化技术成功地运用于机械设计还是在20世纪60年代后期开始,近年来发展起来的计算机辅助设计(CAD),在引入优化设计方法后,使得在设计工程中既能够不断选择设计参数并评选出最优设计方案,又可加快设计速度,缩短设计周期。在科学技术发展要求机械产品更新日益所以今天,把优化设计方法与计算机辅助设计结合起来,使设计工程完全自动化,已成为设计方法的一个重要发展趋势。 优化设计方法多种多样,主要有以下几种:1无约束优化设计法;无约束优化设计是没有约束函数的优化设计,无约束可以分为两类,一类是利用目标函数的一阶或二阶导数的无约束优化方法,如最速下降法、共轭梯度法、牛顿法及变尺度法等。另一类是只利用目标函数值的无约束优化方法,如坐标轮换法、单形替换法及鲍威尔法等。此法具有计算

机械结构优化设计

机械结构优化设计 ——周江琛 2013301390008 摘要:机械优化设计是一门综合性的学科,非常有发展潜力的研究方向,是解决复杂设计问题的一种有效工具。本文重点介绍机械优化设计方法的同时,对其原理、优缺点及适用范围进行了总结,并分析了优化方法的最新研究进展。关键词:优化方法约束特点函数 优化设计是一门新兴学科,它建立在数学规划理论和计算机程序设计基础上,通过计算机的数值计算,能从众多的设计方案中寻到尽可能完善的或最适宜的设计方案,使期望的经济指标达到最优,它可以成功地解决解析等其它方法难以解决的复杂问题,优化设计为工程设计提供了一种重要的科学设计方法,因而采用这种设计方法能大大提高设计效率和设计质量。优化设计主要包括两个方面:一是如何将设计问题转化为确切反映问题实质并适合于优化计算的数学模型,建立数学模型包括:选取适当的设计变量,建立优化问题的目标函数和约束条件。目标函数是设计问题所要求的最优指标与设计变量之间的函数关系式,约束条件反映的是设计变量取得范围和相互之间的关系;二是如何求得该数学模型的最优解:可归结为在给定的条件下求目标函数的极值或最优值的问题。机械优化设计就是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范围内,以机械系统的功能、强度和经济性等为优化对象,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一种现代设计方法,目前机械优化设计已广泛应用于航天、航空和国防等各部门。优化设计是20世纪60年代初发展起来的,它是将最优化原理和计算机技术应用于设计领域,为工程设计提供一种重要的科学设计方法。利用这种新方法,就可以寻找出最佳设计方案,从而大大提高设计效率和质量。因此优化设计是现代设计理论和方法的一个重要领域,它已广泛应用于各个工业部门。优化方法的发展经历了数值法、数值分析法和非数值分析法三个阶段。20世纪50年代发展起来的数学规划理论形成了应用数学的一个分支,为优化设计奠定了理论基础。20世纪60年代电子计算机和计算机技术的发展为优化设计提供了强有力的手段,使工程技术人员把主要精力转到优化方案的选择上。最优化技术成功地运用于机械设计还是在20世纪60年代后期开始,近年来发展起来的计算机辅助设计(CAD),在引入优化设计方法后,使得在设计工程中既能够不断选择设计参数并评选出最优设计方案,又可加快设计速度,缩短设计周期。在科学技术发展要求机械产品更新日益所以今天,把优化设计方法与计算机辅助设计结合起来,使设计工程完全自动化,已成为设计方法的一个重要发展趋势。 优化设计方法多种多样,主要有以下几种:1无约束优化设计法;无约束优化设计是没有约束函数的优化设计,无约束可以分为两类,一类是利用目标函数的一阶或二阶导数的无约束优化方法,如最速下降法、共轭梯度法、牛顿法及变尺度法等。另一类是只利用目标函数值的无约束优化方法,如坐标轮换法、单形替换法及鲍威尔法等。此法具有计算

