设计的应用

设计的应用（共12篇）

设计的应用 篇1

摘要：建设单位在投资控制中过度重视施工环节而轻视设计环节, 将导致资金的利用效率低下, 出现“三超”现象。本文探讨了在设计阶段实现投资控制的一条有效方法:在设计过程中使用限额设计的方法, 将设计投资控制在建设项目的计划投资内, 实现投资限额不被突破, 达到投资控制的目的。最后针对限额设计的特点, 表明了一些思考。

关键词：限额设计,投资控制,设计全过程

0 引言

建设项目投资控制是指以建设项目为对象, 为在投资计划值内实现项目而对工程建设活动中的投资所进行的规划、控制和管理[1]。然而在传统的建筑业发展经营模式下, 建设单位对于经营过程中的成本控制与效用水平不够重视, 造成了资源的不必要浪费。回顾近年来企业发展的历程, 投资控制是企业强化管理、提高效益的重要措施。建设单位为了提高工程建设的投资效益, 必须在保证工程项目质量和工期的前提下, 对成本进行有效的控制。投资控制贯穿于项目的全生命周期中, 在不同的阶段有不同的控制重点。项目定位与策划阶段决定了开发总成本的90%, 项目的前期与设计阶段决定了开发总成本的70%~80%, 而在施工及后续阶段决定开发总成本的比例只占到10%左右。投资控制的关键在于决策与设计阶段, 而我国建设领域普遍轻视工程项目建设前期和设计阶段的投资控制, 将主要精力放在施工阶段, “抓小放大”的模式使得投资控制工作效率低下, 而控制前期与设计阶段的才是投资控制的最有效途径。

1 设计阶段投资控制的不足

设计阶段是决定建筑产品价值形成的关键阶段。对设计阶段开展投资控制是非常重要的, 需要加以充分的重视。在工程建设的各类费用中, 设计费虽约占总投资的1%, 但设计阶段对工程投资的影响程度占75%以上。

1.1 建设单位的工作重心偏移

“重技术轻管理”是建筑业的通病, 这虽使技术得到进步, 却因经济上的不重视而导致技术的无法适用。实践证明, 落后的技术不会主动退出市场, 如果没有有效地经济管理措施, 先进的技术也往往难以得到有效地应用。因此, 建设单位在设计阶段的不重视也会使得投资控制效果不明显。

1.2 设计人员缺乏经济意识

设计行业人员普遍存在缺乏经济观念, 不重视设计中的投资控制措施和技术经济分析论证等。由于考虑到安全性能与责任风险, 设计单位在满足国家强制设计规定要求下, 尽量使用安全系数更高的设计方案, 追求最大的安全效用, 避免承担安全责任风险, 而经济因素并不在设计人员的考虑范围之内, 这必然会导致项目投资的增加。

1.3 薪酬激励机制存在问题

据了解, 目前的设计单位计取报酬是按项目总投资的比例计取设计收费, 因此, 从设计方角度考虑, 在建设单位不采取激励措施的情况下, 设计单位关心的只有总设计额[2]。为了按照建设单位的要求进行规模扩大, 就需要提高标准以取得更多的设计费用, 但是会导致项目投资膨胀。

2 限额设计相关概念

所谓限额设计是按照批准的设计任务及投资估算控制初步设计, 按照批准的初步设计总概算控制施工图设计。各专业在保证达到使用功能的前提下, 按分配的投资限额控制设计, 严格控制设计不合理变更, 保证总投资限额不被突破[3]。

限额设计应以合理的限额为目标, 将上一阶段审定的投资额作为下一设计阶段投资控制的总体目标。将该项总体限额目标层分解后确定各专业、各工种或各分部分项工程的风险目标。限额设计的目标设置, 要与项目的规模、建设设计的标准、可持续性发展的目标和目前社会经济的发展相吻合。

限额设计目标是在初步设计前, 根据可行性研究报告及投资估算合理分析确定的, 是对整个建设项目进行投资分解后, 对各个单项工程、单位工程、分部分项工程的技术经济指标提出科学、合理、可行的控制额度[4]。

3 设计全过程的限额设计应用

首先工程造价保持在建设单位同意的限额之内, 通常就是使初步设计概算控制在工程估算之内, 施工图设计预算控制在设计概算之内, 而承包合同价及以后的合同价调整控制在设计预算内的控制指标。限额设计具体的实施过程, 应是目标确定、经济分析、信息反馈与检查、问题纠偏的循环, 直至上一步的限额满足要求才开始下一步工作。这个控制过程是一个动态的过程, 可用图1来表示。

3.1 方案设计阶段

投资估算应贯穿于整个项目的决策过程中。在投资机会研究与可行性分析研究中根据实际的考察情况, 应用多方案评比选出最优方案, 应用价值工程进行方案优化。在方案设计中, 要求设计与造价控制同步进行, 成果由设计内部进行评审。若投资超出限额, 则要进行优化, 从技术和经济指标上同时进行比较, 满足限额设计目标, 成果经评审通过后, 确定工程项目的总投资[5]。

3.2 初步设计阶段

设计任务书获批之后, 首先应进行的工作就是投资分配, 即按设计任务书的总体框架将设计总投资分配到各个专业, 各专业进行多方案评选, 并对各个技术经济方案的关键设备、工艺流程、总图方案、总图建筑和各项费用指标进行比较和分析, 从中选出既能达到工程要求, 又不超过投资限额的方案, 作为初步设计方案。各专业根据分配到的限额作为初步设计的投资控制目标。

3.3 施工图设计阶段

已批准的初步设计及初步设计概算是施工图设计的依据, 在施工图设计中, 无论是建设项目总造价, 还是单项工程造价, 均不应该超过初步设计概算造价。设计单位按照造价控制目标确定施工图设计的构造, 选用材料和设备。进行施工图设计应把握两个标准:一个是质量标准, 一个是造价标准, 防止只顾质量放松经济要求。当然也不能因为经济上的限制而消极地降低质量。因此必须在造价限额的前提下优化施工图设计。

4 关于限额设计的思考

在推行限额设计的同时, 我们还应清醒地认识到它所存在的不足之处, 并在以后的投资控制过程中有效避免。

首先, 限额设计缺乏一种控制的主动性。我们进行限额设计时, 要先把任务分解, 并根据各专业分到的部分进行限额规定, 若设计完成后发现并不满足限额要求, 再进行设计变更, 那么就会降低设计的合理性, 进而降低投资控制的效果。因此其可操作性还需要进一步探索;其次, 由于限额设计强调的是设计限额的重要性, 使价值工程中有两条提高价值的途径在限额设计中不能得到充分运用, 即造价不变, 功能提高;造价提高, 功能有更大程度提高。尤其后者, 在限额设计中运用受到极大限制, 这样也就限制了设计人员在这两方面的创造性, 使一些新颖别致的设计往往受设计限额的限制不能得以实现;最后, 限额设计主要是针对设计阶段及后续施工阶段成本的考虑, 我们应从项目的全生命周期进行分析, 即要把项目使用阶段的使用维护费与拆除阶段的拆除费用也考虑在内, 这一点在后续的推广应用中应注意。

5 结语

限额设计是在控制工程造价的基础上, 能够提高投资控制的主动性, 以此抓住工程造价的核心, 防止“三超”的现象发生, 为了将限额设计贯穿于整个设计阶段, 就需要制定好目标, 把责任具体到个人, 这样才能更好地把限额设计系统工程充分落实到位, 并根据不同项目的不同特点设置不同的限额设计标准。限额设计方法的合理运用, 将会给项目的投资控制带来可观的效益。

参考文献

[1]丁士昭.工程项目管理[M].北京:中国建筑工业出版社, 2006.

[2]徐友全, 成存朋.关于建设项目设计阶段投资控制的探讨[J].建筑经济, 2011 (06) .

[3]徐大图.建设项目投资控制[M].北京:地震出版社, 1993.

[4]赵姗.造价控制与限额设计[J].管理与决策, 2008, 36 (2) .

[5]钟昌敏.限额设计浅谈[J].中小企业管理与科技, 2012 (10) .