现代商品的人性化包装设计

包装工稗PAcKAGINGENGTNEE砌Ncv01.26No6200512现代商品的人性化包装设计 谢春林 (重庆工学院,重庆400050) 摘要:针对现实包装中存在的误区,根据消费者的心理需求,提出了满足现代消费心理的人性化 包装设计思想,井具体讨论了现代商品的人性化包装设计的基本原则和具体措施。 关键词:商品;人性化;包装设计 中图分类号:J524.1文献标识码:B文章编号:1001—3563C2005)05—0208一02 Humanitypackagingdesignofmodemc咖modity 姗C^Mn0饥 (cho“gqjngInstituteofTechnolo舒,ch”gqin9400050,china) Abstract:Ajmi”gtothe皿jsunde辟fandj”弘ex】stjnpack西嘴desj印cuⅡEn£ly,曲er删lpi”gp岬一 chologicaldemalldsofthecnnsumers,thisanicl8p“协mrwardtheidea0fhum叽i【ypackagi“gd朗ign8nd discussedtheh船1。pdncipleandtheway8torealizeitindetails Keyw叫ds:commodi|y;hunlani‘y;Packagedesign 商品的人性化包装,简单的说就是要让消费者在与商品的接触中产生好感,体现商品的亲和力与美誉度,传递对消费者有益的产品信息,体现对消费者的理解和关怀。它作为终端销售利器,与直接的消费者进行~对一的沟通。 1背景 消费者的心理活动是极其微她的,人们往往凭自己的印象购买商品。商品包装对消费者的心理测试表明,美丽与丑陋,高雅与粗俗,关注与排斥,这些由于包装带来的心理上的情感,直接影响着购买行为。当今社会,个性化营销逐渐成为市场营销的主流模式,个性化的消费对商品包装设计也提出更高的要求。在产品高度同质化的今天,产品的包装也有”同形化”的现象,消费者关注的不是花哨的图画,而是自己的感情是否得到尊重、产品是否有亲和力,是否体现目标群体的品位和生活方式。这就要求设计师在设计包装日口要深入生活,注重对人情人性的把握,摸索包装设计与消费者心理活动的规律,从而提高包装设计的人性化效果,促使消费者产生购买商品的行动。些企业不适当地运用包装策略,片面追求商品的”包装效果”,使一些伪劣商品在精美的包装外衣下大行其道,极大地侵害了消费者的利益,没有做到商品包装的人性化。商品包装与商品本体之间,包装只是辅助手段,是矛盾的次要方面。在市场竞争中,商品本体仍是第一位的。商家在实施包装策咯时,~定要摆正包装与商品的关系,切忌”金玉其外,败絮其中”的欺骗性包装。紧密联系消费者的人性化需求,始终是企业关注的头等大事。 2)包装设计华而不实。这种情况是指商品包装超过了所需的程度,形成了不必要的包装保护或美化,其表现形式是耗用材料过多、分量过重、内部容积过大、体积过大、用料过档、装潢过华、成本过高等等,大大超过了保护、美化商品的要求,给消费者产生一种名不副实的感觉。这种过度包装不仅没有起到应有的美化、促销作用,相反却给消费者以累赘的感觉,产生逆反心理。而且过度包装会增加一些不必要的费用,抬高包装成本。充分利用包装的魅力来促销,是正当、合法、无可厚非的,但只有在包装适度的前提下,才能起到促销增值的作用。 3人性化包装设计的基本原则 2现代商品包装设计的误区 人性化包装设计和以消费者为中心的整合营销样,也存优美精致的包装可以为商品增色添辉,为商品的销售鸣锣在着4c组合:即客户的欲望和需求(customerneed)、满足需求开道,但在实施包装策略的过程中,要注意避免2个误区:的成本(c册t)、实现需求的便利性(convenjenee)、实现需求所1)片面追求商品的包装效果。很多企业不仅重视包装问需的沟通(communicati皿)。这些都将对人性化包装设计产生题,而且通过发掘”包装功能”,取得了显著的经济效益。但重要影响。 收稿日期:2005∞J9