设计的应用 篇2

与其他领域的设计师相比，网页设计师需要与掌握这些技术的人充分合作。手机应用设计作为第三方智能手机应用程序的图形用户界面设计和交互设计，以移动互联网为平台，逐渐把用户带入一个习惯使手机客户端上网的时期。在应用设计中美需要由功能来传递，每个界面元素都必须专注于当下用户所需。目前，各种手机应用层出不穷，其数目可称之为铺天盖地。在appstore或是其他平台上，手机应用被大致分为几大类：系统工具、影音娱乐、网页浏览、办公阅读、社交通信、生活百科、购物、游戏等。网站设计与手机应用设计的区别：

1.用户体验的不同

(1)媒介的特性区别

传统的网站都是通过计算机终端浏览，而手机应用则是通过智能手机终端平台使用和操作。操作的媒介具有不同的特性及用户使用状态。相比较而言，手机更灵活，可以随身携带，用户在行走中就可以完成操作，也就是说人们只用一只手操作应用，只用一部分注意力在你精雕细琢的界面上，也正因为如此，这与作为设计师的你看到的应用完全不同。

(2)鼠标点击与触摸屏幕

当用户使用计算机上网时，利用鼠标对界面进行操作：单击，双击，右键，滚轮。用户操作的热区(可点击)通常在网页的中上部。用鼠标操作的精确性强，很小的按钮也不会产生误点。用户在使用手机应用时，通常是用拇指操作，只有三分之一的屏幕是真正容易触及的，也就是拇指能够到达的区域(单手操作的前提下)。为了获得人机工程学上舒适的体验，设计师应将主点击目标放置在方便拇指点击的热区中。所以这就是为什么工具栏和标签栏一般都放在屏幕的底边，而在传统的计算机界面上，都习惯将菜单放在屏幕或窗口的顶部。但是由于我们有限的拇指热区，主点击目标落到了手机屏幕的底部。该如何组织好点击目标的视觉层次是设计师要考虑的因素。常用的按钮还有导航可以放在屏幕的左边，不常用的按钮还有会改变数据的点击目标可以安全地塞到右上方去。例如“删除”、排列列表项目的“编辑”按钮一般都是放在右上角，这样就能减少误点。

(3)物理隐喻

用户在使用智能手机的触屏时会发现其显而易见的物理隐喻：滑动屏幕、点击按钮、轻抚数字轮盘、拖曳地图、拇指食指随意放大缩小图片。用户可以轻松地操作这些交互，因为它们和真实世界中的物体运作一模一样。这得益于手机自带的传感设备：重力感应器、加速度传感器、方向感应器、方位传感器、三轴陀螺仪、距离传感器、光线传感器、气压和温度传感器、紫外线传感器等。设计师可以利用这些物理特性创造出更有趣的交互体验。而这些是传统计算机屏幕无法拥有的感应系统。

(4)手机应用的优势

网站的附属应用相较于传统网站有以下几个优势：

①高效—移动场景中，最重要的用户需求之一是使用高效。优秀的网站会重新设计应用来提升站点相应部分的体验。淘宝综合类电商网站，设计出了具有特色的手机平台的应用，相较于使用Safari浏览器直接打开的淘宝网站，淘宝的应用界面更为简洁，用一个个图标代表淘宝网首页最主要的功能，将次要的功能信息隐藏或省略，便于手机用户查找使用。

②更为生动优美的交互动态效果—基于智能手机平台的网站应用，可以利用手机提供的富有动感的控件更为生动地展示内容。虽通过Web技术可以模拟出接近的效果但无法模拟出手机逼真的物理动态效果。

③暂存功能—部分的手机应用较于对应的站点的一个优势在于应用可以预存内容，以备离线阅读。例如，互动分享和个性化定制的阅读类的应用zaker就提供在线状态时下载所有最新的资讯、微博、博客、报纸、杂志、图片、rss、googlereader等众多内容并按照用户个人意愿选择版面区块的内容组成，离线后下载的文章可以在网络盲区中阅读。

2.界面设计的区别

(1)界面布局的不同

传统的网络平台是以计算机为传播媒介，网页的尺寸受屏幕显示的大小的制约，常见的尺寸为1000像素(屏宽)×768像素(屏长)，网页的屏长根据内容及功能决定，常见的有两屏三屏等。手机应用设计的界面尺寸和手机显示屏的尺寸息息相关，比如iphone3G尺寸为320×480像素，iphone4尺寸为960×640像素。从上述比较看出，网页的.尺寸要远大于手机应用的尺寸，蜗居在巴掌大的屏幕里，每一块地方都是“寸土寸金”。网页设计的界面布局主要由广告区、导航区、页面内容区这几部分构成。导航区通常分布于界面的顶部或左侧，这样的安排是要保证在第一屏时能够完整地看到导航的每个分栏。广告区通常位于导航区附近，占领页面的核心阵地。网页的界面布局总体上分为：“国”字型、拐角型、标题正文型、左右框架型、上下框架型、综合框架型等。选择什么样的布局要根据页面需要包含的内容和功能进行合理设计。手机应用的界面布局和网站既有区别又有联系。在界面布局上基于手机屏幕的特性要将重要的信息放在顶部，将重要的操作放在底部。常见的手机应用布局是标签栏布局，分为上、中、下三部分，通常将标签栏和工具栏放在屏幕底部，导航栏置于屏幕顶端，中间部分是内容区域。手机应用在设计时应尽量让页面一屏显示完，避免滚动条。减少屏幕上的元素，将高级工具和操作隐藏起来。平铺页面：这种布局常用于页面为一个层级，滑动屏幕可以切换页面。页面底部的一排小点是页面的分页控件图标，小点的数量代表了页面的数量，高亮的小点代表了当前页面所处的位置，可以根据需要随意翻动。这种页面的布局方式一般所含页面数量小于10页。树形结构/列表布局：这种布局常用于页面层级较多，点击单个列表栏可以展开页面或者进入下一级页面。也可以很容易地回到上一级页面。这些布局方式可根据信息的具体情况组合使用，达到高效良好的用户体验。

(2)文本信息的处理

Web上的文字段落又称“文本”。文本是Web上最主要的信息传达形式，但是文本太多，大段的文本比如复杂无意义的说明性文字、冗长的链接只能减慢用户的浏览速度。①要避免大段的散文;②对于段落形文字使用标题、短语和项目符号。在Web布局中，文本段落一般用于划分好的页面内容区域内。

在其手机附属应用中有几种承载文本的区块：①标签栏用于显示很短的文本;②文本视图：用于显示文本字段;③文字输入框：文本的可输入区域。

(3)按钮及辅助图标

网页中，在导航栏，可输入表单，搜索及其他面板中都含有按钮。按钮提示用户点击并完成某项功能。按钮一般是由图形(背景色块)和文字组成，通常有两种状态：下载预览状态(鼠标没有点击时);鼠标经过或按下状态。其手机应用的界面按钮是手机界面中最基本的样式—圆角矩形按钮，按钮包含文字或图形。如图导航区左侧的按钮上添加了照相机的辅助图标，简洁清晰，蓝色的立体感按钮同导航栏既有对比又很统一。右侧是删除按钮，用红色做出功能的强调和暗示。手机应用中按钮常见有以下几种状态：①在预载状态下，即没有触碰的原始状态。②按下时状态，通常做高亮显示状态。③点击触摸后状态，点击触摸后的反馈对手机应用设计至关重要，它提示用户当前的操作状态。我们可以通过改变背景颜色、更换图标图片或更改文字颜色来进行提示。网站中也有功能性的辅助图标，例如播放器中的指示各种功能的播放图标，具有翻页功能的向前向后的箭头等。手机应用的图标系统更为丰富，功能也更为强大。手机应用的图标一类是给标签栏用的，一类是给导航栏和工具栏用的。

(4)导航的设计

在传统Web页面中，导航是网站的“中枢”，就像书籍中的目录页面一样，通过导航能够了解整个网站的信息架构分类，帮助用户明确定位。导航设计建立在对于用户需求和技术可能性的基础上，融交互、界面及图形设计于一体。由于网站有内容的先导性，使用户能够引导自己找到需要的信息，高效的导航系统常常是首次访问网站的用户的第一需求。网站的导航主要分为主导航、辅助导航、本地导航和上下文导航。分级式结构是网络中对信息的典型组织方法。一个多级的网站界面将对用户能否顺利找到他们需要的信息产生重要的影响。通过直接进入首页相比，更多的人是通过搜索、E-mail或广告链接到达某个页面的。这其中一个十分重要的因素是，导航系统应当显示页面信息所处的范围和环境，以帮助人们衡量和确定其关联性。

3.设计思维的联系

探讨中式设计在室内设计的应用 篇3

中式设计在居住室内的应用

在工作压力越来越大的社会背景下，人们回到家，其居住环境的设计在很大程度上能够缓解人们的压力，所以说，居室空间反映了一种生活方式与生活态度，中式设计在其中的应用，表现了现代中国人传统民族文化的一种延伸，是居室空间设计风格中的关键表现。所以说，中式设计在居室空间的应用符合现代设计理念的要求，它表现出人们对于单调白色为底的现代风格的厌倦，同时唤醒了人们对传统中国文化的记忆与热爱。

那么下面就对中式建筑在居室空间的应用做具体说明：

1.外形表现

中式室内设计是稳重与时尚双重的结合表现。“中式”设计风格的住宅中，能够凸显出中国传统美感，例如：中国传统文化中有很多吉祥符号，青松、寿龟等其代表着人们可以长寿的美好祝福，还有鱼跃龙门，它蕴含着能够事业顺利的祝福愿望，所以，中式建筑能够通过独特的中国“符号”清晰地表现在外形设计中。

2.空间表现

中式设计另外的一大特点就是在空间上的表现，根据人数的不同，空间的不同使用，其空间的表现及分割都有着自己的独特设计医用，例如中式的屏风或窗棂其可以巧妙地分割书房与其他使用空间，中式木门则能够婉约的表现房间的隐秘性，但又不会给人带来距离感，通过上面的中国式分隔方式，单元与单元，或者整体与整体之间的空间表现又多添加一些简约的中式元素造型。

3.色调与材质

同西方现代化室内设计比较，中式设计在室内颜色运用上具有自己独特的一点，它是根据不同空间使用风格，或者不同地域采取不同的颜色组合，例如京城皇宫，其主要多以黄色为主，配以红色，体现出皇家威严，再有例子，我们婚房多以红色为主，体现出喜庆之气，而卧房多以深色为主，这点恰恰同西方不同，深沉而厚重，让人能够有比较好的入睡体验。

而在材质选择方面，中式风格的材料选用应结合实际室内需要，发挥各个建材的适当性，而西方建筑多以玻璃、钢管，中国式的建筑则加大了元素的丰富性。

中式设计在公共空间室内设计的运用

1.外形构造

外形包含内容比较多，主要分为四种：形态、功能、材料、色彩。其四种方式表达着该建筑或者产品的定义所在。我们在这里可以举一个例子，来说明中式设计在公共空间中的具体应用。

众所周知，我国是茶之大国，在南方，诸多的茶楼都可以生动地表现出中式设计的理念，茶楼外部的形态构造就要符合其浓重的茶文化特点，所以在外部结构上，一般采用采用白墙、青砖、自然古朴的木质构件，同茶的外部形态结合，使人看到之后能够联想到茶，而室内布局通常会采用茶桌等传统木制家具，这一点便结合了上述提到的“功能”要求，同时材料也符合其本身的运营目标，总之通过简洁、清美、坚实等设计特点，运用木制本身的自然纹理与色彩这些中式设计思想，完全符合茶楼这一公共空间的设计要求。

2.内涵与表现结合

不同地区的不同场合，其中式设计往往反映着一个地区的民族风俗，承载着当地人们对自己文化的美好向往和追求。所以说中式设计在传统装饰中有一个十分突出的特征，就是“内涵”的表达，而公共场合中，其装饰物在某种意义上的定位，直接决定着装饰意义。

例如城市道路当中，信号灯或道路灯的设计，都可以结合中式理念，例如苏州，其作为江南的代表城市，其小桥流水，粉墙黛瓦等都是中式设计在公共空间中的代表设计。

结语

中式设计风格是有着中国独有魅力的设计理念，其继承中国的传统文化、将中国传统中的美丽与现代化的时尚感相结合的一种室内设计风格。所以说中式设计应用其基本理念是以中国传统文化为审美基础，通过现代室内空间设计来具体表达。

从上述文章中我们可以看出，随着时代的日益发展，中式设计的理念不仅仅是在家具设计、建筑设计及服装设计中越发彰显，其在室内空间的应用也慢慢体现出来，并且成为一种很有影响的的设计思潮。在未来发展当中，中式设计一定会成为一门独特的设计理念，将中国文化特点发扬光大。

（作者单位：南通职业大学）

关于机械设计中健壮设计的应用 篇4

对于机械设计而言, 保证产品质量和性能是最为根本的任务。但是对于某些产品的设计, 单纯的机械设计无法完全达到预期要求, 需要辅以健壮设计来强化产品性能和质量。

1 健壮设计

健壮设计提出的目的在于削弱产品存在的质量波动, 强化产品抗干扰能力。健壮设计主要包括了三个环节, 分别是参数设计、系统设计和容差设计。从这三个方面入手进行优化设计, 就可以大幅提升产品的质量及性能特征, 强化其抗干扰能力, 降低对影响因素的灵敏度。

通过健壮设计得出的产品不但能够保证较高的质量, 稳定性也十分可观, 还可以降低在使用过程中的各类成本。健壮设计充分利用了信噪比的基本设计思想, 深入利用了非线性效应, 在正交设计理论的指导下, 得出最佳设计参数。

2 健壮设计基本理论

2.1 质量特性

质量是产品外在表现的一类特性, 也是健壮设计的目的之一。根据实际情况而言, 质量特性可以分为三个层面。首先是望目特性, 这是指消费者对产品持有的期望特性目标, 即消费者希望产品能够达到层次或水平。望目特性的真实值和目标值应该保持较小的差距, 以便消费者接受。其次为望大特性, 这是指对产品某方面的性能值期望越大越好, 比如寿命、强度等。最后为望小特性, 即指对产品某方面的性能值期望越小越好, 比如磨损、振动、噪音等。

2.2 导致质量波动的因素

产品是存在质量波动的, 而导致质量波动的因素主要有五类。一是可控因素, 主要是指可以进行控制的产品质量影响因素, 比如表面精度等;二是标识因素, 主要是指产品使用环境和条件的影响因素, 比如温度、电流等;三是组别因素, 主要是指产品在不同生产线上进行生产而出现的质量波动, 比如加工设备差异、人员差异等;四是信号因素, 主要是指在不同的输入信号下, 产品会表现出不同的性能, 一般和输出为线性关系;五是误差因素, 出上述因素之外, 还存在一些其他因素会导致产品出现质量波动, 这些因素主要包括了外部扰动、内部扰动等。

2.3 信噪比

信噪比设计的基本数学计算公式为:, 其是田口玄一所提出的, 式中η代表信噪比, 是质量特性均值, 是误差方差。根据实际情况而言, 误差方差越接近目标值, 质量特性均值越小, 产品的真实质量就越好。但是, 值在产品的制造过程中会出现一定程度的偏离, 其偏离度计算可以根据公式:Y=/进行, 式中Y代表了值发生的偏离度。此外, 还应该在三次设计时对产品质量稳定性进行评价, 相应评价公式为:/=2/2, 式中/代表了评价指标。如果值不产生变化, 那么的值越小, 的值就越大, 也就表示产品的质量波动特性越小。

3 机械设计中健壮设计的应用探究

3.1 确定影响因素和信噪比

在机械设计中, 运用健壮设计先将产品横向划分为一系列较小的部分, 再纵向对各部分的影响因素进行逐一确定。承载构建的信噪比可以通过强度和强度波动的比值, 承载力和承载波动的比值得以体现;转换机械和运动机械的信噪比主要体现为状态变量波动和输出运动状态变量的比值;动力装置的信噪比主要表现在输出功率和功率波动之间的比值, 效率和效率波动的比值。

3.2 系统模型

在明确影响因素和信噪比之后, 应该进行系统模型建立。根据相关工作经验, 可以建立系统通用模型:Yi=fi (A, B, C) , 式中Yi是系统模型的输出特性, 角标i代表了模型系统的级数。如果i值为一, 则说明系统是单目标系统, 如果i值大于1, 则说明系统是多目标系统。A是产品设计参数, 属于可控因素范畴, 包括了长度、宽度等;B是环境因素, 属于标识因素范畴, 主要包括了气压、载荷和温度等;C是误差因素, 可以为C1、C2、C3·····Ci等;fi代表了输出特性Yi的第i种因素下的函数关系。