结构优化设计在房屋结构设计中的运用

结构优化设计在房屋结构设计中的运用 发表时间:2019-04-04T09:06:49.333Z 来源:《建筑学研究前沿》2018年第34期作者:严明煜 [导读] 建筑行业的发展机遇与挑战共存,并且随着越来越多的建筑企业参与到市场竞争中,使得建筑行业的竞争也越发激烈。因此,如果建筑企业想要在暗流涌动的市场格局中争得一席之地,就必须要改进原有的建筑结构设计,优化设计技术水平。因此,当前对建筑结构设计中优化技术的研究是必不可少的。 严明煜 浙江东南建筑设计有限公司浙江杭州 310000 摘要:建筑行业的发展机遇与挑战共存,并且随着越来越多的建筑企业参与到市场竞争中,使得建筑行业的竞争也越发激烈。因此,如果建筑企业想要在暗流涌动的市场格局中争得一席之地,就必须要改进原有的建筑结构设计,优化设计技术水平。因此,当前对建筑结构设计中优化技术的研究是必不可少的。 关键词:建筑结构设计;优化技术;应用探讨 1建筑结构设计优化的概念、特点以及重要意义 所谓建筑结构设计优化,主要是指建筑在最初的设计之时,除了要保障房屋建筑等的施工安全性以及实用性,还要能够在基本满足人们最基本生活要求的同时,尽量保证房屋结构不仅美观,还要合理、舒适,使得房屋建筑具有安全性、适用性、经济性、科学性、美观等的综合性设计方案。一般建筑结构设计优化方法普遍具有以下几个特点:(1)建筑结构优化设计方法具有多样性和综合性的特点。(2)建筑结构优化设计方法是与艺术等审美标准相融合的设计,直观效果比较强。(3)建筑结构优化設计的安全系数得到了整体的提高。(4)建筑结构优化设计的适用性增强。(5)建筑结构优化设计能够体现当今时代的低碳要素,具有节能性和环保性。(6)建筑结构优化设计的经济化趋向愈来愈明显。(7)建筑结构优化设计在管理中更加简易、方便、快捷。(8)建筑结构优化设计具有科学性(9)建筑结构优化设计具有明显的创新意识、突破了传统的设计形式。建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用具有以下重要意义:建筑结构优化设计方法在房屋结构设计的应用中,是以优化房屋的结构、保障房屋建筑的质量及其安全为目的的。根据近年来我国城市建筑的发展趋势以及科学技术的发展情况来看,与传统的房屋设计相比,经过优化设计的建筑所采取的设计理念以及设计技术更为先进和科学,能够充分发挥房屋建筑建材的性能以及其设备的性能的优势,成本支出也更为低廉,从而实现企业利益的最大化。除此之外,建筑结构优化设计方法应用于房屋结构设计中,能够实现房屋建筑内部结构的协调和整合,有效提高房屋建筑的质量以及安全性。现代的建设结构优化设计方案和传统的建设房屋比较,运用设计方法后的建筑可以降低工程的建设投入成本和投资,提高建筑结构的优化方法,可以节省建设材料的使用,充分利用建设材料。 2结构设计优化技术在建筑结构设计中的步骤 2.1结构优化模型 房屋结构整体优化设计方法分以按3个步骤进行。