3.3 多目标系统

3.4 三次设计

三次设计的重点在于从设计阶段对产品质量进行控制, 在最小的成本和最少的工序下制造出满足设计要求的产品。在这一理论下, 可以按照系统设计、参数设计和公差设计三步进行, 而重点就是参数设计, 也就是健壮设计。参数设计就是通过具有良好实用性的廉价元件, 制造出高质量的产品。其基本实质就是根据产品输出特性和元件参数水平之间的非线性关系实现线性设计。

3.5 实例分析

板坯横移车在使用过程中, 减速器齿轮容易出现点蚀、变形和断齿的情况, 且集中发生在第一轴和第二轴上。引起这一问题的主要原因在于齿轮承载力不足, 这是机械设计导致的缺陷。通过健壮设计, 可以有两种设计思路解决这一问题:一是把噪声变异对性能的影响降至最低;二是将可控因素变异对性能的影响降至最低。通过改变拓扑结构, 将分别驱动改为集中驱动, 加大温度系数、冲击系数以及误差系数, 有效强化了齿轮各方面性能。

4 结束语

健壮设计可以从多个方面优化产品质量特性、提升产品各项性能、强化其稳定性。除此之外, 通过健壮设计, 可以优化机械设计各个环节的工作, 在最大程度上降低设计成本, 促进机械设计发展进步。

摘要：机械设计对于许多行业来讲都是极其重要的, 尤其是对于制造业而言, 机械设计对产品的质量、功能和安全都具有直接联系。但是, 单纯通过机械设计得出的产品可能存在一定的性能缺陷。在这种情况下, 健壮设计被逐渐运用到机械设计当中。本文对健壮设计进行了简单介绍, 深入分析了健壮设计在机械设计中的应用。

关键词：机械设计,健壮设计,应用

参考文献

[1]刘振照.田口式健壮设计在继电器簧片设计中的应用[J].机电元件, 2014 (05) .

设计的应用 篇5

摘要：我国有十分丰富的矿产资源，而矿产资源的开采需要大量的机械设备，和传统的矿山生产设备相比，现代化机械设备本身具备较强的性能，能够提供多元化的井下作业服务。文章以矿山机械设备作为主要分析对象，以理论分析法及技术分析法为主要方式，结合现代设计技术在机械设备设计和管理中的实际应用展开分析。矿山机械设备需要应对较复杂的井下作业环境，其结构、系统、性能与井下作业的质量有直接关联，现代设计技术可以为矿山机械设备赋能，可以实现结构优化、性能提升、系统升级。

关键词：现代设计技术；矿山机械；智慧矿山；结构设计；有限元分析；结构模糊优化技术；动力优化

1矿山机械设计中现代设计技术的应用背景

现代设计技术主要以新时期的数字化技术、计算机技术，以及新型机械结构分析等理论为基础，综合不同领域的生产需求打造具有针对性的设计方法。和传统的设计方法相比，现代设计技术具有较强的自动化特点及智能化优势，往往依托现代工程理论及逻辑分析理论，是大量学科知识整合之后的核心成果。现代设计技术能够为我国生产行业的发展提供更加先进的技术保障，在增强产品质量和效益的同时，也可以更好地为社会发展服务[1]。矿山开采是我国能源行业发展的主要工程，而矿山开采行业面临的环境较为恶劣，井下复杂的环境极有可能导致设备损坏，需要设备具备较强的功能，可以应对复杂的作业环境。在矿山机械设备设计中，必须确保结构具备合理性、可靠性、智能性、灵活性。矿山机械设备必须具备良好的结构，符合地下生产作业需求；需要及时进行机械设备的性能优化，提升设备应用效率，确保系统具备拓展性和可升级空间。

2应用于机械结构优化的现代设计技术

2.1可靠性概率设计

可靠性概率主要应用在工业生产中，是一种全面提升系统结构稳定性及可靠性的现代化设计理念，将其引入矿山机械结构设计具备可行性。具体而言，在矿山机械设备原有结构的基础上，确保在规定时间内能够完成预定功能的概率，就是可靠性概率。这是衡量机械设备应用可行性的核心指标，可以直接通过一次二阶矩概率设计理论来完成设计，可靠性概率能够全面提升机械设备结构的安全度，同时增强结构合理性[2]。

2.2结构模糊优化技术

井下作业环境较复杂，在进行机械设备设计的过程中，有部分细节较模糊，如以目标函数、约束条件为基础进行的结构设计，本身具有较强的模糊性，需要通过反复的验证和调整才可以增强设计的精准性。因此针对不同的工况需要利用结构模糊优化技术进行设计，主要目的是，选择不同设计方案得出的最优值，通过系统对比及工况分析来确定最终的实际参数及结构性能。如在尺寸和形状的最后调整中，可以直接依托模糊理论来解决[3]。2.3CAD设计技术CAD设计渠道是当前机械设备结构设计的核心渠道，利用计算机作为主要的辅助软件，不仅能够快速地分析初始方案及改进方案之间的差异性，进行结构分析及强校核，还可以通过单位目标优化的方式，对整体设备的材料应用量、结构强度、结构，性能进行模拟分析。例如，在当前的矿山开采领域已经有了用于微型机的大型多功能mas程序系统，能够直接在前期结构设计中将相关参数导入CAD软件，可以提供合理的结构设计方案，节省材料及成本；能够全面提升最终机械成本的设计水平；可以有效定位机械设计过程中出现结构损坏的原因及有害影响因素，也可以对机器系统进行多目标的优化设计。可以依托结构静动分析、结构静动优化、计算机绘图等技术，完善机械结构各项细节，CAD设计渠道主要应用于矿山机械设备的多单元结构设计，如杆、梁、板、壳等的设计[4]。

3应用于机械性能优化的现代设计技术

3.1有限元分析技术

有限元分析技术是应用于机械设备性能优化的核心方法，最初应用于工程分析领域，可以直接分析几何复杂、边界不规则等受力对象，也可以分析机械设备所用材料的非线性、几何非线性复杂问题。该技术主要用于矿山机械设备的受力分析领域，如电动挖掘机的动臂和斗杆。由于动臂和斗杆的结构和受载的复杂性，在传统设计过程中，通常采取工程计算法，但是这种方式较复杂且精准性不高。当前已有学者通过有限元分析技术对动臂和斗杆进行应力分析，用SAP5程序在动臂和斗杆处于最大受力状态时进行计算，最终可以得出机械结构每一块钢板的具体应力分布情况，不仅能够解决受力分析等问题，更可以提升机械整体结构的稳定性[5]。

3.2可靠性设计技术

可靠性设计技术与上文的可靠性概率有本质上的区别，其针对矿山机械设备的性能可靠性进行优化，需要将重点放在强度、载荷、结构尺寸等参数领域，同时要考虑随机因素对性能产生的影响，这样才可以全面提升矿山机械设备的使用寿命，也可以确保井下作业安全。当前已有学者综合可靠性设计技术对矿井提升机的整体性能进行了优化，并且取得了良好的效果。主要的设计对象是矿井提升钢丝绳的安全系数，针对其安全系数进行全方位评估，并且依托可靠性设计技术，对回采工作面单体液压支柱的支护可靠性设计进行了研究，不仅增强了矿井提升机的整体性能，更为安全作业奠定了良好的基础[6]。

3.3动态模拟设计技术

矿井机械设备需要在复杂的环境中运作，在这个过程中涉及大量信号的接收及传递，同时需要和整体智慧矿井系统进行对接，信息的传递及指令的下达需要通过前期的动态模拟进行试验，这样才可以确保设备跟随整体系统正常运转。目前，我国在大型矿井采掘机械动态模拟设计方面的系统研究还很少，致使大型采掘机械新机型的设计和老机型的结构改进举步维艰。但是已经有部分系统可以利用动态模拟设计技术进行优化，如矿井提升容器在进入楔形箱道、紧急制动和切换电阻启动等工作状态下的外载荷与时间的关系问题，可以通过动态模拟设计技术来解决。

3.4摩擦学设计技术

井下作业内容较复杂，涉及既有煤矿的井下井上运输，也涉及人员及相关资源的传递，其中的传送设备性能是多方关注的重点。分析传送设备性能，需要重点关注接触、滚动、滑动时的摩擦、磨损与润滑。由于井下作业环境较恶劣，大部分的传输设备在长时间运作过程中会产生较严重的摩擦及损耗，如钢丝绳、减速器、提升机、刮板运输机和综采机等。以摩擦学为基础打造的摩擦学设计技术主要将重点放在了提升传输设备稳定性方面。我国早在20世纪80年代末期已经开展了摩擦学设计理论与应用的相关研究，并且针对矿山掘进机主减速器的摩擦学进行了分析，研发出了煤矿电机车车轮的增摩延寿材料，在投入使用之后，能够有效提升设备的运行寿命。

4应用于机械系统优化的现代设计技术

4.1智能化技术

优化矿山机械设备系统的主要目的是确保设备自身的系统和整体智慧矿山的运维系统相关联，及时地进行自主优化及智能化监督。智能化技术是现代设计技术中的重要组成部分，也是全面提升矿山机械设备系统质量的主要技术。智能化技术立足智能传感器及信息接收设备，打造集成的传感网络，通过控制器和执行器，能够结合井下运行环境进行全方位的自适应检测及损伤自愈和操作，本身具备一定的生命特征。智能化技术也是新时期矿山机械设计领域最受欢迎的技术，是实现智能采矿及构建自动化系统平台的主要依据。如依托机器人技术及红外技术，能够实现矿井的安全生产监管及紧急救灾。智能化的矿山系统可以依托终端设备及安装于机械设备的智能传感器，打造多元化的传输网络，实现远程设备遥控及指挥。例如，某矿山打造了一种智能化矿山系统，实现从采矿点到货运车站、端到端的矿山机械无人化智能管理，其具体的结构如图1所示。该系统中的无人矿山管控中心对无人矿山全面实时监控与综合调度。无人矿卡运输平台接收来自无人矿山管控中心发来的指令，控制无人矿卡以指令规定的速度按照目标路线运行，并根据搭载在无人矿卡上的传感器发来的信息，实现无人矿卡的自动行驶，完成装载、运输、卸载的循环操作。

4.2并行设计技术

并行设计技术是以计算机及通信技术为核心的现代设计技术，主要应用在矿山机械设备的设计、制造、支持过程，能够打造并联的一体化设计方案。当前，绝大部分煤矿设备都安装了故障监测系统，这些故障监测系统是后续进行加装的，和原设备之间往往存在着部分不协调的细节，而并行设计技术可以通过分析各种类型、参数的煤矿机械设备，打造具有针对性的故障监测系统及监测方案，确保不同设备有交互路径，全面提升不同设备之间的适配程度，也可以为矿山机械设备的安全运行奠定良好基础。

4.3虚拟技术

虚拟技术是建立在矿山机械设备前期设计及实验基础上的新型技术。矿山机械设备规模较大，结构较复杂，前期制造成本较高，为了确保设备充分满足井下作业的实际需求，并且与整体的矿山运转系统相对接，还需要通过反复实验来进行检测。若进行常规的实体试验，必然会浪费大量的人力、物力及成本，而虚拟技术可以打造三维立体可视化模型，模拟矿山机械设备运行过程中的变量参数，如可以模拟环境中的噪声、温变、力变、磨损、振动等参数，分析机械设备系统的运行状态；观察不同设备配合运转过程中的运动受力情况，结合实际情况提出修正意见。虚拟技术在矿山机械设备的系统优化及匹配安装中有着极强应用价值，能够提升设备的运转质量。

5矿山机械设计的未来发展方向及设计重点

（1）需要大力推广利用结构优化设计的方式进行矿产机械设备创新的方式。结合我国生产领域的发展现状来看，航空、国防等领域纷纷开展了结构优化设计的学术交流会议，而土建部门也举办了结构优化设计的专门讲座。这也代表结构优化设计是当前工业及相关领域发展的重点。我国能源开采行业的繁荣发展离不开优秀的机械设备，大量的矿山机械设备必须进行结构优化，才可以逐步满足未来的能源开采需求。因此矿山机械设备的设计师及研究人员要注意逐步推广和应用结构优化设计相关的现代设计技术，并且及时地开展相关讲座及培训，并且设定研究课题，这样才可以确保结构优化成为未来发展的主要任务，同时能够提升现代设计技术的应用价值。（2）需要将重点放在机械结构动力优化方面。传统的矿山机械设备的结构优化以静力优化为主，而在未来需要将这种优化逐渐过渡到动力优化。但是不应该完全摒弃传统的设计优势，需要以借鉴优势技术的方法，在结构静力优化的基础上，对矿机结构进行动力优化设入计。传统设计过程中的固有频率、动态响应等特性对于矿山的结构优化有极为重要的作用。动力优化是建立在原有静力优化的基础上打造的新型频率约束体系，包括动强度约束、动刚度约束等。（3）需要打造一体化的结构体系，这样能够全面提升机械设备设计的整体性，避免资源和成本浪费。例如，底盘、车架、机架等结构件的优化程序，需要按照结构的通用性、统一性、组合性原则建立程序包。这有助于系统结构升级及统一整合，更可以改善传统人工设计的各项差异，通过结构包能够实现自动化设计及调整。

6结束语

绿色设计在室内设计中的应用 篇6

关键词：绿色设计；室内设计；应用

1 引言

当代工业技术的高速发展为社会带来繁荣的同时，也导致了世界范围内自然环境和生态平衡的破坏，人类生存和发展空间的矛盾日益突出。

绿色设计也称为生态设计。它与传统设计不同，是指无公害，无污染的设计，其基本思想是在构思和设计阶段，将环境因素和预防污染的措施纳入室内设计，强调环境效益，将环境性能指标作为室内设计的总体要求和设计目标，体现生态环境良性循环和将自然资源合理利用的设计构思，创造既具有科学性、艺术性等美学思想，又能满足功能要求，同时蕴含文化内涵、以人为本、亦情亦理的现代室内环境，满足人们审美需求和精神需求，达到人与自然环境、社会环境的和谐。因此，近年来室内设计绿色化已成为21世纪环境保护可持续发展的重要内容和焦点。

2 绿色设计的概念和绿色室内设计原则

2.1 绿色设计的概念

绿色设计思想源于20世纪中叶，它是为如何节约资源、合理有效利用能源和保护环境这一主题而提出的一整套全新的设计概念和设计方法，它有别于以往形态各异的设计思潮，以生态环境可持续发展为目标，将环境因素和预防污染设计思想和内容措施纳入产品设计，通过一系列设计活动，对材料的选择与搭配、通风与温控、采光与照明等因素进行综合分析，在人、社会与自然环境之间建立一种协调发展的机制，合理配置自然资源，促进生态系统良性循环的先进的设计理念。

2.2 绿色室内设计原则

节约型设计原则。倡导节约型适度消费的设计思路，充分利用现有自然条件，室内设计中应尽量减少能源、资源的消耗，选用无毒、无污染、可再生或使用后易于拆解、回收和再利用的原材料。

以人为本设计原则。绿色室内设计应打破过度设计和装修造成的室内空间拥挤和给人们带来的压抑，努力营造优美、和谐的空间环境，提高室内舒适度，满足人们生理和心理的需求。优秀的绿色室内设计是构建精神文明和物质文明的桥梁。

生态美学原则。生态美学是在传统审美内容中增加了生态因素。室内设计应在自然采光、通风、隔热、保温的前提下，保证良好宜人的室内空气和充分的阳光照射，体现质朴、简洁的自然生态美，运用无土栽培等现代绿化科技技术，改善室内空间与自然的隔离状况，把自然生态延伸到室内环境。

3 绿色设计在室内设计中的应用

3.1 室内设计室外化。人类源于自然，归于自然，崇尚自然是人类的固有属性，人们厌烦密闭、狭小的生活空间，渴望回到大自然。空气是人类赖以生存的首要条件，新鲜空气是人体健康的必要保证，通过对室内空间的合理组织与设计，能最大限度地满足通风与自然采光的要求，设计时，应力求室内外一体化，创造开敞、明亮的流动空间，使居住者较多地获得阳光、新鲜空气和景色。

3.2 室内绿化设计。在室内设计中运用室内绿化盆栽、水景、插花等有生命的景观造型艺术，可为室内设计赋予生命和灵魂，获得小中见大、咫尺千里、移天缩地的对自然的感受，满足人们亲近自然、获取室外新鲜空气和宜人景色的需求。

将绿色植物，如盆景、盆栽等绿色景观引进室内设计，植物在光线的作用下可调节空气湿度，不仅美化了室内的环境质量，而且植物的绿色是一种柔和的色彩，给大脑皮层以良好的刺激，可使疲劳的神经系统在紧张工作之余得以放松和恢复。室内绿化设计因其花卉植物的姹紫嫣红、千姿百态为人们生活所增添的无尽的情趣和美感，己被广泛应用于室内环境的空间处理设计。