首先,选择设计变量。一般把对设计要求起主要影响作用的参数作为设计变量,如目标控制参数(结构造价C1和损失期望C2)和约束控制参数(结构的可靠度PS);而将那些对设计要求来讲,变化范围不大或是根据结构要求或局部性的设计考虑就能满足设计要求的参数等作为预定参数,这可以大大减少设计、计算和编制程序的工作量;其次,确定目标函数。寻求一组满足预定条件的截面几何尺寸和钢筋截面积以及失效概率,从而使总费用最小;第三,确定约束条件。房屋结构基于可靠度优化设计的约束条件,则包括尺寸约束、结构强度约束、应力约束、变形约束、裂缝宽度约束、构件单元约束、结构体系约束、从正常使用极限状态下的弹性约束到最终极限状态的弹塑性约束、从可靠指标约束到确定性约束条件等。在设计中,要使结构优化设计应用于实际房屋结构工程,则是路房屋结构设计中实际的约束条件与目标约束条件相比较,保证各约束条件都符合现行规范的要求,以实现最优设计。 2.2设定优化设计计算方案 房屋结构基于可靠度的优化设计问题属于比较复杂的多变量、多约束非线性优化问题,一般情况下,在计算过程中,应转化问题求解,即将有约束优化问题转化为无约束问题。可以利用起来的优化设计计算方法有复合形法、拉氏乘子法、Powell法等。 2.3进行程序设计 根据基于可靠度的结构优化模型和选择的优化设计计算方法,编制功能齐全、运算速度快的综合程序。 2.4结果分析 对计算结果进行分析,确定最优设计方案。 在上述步骤的执行过程中,涉及的问题包括多个方面,所以要全方位、多角度地考虑。这主要是因为建设投资这项工程的耗资非常大,涉及到的情况非常多,所以,总法则和考虑必须综合进行,不能片面地追求资金的节约而不顾设计的优化作用。技术与经济之间存在一对矛盾,要能够正确处理,因为它是控制投资中至关重要的环节。因此,在设计中片面强调经济节约是不正确的,应满足技术上的相应要求,使项目达到相应的功能倾向,与此同时,要反对重视技术,轻经济、设计保守浪费的现象。 3建筑结构设计优化在房屋设计中的具体运用 3.1整体和布局的统一性 以湖南省某处建筑设计为例,建筑平面图如图1所示,在建筑设计过程当中,经常会运用到艺术建筑设计理念,在项目的整体性工程设计方面,需要对建筑设计和艺术性设计实施完美的结合。因此,在建设过程中需要充分地考虑到整体建筑项目风格以及对建筑环境的和谐统一。从另外一个角度上来进行分析,建筑的局部美和整体性设计上都需要进行和谐统一,不管是在走线的方式还是建筑给排水管道的铺设上,都需要以整体性和安全性为主要的设计原则,在充分的保证建筑安全性的前提下来进行美观性设计。 3.2建筑结构的优化设计 在建筑结构设计优化工作当中,需要充分考虑到建筑剪力墙的优化设计,在建筑优化设计过程中主要表现在对建筑的安全性能的保障方面。充分结合建筑设计的中心位置以及剪力墙的整体受力形式,尽可能降低剪力墙的设计指标,在降低建筑受力方面,需要重点考虑建