采用室内绘画艺术设计。绘画设计是室内绿色设计的重要元素。它通过绘画手段在室内描绘生动逼真的山清水秀、再现自然景观、云天水色等，把大自然引进室内，配以鸟语花香的声、音效，营造室内造园的效果，既可创造宜人的生态环境，又能增加室内艺术氛围，这种全天候的室内花园可以更好地满足人们的生理与心理需求。

3.3 人工照明与自然采光设计。采用自然光是绿色室内设计的基本原则。自然光是大自然所赋予的，应充分地加以利用，设计时，可通过改变窗户的位置和数量，充分利用自然光照。此外，可引入智能照明控制系统和使用发热量低、光照程度高、寿命长、可调光、可频繁开关的LED节能灯具。

3.4 绿色家具与装饰材料选用设计。室内设计，应优先选用“绿色”家具与装饰材料。选择天然材料或可再生可回收、可降解的环保材料，能够有效减少污染和提高资源的利用率；选择环境兼容性好的材料及零部件，避免选用有毒、有害和辐射性强的材料，也是将装饰材料对环境和人体健康的不利影响控制到最低的有效途径。

家具的选择，除对款式、价格等关心外，应对涉及人身健康的家具木材、人造板、塑料件等材质进行选择。优先选用未使用灭菌剂的原木家具、自然透气的藤家具以及淡雅朴实的竹家具等；塑料制品的选择应避免使用以铬、铅或汞等重金属或以此为主要成分的添加剂。

人造板是室内装饰必不可少的材料，应从绿色选材理念出发，选用甲醛、苯等化学气体释放等级达到环保标准的产品，避免因追求新奇和美观而选用对环境和人体有害的放射性材质。

3.5 室内模拟设计。室内设计中自然材质肌理的应用，可让人们感知自然材质，找到回归原始和自然的感觉。尤其是大胆表露水泥表面、木材质地、金属材质等的着意彰显素材肌理和其本来面目的设计，无论是原始粗犷的材质，还是施以精密打磨后表现出的冷静光滑，都能牵动人们的情思，焕发人们潜在的怀乡、回归自然的情愫。

此外，自然景观的引入、怀旧简洁风格的运用等也是绿色设计在室内设计中的重要应用。其中室内纺织品壁挂设计以其独特的艺术语言和艺术魅力，尤其是以毛、棉、麻以及合成纤维为主要材料的传统壁挂，通过编织、印染等手法，辅以精美图案所展示的独特的创作风格和体现的温暖的、回归自然的、绿色的清新古朴情调，近年来备受室内绿色设计专家和业内人士关注。

4 结论

综上所述，室内设计只有秉承室内绿色设计原则，采用既满足人们对于意境和情趣等审美要求，又形象简捷、材料自然、无毒无害的绿色设计，才具有重要的环保意义和更加符合可持续发展及生态学理念的要求。

参考文献：

[1] 胡霜霜. 浅谈绿色设计理念在室内设计中的应用[J]. 商场现代化，2009（21）：139-140.

[2] 曹瑞祺. 浅谈室内设计中的绿色设计[J]. 美术大观，2009（10）：104.

[3] 徐俊，徐永成. 浅析室内设计中绿色设计概念[J]．科教文汇，2008（32）：269.

“比的应用”教学设计及设计意图 篇7

教学目标

1.能运用比的意义解决按照一定的比进行分配的实际问题, 进一步体会比的意义。

2.提高解决问题的能力。

3.感受比在生活中的广泛应用

教学重点

理解按一定比例来分配一个数量的意义;掌握按比例分配应用题的特征和解题方法。

教学难点根据题中所提供的比, 掌握各部分量占总数量的几分之几。

教具准备课件

教学过程

一、创设情境、复习引入

1.出示一个信息:男生与女生的人数比是5:4

问:从上述信息中你又获得了哪些新的信息?

2.出示课本主题图:幼儿园大班30人, 小班20人, 把这些橘子分给大班和小班, 怎么分合理?

(1) 要求:在小组内进行讨论。

(2) 教师组织学生进行全班交流。全班交流时, 学生可能会提供以下两种分配方案。

方案1:每班分这筐橘子的一半。

方案2:按大班和小班的人数比来进行分配。

引导:每班分这筐橘子的一半就是按班级进行平均分;按大班和小班的人数比来进行分配就是按人数进行平均分。

(3) 通过全班交流, 引导学生认识:按大班和小班的人数比来分配较合理。

3.引入课题

这节课, 我们就来学习按一定的比进行分配的实际问题。 (板书课题)

【设计意图】通过复习明确比与分数的联系、比与平均分的关系, 为新授做好铺垫。

二、合作交流、探索新知

(一) 动手操作、具体感知

出示问题:这筐橘子按3:2应该怎样分?

1.要求:小组合作, 用小棒代替橘子摆一摆, 一人做好记录 (记录分配的过程)

2.各小组汇报:自己的分法

补充:分到不能分为止。

3.在这次分小棒活动中, 你们有什么发现?

生1:我觉的不管怎样分, 我们都按3:2的比来分, 也就是我们每次分的小棒的个数比都得是3:2。

生2:我觉得按3:2的比来分和平均分不一样, 按3:2的比分两班分得个数不同, 按班平均分每班分得的个数相同。

师引导:实际上以前我们学过的按班平均分就是按班进行1:1进行分配的。

师引导:刚才你们横着观察表格有了这么多的发现, 那么竖着观察有什么发现呢?

(从倍的概念体会化简比的过程)

【设计意图】这一过程给学生提供了充分的体验时间, 在实际操作中, 学生会不断调整一次分配的数量, 不断地产生新的解题策略, 理解按一定的比例来分配的意义, 为下一步解决实际问题奠定基础。

(二) 解决问题、抽象概括

1.出示问题:如果有140个橘子, 按照3:2又应该怎样分?

(1) 自己尝试。

(2) 小组合作。

(3) 交流:不同的方法。

方法一:列表法

方法二:画图

方法三:用方程来解决

解:设每份X个, 那么大班分到3X个, 小班分到2X个。

3X+2X=140

5X=140

X=28

3X=3×28=84 (个) 2X=2×28=56 (个)

答:大班分84个, 小班分56个。

教师引导:怎样验证结果是否正确?学生汇报

方法四:利用比与整数之间的关系来做

求一共有多少份:3+2=5

求每份多少个:140÷5=28 (个)

求3份多少个 (大班应该分的) :28×3=84 (个)

求2份多少个 (小班应该分的) :28×2=56 (个)

答:大班分84个, 小班分56个。

方法五:利用比与分数之间的关系来做

求一共有多少份:3+2=5

答:大班分84个, 小班分56个。

引导学生思考:分别表示什么呢?怎么得到的?

2.比较一下:看看方法四与方法五有什么相同之处和不同之处?

相同之处:都要求出总份数。

不同之处:方法四需要求出每份数, 求大班和小班各分多少个就是求几个每份是多少。

方法五需要求出大班、小班分别占总份数的几分之几, 求大班和小班各分多少个就是求总数量的几分之几是多少。

3.小结:其实方法五就是按照比的分配来解决问题的。

想一想:用这种方法先求什么、再求什么、最后求什么?

4. (1) 你喜欢用哪种方法解决问题?说一说你的解题过程。

刚才做错的同学利用这段时间改正。

(2) 老师强调:解决生活中的实际问题时, 同学们要认真分析数量关系, 选择适当的方法。

【设计意图】有上面小组合作的经验与发现, 这次可以进一步通过操作、画图、列式等不同的方法来解决问题, 从实践中发现规律, 理解部分量与总量的关系。另外在这个环节中通过设计让学生体会算法多样化, 寻找最优的解决问题的策略——按比分配。

三、应用实践、储存新知

生活中很多地方存在着“比”的知识, 让我们来看一看:

1.在渔业养殖方面存在着比的知识。

一座水库按2:3放养鲢鱼和鲤鱼, 一共可以放养鱼苗25000尾。鲢鱼和鲤鱼的鱼苗各应放养多少尾?

2.其实在你身上也藏着“比”的学问呢!说说你的身高, 猜猜自己头部的高度大约是多少?

老师曾经看到这样一条信息:12周岁的儿童头部与头以下的高度的比一般是2:13。

看到这条信息, 你想到了什么?算一算自己的头部的长度, 看看你估计得准不准?

3.在建筑业中也有很多地方用到按比例分配的知识。

让我们走进恒生建筑工地现场, 按规定, 混凝土中水泥、黄沙、石子的比例为2:3:5。但经现场测量, 水泥有4吨, 黄沙有12吨, 石子有24吨, 总重40吨。如果由你负责监理, 你将如何处理?

4.有些同学不但数学学得好, 还是个小书迷, 经常到学校图书室借书。

我们学校决定投入3000元, 添置一些科技书、故事书和优秀作文选。现在征求大家的意见, 这3000元按照怎样的比来分配?

估计学生可能出现的回答:

1:2:3代表什么?你为什么要这样设定?

1:1:1表示什么意思? (平均分) 按1:1:1分配就是平均分, 平均分是特殊的按比例分配。

探讨节能设计在建筑设计的应用 篇8

关键词：住宅建筑,节能设计

1 建筑节能要求十分迫切

我国的建筑能耗量约占全国总用能量的1/4, 居耗能首位。近年来我国建筑业得到了快速的发展, 需要大量的建造和运行使用能源, 尤其是建筑的采暖和空调耗能。据统计, 1994年全国仅住宅建筑能耗在基本上不供热水的情况下为1.54×108t标准煤, 占当年全社会能源消耗总量12.27×109t标准煤的12.6%。目前每年城镇建筑仅采暖一项需要耗能1.3×108t标准煤, 占全国能源消费总量的11.5%左右, 占采暖区全社会能源消费的20%以上, 在一些严寒地区, 城镇建筑能耗高达当地社会能源消费的50%左右。如此庞大的比重, 建筑耗能已经成为我国经济发展的软肋。

建设部有关部门负责人指出到2000年末, 我国建筑年消耗商品能源共计3.76亿t标准煤, 占全社会终端能耗总量的27.6%, 而建筑用能的增加对全国的温室气体排放已经达到了70%, 我国是主要以煤作为主要能源消耗的国家, 每年由于燃烧矿物燃料向地球大气排放的二氧化碳仅次于美国居世界第二, 预计到2020年, 中国将取代美国成为世界二氧化碳排放第一大国。因此, 中国对于全球气候变暖承担着重大的责任, 而作为耗能大户的建筑, 其节能也就成为关系国计民生的重大问题。

2 建筑构造节能设计

2.1 外墙节能设计

外墙是建筑外围护结构的主体, 所用材料的保温性能直接影响建筑的耗能量。传统的外围护墙体由单一材料组成, 包括加气混凝土外墙、空心砖外墙、空心砌块外墙等。由于建筑节能的需要, 单一材料导热系数太大, 一般为高效保温材料的20倍, 其热工性能指标已经不能满足节能建筑的要求。因此往往使用复合墙体, 包括内保温复合外墙、保温材料夹芯复合外墙和外保温复合外墙三类, 其充分利用各种材料的不同性能, 来达到节能建筑所要求的围护墙体的热工性能指标。

2.2 门窗节能设计

外门窗是住宅能耗散失的最薄弱部位, 其能耗占住宅总能耗的50%。所以在保证日照、采光、通风、观景要求的条件下, 尽量减小外门窗洞口的面积;提高窗户的气密性, 减少冷风渗透;提高窗户本身的保温性能, 减少窗户本身的传热量。

2.2.1 控制住宅窗墙比

住宅窗墙比是指住宅窗户洞口面积与住宅立面单元面积的比值。房间窗口面积的确定应视建筑物所处的地理纬度、当地的冬季日照率、房间的采光要求、建筑物之间日照遮挡情况来确定。在满足上述条件下, 应尽量减少门窗洞口面积。《民用建筑节能设计标准》对不同朝向的住宅窗墙比做了严格的规定, 指出“北向、东向和西向、南向的窗墙比分别不应超过20%、30%、35%”。

2.2.2 提高住宅外窗的气密性, 减少冷空气渗透

如设置泡沫塑料密封条, 使用新型的密闭性能良好的门窗材料。而门窗框与墙间的缝隙可用弹性松软型材料 (如毛毡) 、弹性密闭型材料 (如聚乙烯泡沫材料) 、密封膏以及边框设灰口等密封;框与扇的密封可用橡胶、橡塑或泡沫密封条以及高低缝、回风槽等;扇与扇之间的密闭可用三元乙丙、硅橡胶等密闭条、高低缝及缝外压条等;扇与玻璃之间可用各种弹性压条等。

2.2.3 改善住宅门窗的保温性能

户门与阳台门应结合防火、防盗要求, 在门的空腹内填充聚苯乙烯板或岩棉板, 以增加其绝热性能;外窗户最好采用钢塑复合窗和塑料窗, 这样可避免金属窗产生的冷桥, 可设置双玻璃或三玻璃, 并积极采用节能玻璃。如热反射玻璃, 对可见光有适当的透射率, 而对近红外线有较高的反射率, 对紫外线有很低的透过率, 也称为阳光控制玻璃, 与普通玻璃比较, 大大提高了遮阳性能;中空玻璃是由两片或多片平板玻璃构成, 用边框隔开, 四周边缘部分用胶接焊接或熔接的办法密封, 中间充入干燥空气或其他惰性气体, 其传热系数比单层玻璃小, 保温性能较好;镀膜玻璃与中空玻璃的复合体, 包括热反射镀膜中空玻璃和低辐射镀膜中空玻璃。前者可同时降低传热系数和遮阳系数, 后者透光率较好。缩短窗扇的缝隙长度, 采用大窗扇减少小窗扇, 扩大单块玻璃的面积减少窗芯, 合理地减少可开启的窗扇面积, 适当增加固定玻璃及固定扇的面积, 对建筑节能是有利的。

2.2.4 设置“温度阻尼区”

所谓“温度阻尼区”就是在室内与室外之间设有一中间层次, 这一中间层次像热闸一样阻止外冷风的直接渗透, 减少外墙、外窗的热损失。在住宅中, 将北阳台的外门、窗全部用密封阳台封闭起来, 外门设防风门斗, 防止冷风倒灌, 住宅中的楼梯间设计成封闭式的, 对屋顶上人孔进行封闭处理等措施均能收到良好的节能效果。

2.3 屋顶节能设计

从屋面节能来看, 有高效保温材料保温屋面和结构与保温合一的复合节能屋面板两大类。如在既有建筑的屋顶铺设高效保温隔热材料, 并加设一挂瓦坡屋顶保护, 使传热系数由0.97W/m2K下降至0.28W/m2K;在新建房屋平屋顶上铺设高效保温隔热材料, 并用加气混凝土块支承的薄钢筋混凝土板覆盖, 中间设有5cm厚空气间层, 使传热系数值由0.97W/m2K下降至0.3lW/m2K。为了实现节能, 根本出路在于发展高效保温的外保温复合外墙围护体系。

2.4 建筑设备节能

2.4.1 采暖

采用“按典型房间温度对整幢建筑的采暖系统进行控制”和“改造供暖管道系统, 单管加跨越管和双管系统”等技术措施。

2.4.2 空调

家用空调器选用节能型, 选择能效标示中能效比高的产品。采用热泵技术, 同时满足夏季制冷和冬季采暖的需要。

2.4.3 电气和卫生器具

尽可能充分利用自然光, 优先采用荧光灯高效光源和灯具;尽可能使用节水型卫生器具, 减少供水量, 同时也减少供水能耗。

3 结语

节能保温技术的发展与节能材料的革新是密不可分的, 大力发展节保温技术的同时, 更要加强新型节能材料的开发和利用。采用高效节能经济的新型围护体系, 可以减小散热量提高保温性能, 实现节能的要求;门窗中为提高气密性, 减少冷空气渗透, 设置泡沫塑料密封条, 使用新型的密闭性能良好的门窗材料, 并积极采用热反射玻璃、中空玻璃;屋面采用高效保温隔热材料。这些材料使隔热性能都得到了较大地提高。材料的多样性和优越性在保温技术领域得到长足发展和应用。

本文所提到的几点建议, 是微不足道的一小部分, 并且建筑节能与结构、给排水、供暖、通风和电气等各个专业均紧密相关。由此可见实现建筑节能是一项重大的系统工程, 它需要各个环节、各个部门、各个专业的相互配合, 共同努力, 取得共识, 才能实现节能目标。

参考文献

[1]民用建筑节能设计标准 (JGJ26-95) [S].建设部标准定额研究所组织出版, 1995, 12.