结构优化设计大作业(北航)

《结构优化设计》 大作业报告 实验名称: 拓扑优化计算与分析 1、引言 大型的复杂结构诸如飞机、汽车中的复杂部件及桥梁等大型工程的设计问题,依靠传统的经验和模拟实验的优化设计方法已难以胜任,拓扑优化方法成为解决该问题的关键手段。近年来拓扑优化的研究的热点集中在其工程应用上,如: 用拓扑优化方法进行微型柔性机构的设计,车门设计,飞机加强框设计,机翼前缘肋设计,卫星结构设计等。在其具体的操作实现上有两种方法,一是采用计算机语言编程计算,该方法的优点是能最大限度的控制优化过程,改善优化过程中出现的诸如棋盘格现象等数值不稳定现象,得到较理想的优化结果,其缺点是计算规模过于庞大,计算效率太低;二是借助于商用有限元软件平台。本文基于matlab软件编程研究了不同边界条件平面薄板结构的在各种受力情况下拓扑优化,给出了几种典型结构的算例,并探讨了在实际优化中优化效果随各参数的变化,有助于初学者初涉拓扑优化的读者对拓扑优化有个基础的认识。

2、拓扑优化研究现状 结构拓扑优化是近20年来从结构优化研究中派生出来的新分支,它在计算结构力学中已经被认为是最富挑战性的一类研究工作。目前有关结构拓扑优化的工程应用研究还很不成熟,在国外处在发展的初期,尤其在国内尚属于起步阶段。1904 年Michell在桁架理论中首次提出了拓扑优化的概念。自1964 年Dorn等人提出基结构法,将数值方法引入拓扑优化领域,拓扑优化研究开始活跃。20 世纪80 年代初,程耿东和N. Olhoff在弹性板的最优厚度分布研究中首次将最优拓扑问题转化为尺寸优化问题,他们开创性的工作引起了众多学者的研究兴趣。1988年Bendsoe和Kikuchi发表的基于均匀化理论的结构拓扑优化设计,开创了连续体结构拓扑优化设计研究的新局面。1993年Xie.Y.M和Steven.G.P 提出了渐进结构优化法。1999年Bendsoe和Sigmund证实了变密度法物理意义的存在性。2002 年罗鹰等提出三角网格进化法,该方法在优化过程中实现了退化和进化的统一,提高了优化效率。目前常使用的拓扑优化设计方法可以分为两大类:退化法和进化法。结构拓扑优化设计研究,已被广泛应用于建筑、航天航空、机械、海洋工程、生物医学及船舶制造等领域。 3、拓扑优化建模(SIMP) 结构拓扑优化目前的主要研究对象是连续体结构。优化的基本方法是将设计区域划分为有限单元,依据一定的算法删除部分区域,形成带孔的连续体,实现连续体的拓扑优化。连续体结构拓扑优化方法目前比较成熟的是均匀化方法、变密度方法和渐进结构优化方法。 变密度法以连续变量的密度函数形式显式地表达单元相对密度与材料弹性模量之间的对应关系,这种方法基于各向同性材料,不需要引入微结构和附加的均匀化过程,它以每个单元的相对密度作为设计变量,人为假定相对密度和材料弹性模量之间的某种对应关系,程序实现简单,计算效率高。变密度法中常用的插值模型主要有:固体各向同性惩罚微结构模型(solidisotropic microstructures with penalization,简称SIMP)和材料属性的合理近似模型(rational approximation ofmaterial properties,简称RAMP)。而本文所用即为SIMP插值模型。

国内包装设计现状(终审稿)

国内包装设计现状 文稿归稿存档编号:[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-

国内包装设计现状 班级 姓名 学号 国内包装设计现状 摘要:随着社会的进步与消费者对商品质量的要求提高,包装设计的作用逐渐从保护被包装的商品,防止损坏,便于运输以及储藏和消费者携带、美观大方、促进品牌的销售。有人认为,"每个包装设计都是一幅广告牌。"良好的包装能够提高新产品的吸引力,包装本身的价值也能引起消费者购买某项产品的动机。此外,提高包装的吸引力要比提高产品单位售价的代价要低。品牌包装设计应从商标、图案、色彩、造型、材料等构成要素入手,在考虑商品特性的基础上,遵循品牌设计的一些基本原则,如:保护商品、美化商品、方便使用等,使各项设计要素协调搭配,相得益彰,以取得最佳的包装设计方案。如果从营销的角度出发,品牌包装图案和色彩设计是突出商品个性的重要因素,个性化的品牌形象是最有效的促销手段。 关键词:设计现状发展趋势 正文 一、包装设计的概念?

包装是品牌理念、产品特性、消费心理的综合反映,它直接影响到消费者对购买欲。我们深信,包装是建立产品与消费者亲和力的有力手段。经济全球化的今天,包装与商品已融为一体。包装作为实现商品价值和使用价值的手段,在生产、流通、销售和消费领域中,发挥着极其重要的作用,是企业界、设计不得不关注的重要课题。包装的功能是保护商品、传达商品信息、方便使用、方便运输、促进销售、提高产品附加值。包装作为一门综合性学科,具有商品和艺术相结合的双重性。 包装设计是将美术与自然科学相结合,运用到产品的包装保护和美化方面,它不是广义的“美术”,也不是单纯的装潢,而是含科学、艺术、材料、经济、心理、市场等综合要素的多功能的体现。(1)包装造型设计 包装造型设计又称形体设计,大多指包装容器的造型。它运用美学原则,通过形态、色彩等因素的变化,将具有包装功能和外观美的包装容器造型,以视觉形式表现出来。包装容器必须能可靠地保护产品,必须有优良的外观,还需具有相适应的经济性等。 (2)包装结构设计? 包装结构设计是从包装的保护性、方便性、复用性等基本功能和生产实际条件出发,依据科学原理对包装的外部和内部结构进行具体考虑而得的设计。一个优良的结构设计,应当以有效地保护商品为首要功能;其次应考虑使用,携带、陈列、装运等的方便性;还要尽量考虑能重复利用,能显示内装物等功能。 三、包装设计的现状?

结构优化设计的几点应用

结构优化设计的几点应用 摘要:提出结构优化设计的概念,重点分析和推导了钢筋混凝土受弯构件造价最省的条件,可以为设计人员判断受弯构件的截面是否优化提供参考。 关键词:结构优化设计;钢筋混凝土受弯构件;造价 1. 引言 一般结构设计的流程按图一进行,结构选型、布置和截面等是设计师根据设计要求和实践经验,参考类似的工程设计确定的。设计中大量的工作都是对初步选定的设计方案进行校核,现行设计规范的表述模式一般是不等式,如,因此满足不等式的结构方案必定是无限多种的。在满足设计规范和使用要求的前提下,另外确定一个特定指标使其达到极大或极小(如造价最省、工期最短、自重最轻、梁高最小等),就是结构优化设计。

优化设计用数学的方法描述就是目标函数的极值问题。一个结构的设计方案是由若干个变量来描述的,这些变量可以是构件的截面尺寸,也可以是结构的形状布置,还可以是材料的力学或物理参数。结构设计的所有变量计为[X],结构设计必须满足建筑功能和设计规范的要求,也就

是所有的变量必须满足一定的约束条件: H(X)=0 G(X)≥0 设定的优化目标必定是[X]的函数F(X),F(X)→min(或max)所求的一组解[X0]就是最优化设计的解。 [X]的维数决定了优化设计的过程离开计算机是无法实现的,遗憾的是现阶段的结构设计软件除少数钢结构软件有构件截面的自动优选外,一般都没有引入优化设计的概念。因此现阶段可以操作的优化设计依然是电脑与人脑的结合,即所谓的概念设计,根据一定的经验指标判断计算结果是否已达优化,也就是如图二所示,在一般设计的流程中加入最优化的判断。 2. 结构优化设计的分类: 根据结构设计的流程,优化设计可以分为宏观优化和微观优化,宏观优化包括结构选型和结构布置的优化,微观优化主要是指杆件截面的优化。 结构选型的优化包括基础方案和上部结构的优化,结构选型的优劣直接决定了结构设计的质量,更多的依靠设计人的经验和能力,当复杂的问题超出经验的范围时,对不同的结构方案进行试算不失为一种可行的方法,这时忽略一些微观的因素,相当于大大降低了自变量[X]的维数,少量的计算比较就可以找到比较优化的结构选型。比如框架-筒体的超高层建筑,外框架可采用钢筋混凝土、钢管混凝土、型钢混凝土,可以加斜撑,也可以做加强层,在不能准确判断采用哪种方案的时候,逐一试算,比较钢材和混凝土的用量或其他目标函数,可以在较短的时间内

基于有限元分析的结构优化设计方法的研究_李曼丽

基于有限元分析的结构优化设计方法的研究 The research of a structure optimization design method based on FEA 李曼丽,杨志兵 LI Man-li ,YANG Zhi-bing (北京理工大学 机械与车辆学院工业工程研究所,北京 100081) 摘 要:提出一种新的结合有限元分析和参数化建模的结构优化设计方法,并利用单参数分析和多参数 分析进行阐述。在该方法中,首先建立产品的参数化FE模型,实现修改参数后自动更新产品模型并进行计算;其次利用二次开发设计用户界面,通过单参数分析评价各参数对产品结构性能的影响程度,通过多参数分析在修改两个参数的条件下,基于权衡研究找出产品结构最佳优化方案;最后提出一种根据权重评价多参数修改条件下的设计方案的思路。 关键词:结构优化设计;有限元分析;参数化FE模型 中图分类号:TH122;TP391.7 文献标识码:A 文章编号:1009-0134(2013)09(下)-0123-04Doi:10.3969/j.issn.1009-0134.2013.09(下).37 收稿日期:2013-05-21 作者简介:李曼丽(1990 -),女,河南周口人,硕士,研究方向为CAD/CAE 。 0 引言 如今,竞争日趋激烈的环境迫切需要企业快速开发出高质量的产品,为了在降低成本同时改善产品的性能,对产品进行结构优化设计是具有实际意义的。结构优化是在满足最优结构性能时能自动生成机械零件设计的一种方法,它能够在成本较低的情况下满足设计要求。最优结构性能可能是产品的质量较轻或者便于操作者使用[1] 。 在过去的一段时间内,很多学者对机械产品如液压挖掘机、飞机零件等的结构优化设计做了一些研究[2],验证了有限元分析(FEA )在分析产品结构性能时所体现的重要意义的意义。FEA 是对已知工作载荷和边界条件下的结构强度计算的最强大的一门技术。随着并行工程以及DFX 技术的发展,FEA 已成为设计过程中的关键步骤。最初FEA 只是用来在设计最后验证设计的合理性,现在已经应用到设计整个过程,尤其是在上游设计阶段[3]。 然而,传统用于结构优化的FEA 技术需要花费大量的时间,不能满足快速响应的需求,因此关于FEA 的进一步的研究目前引起了学术界的注意。Qiao L.H.等提出了一种基于工程仿真的混合优化设计方法,并以钳臂为例进行验证该方法[4]。通过总结前人的研究成果,其中一些研究也提出了参数建模方法,可以有效减少设计时间,并提高设计质量。Liu Z.C.等同归对VC+ +和ANSYS 的APDL 语言进行结合开发,完成了YJ32液压机下梁 的有限元优化设计[5]。基于有限元分析和参数化建模这两个基本理论,本文提出了一种结构优化设计方法,可以帮助设计者短时间内找出产品的最优设计,最后以电焊钳钳臂为例验证该方法的有效性。 1 基于FEA 的强度分析 强度是产品设计过程中最基本的设计要求,为了测试产品是否能够承受工作载荷,需要进行有限元分析得到最大应力和最大位移,并与产品所用的材料性能进行比较。另外,设计者可以考虑采用加强筋或加强套,或者改变关键尺寸来提高产品的强度。通常情况下,有加强筋的钳臂可以承受更大的负载,直径尺寸大一些的使用寿命较长,但同时重量也增大,因此设计者要对强度和重量进行权衡,找到最优设计。强度分析被广泛用于获得特定负载条件下的结构的最佳强度/重量比。 Zhang B.等利用FEA 技术,通过参数研究方法分析内燃机的气缸盖直径这一关键参数,验证了气缸盖的结构设计中存在一个理想的参数匹配点[6]。参数和最大应力之间的匹配关系有助于产品设计。本文从两个方面阐述了一种新的结构优化设计方法:单参数分析和多参数分析。 1)单参数分析 产品结构的很多参数都会影响结构性能,并且影响的程度不同。因此,可以通过单参数分析方法找出相对重要的影响参数。在固定其他参数

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