情感设计在平面设计中的应用 篇9

关键词：情感设计,设计情感,本能,行为,反思

一、情感设计

当这种需求得到满足时则会产生愉快、高兴的感情,而没有满足时则会感到烦恼、厌恶。而情感设计有事通过设计师通过各种设计手法表现出来的,对产品各方面的元素进行重组,使产品本身向人们传达感受,从而影响人们的五感,让人与实物产生共鸣。在《情感化设计》一书中从心理学的角度揭示了人的本性3个特征层次:“即本能的、行为的、反思的,提出了情感和情绪对于日常生活做决策的重要性”三种水平的设计与产品特点的对应关系:

本能水平的设计——产品的外观式样和质感

行为水平的设计——产品的功能

反思水平的设计——个人的感受与想法

1. 本能、行为和反思

关于本能水平的设计,从人类存在于这个地球上时就是和其他自然界的事物共存。本能设计也是根据人类的基本欲望所产生出来的设计。在自然界中,许多自然事物的存在就是为了更好地吸引动物和人类,通过动物和人类才能更好地传播种子。人类的这种欲望是天生存在的,看到心仪的物品第一反应就是“我想要它”,这正是一种本能设计产生的作用。

行为水平的设计讲究的就是效用。在这里外形事实上并不重宴,设计原理也不重要,重要的是性能。重要的是优秀行为水平的设计的四个方面:功能、易懂性、可用性和物理感觉。如果我们觉得一个东西好用,我们甚至可以在外观的要求上降低,例如各种文具,有的笔因为工艺的原因,笔芯书写特别流畅,对于这一点,即使文具的外观不那么好看,但是如果能够给我带来愉悦感,仍然会考虑去购买。

反思水平的设计包括许多领域。注重的是信息、文化以及产品效用的意义。对于某个人来说,基于反思水平的设计意义是引起关于回忆的感情。这是对于其他人来说感受不到的情感,只对特定的人起到作用。产品可以不只是它们所实现的功能的总和。它们真正的价值是可以满足人们的情感需要,而最重要的一个需要就是建立其自我形象和其在社会中的地位的需要。而我选择正品的产品才能真正体现自我形象。

2. 情感设计的重要性

为什么情感化设计这么重要呢?除了现在我们所知道的原因。基本的本能及行为的设计已经不足以满足人们的需求了,经济基础足够以后人们开始追求更高的精神层面。人们已经不再满足单纯的物质需求,而正在朝着情感互动层面发展。设计出更多满足心理需求的产品才是未来市场的必然趋势。机器给人感觉冰冷冷,而人与人之间的交往本来就是柔软的。设计给人的感觉应该是即使没有与人面对面,与物体的接触,也能感觉到温暖。而这所做的一切,都是为了打动消费者,触动消费者心里的那根弦,让他为事物买单。

二、情感设计在设计中的应用

1. 气味图书馆“暴风雨”香水

第一次接触情感设计,是在“气味图书馆”香水专卖店。这是一家制作各种生活化香水的店铺,能够模拟出各种独特的香水味。例如雨后花园、阳光、彩虹甚至是暴风雨的味道。当闻到暴风雨气味的香水时,暴风雨的场景就在脑海中突然出现,整个人因为香水气味带来的愉悦感十分强烈。这种味道能够让你在使用的时候勾起内心隐藏的回忆,这样情感设计的反思才能够体现出来。在气味图书馆里,一切生活中熟悉或者不熟悉的味道所承载的记忆,都会通过香水在你脑海中展现。无论是童年的西瓜味冰棒,还是洗澡后的肥皂香,抑或是青春期的内心悸动,都通过气味展现。气味图书馆第一个提出味道应该是一种体验,忠实记录事物原始的味道,只为了唤醒内心深处的情感。将香味和情感设计联系起来,本身也是设计师以香水为载体通过嗅觉为契机的设计表现手法。而设计为产品服务的目的,不也正是为了帮助产品更好的销售吗?

2. 苹果产品

说到情感设计又怎么能不提到“苹果”,苹果产品作为情感设计中的一大典范,每当出现新品时总能让人趋之若鹜,在我看来这与苹果产品的设计息息相关,这种关系在系统内部和手机外观上体现得淋漓尽致。金属质感的外壳,简洁明了的系统设计,容易接受的运行方式,这些都让许多人有理由将它作为第一选择,即使价位略高于人们的承受度,也仍然有许多人愿意为这样的产品去买单。不仅仅是因为觉得好看而去购买,对于某些人来说,已经认为苹果产品能够作为一种时尚和个性的标配。除了设计本身的无可挑剔的严谨,对于苹果品牌的定位也相当重要,情感与定位相结合,将之塑造为一种时尚的标配,才更能让消费者趋之若鹜的去购买。苹果产品已经可以代表未来的设计趋势。所以,从设计师的角度来说,为产品赋予情感表达才是未来设计的新方向。

三、情感设计在未来未来的发展方向

情感化设计的说法由来并不久,最开始接触都是通过唐·A·诺曼的《设计心理学:情感设计》一书。其实我们大多数人很早就开始接触到了情感设计,开始考虑作为人本身对于产品的需要,而不是仅仅能用就行。随着社会的进步科技的发展,越来越多的东西都能被机器代替。我们有洗衣机用来代替人手洗衣服,有洗碗机用来代替手动洗碗,也有微波炉来代替我们热饭热菜,更有汽车代替我们走路。在未来的生活中我们面对机器的时间可能会更多,而老式的机器给人带来冷漠感,我们最初的印象中,机器就和冰冷画上了等号。而设计的出现正是使得人们的生活更加的增添美感。对于未来的生活,改变人们面对机器的冰冷感才是最为重要的。我们无法改变我们的世界不被机器替代,也无法违背社会前进的历程坚持使用人工去做一切事。但设计能做到的就是让人们面对产品时没有冰冷感。不仅仅没有冰冷感,还能在设计中获得满足感,才是未来设计的发展趋势。

参考文献

[1]唐·A·诺曼.设计心理学:情感设计[M].中信出版社,2012.

设计美学在室内设计中的应用 篇10

关键词：设计美学,室内设计,应用

一、前言

作为一门新兴学科,设计美学主要是基于现代设计应用与理论,并且充分结合艺术研究以及美学的相关传统理论创建而成的。其产生及发展几乎是与现代设计的发展过程同步的。而室内设计属于现代设计的一个重要组成部分,其主要是从人们的心理以及生理角度出发,根据人们的活动规律,借助于设计美学的相关原理及先进的科技,从而为人们营造出舒适优美的室内环境。在室内设计当中合理的应用设计美学,可以为人们创造出更加优美的室内环境。

二、设计美学的学科特点

1、应用性

从古希腊至十九世纪期间,西方艺术及美学理论都是以比较抽象的哲学为主导的。然而哲学家不同于艺术家,其缺乏艺术创作经验,其提出的理论无法有效的对艺术欣赏及创作进行指导。在十九世纪以后,美学逐渐发展与成熟,开始广泛的渗透到各个领域。而在现代工业文明发展初期,美学开始对现实应用给予充分关注,于是就产生了设计美学。由此可见,设计美学的第一特征即为具有较强的现实应用性。

2、技术性

设计应用以及理论是在现代工业技术革命的带动下而产生的。作为设计美学的基本因素,技术因素不仅为设计提供了重要依托,同时还在一定程度上决定着设计审美风格的形成。随着工业文明的不断发展,现代设计美学取代了工艺美学。工业时代特有的大批量生产方式,使得审美将功能主义当成最基本的法则,而科学化以及简洁化的设计审美原则也在当时备受人们的青睐。由此可见,现代技术是促使现代主义设计审美风格形成的重要因素。

3、审美性

作为一种艺术创造活动,设计活动是基于现实应用完成的,所以,审美性与功能性具有非常紧密的关系。设计属于一种美的“视觉艺术”或者是“造型艺术”,因此设计美学会与造型艺术以及视觉美学具有比较相似的艺术性研究内容。而设计即为借助于视觉语言将一些设想以及计划等表达出来的一个过程,所以现代设计必须要充分重视审美性。

三、设计美学在室内设计中的应用

1、形式美

形象美最基本的法则即为追求多样化与统一化,这主要体现在以下方面:

首先,追求结构的统一化。在设计中,结构起主导作用,其主要包括形态构成系统以及技术结构系统。而产品的使用功能要求相对简单的结构设计,而且也会随着结构要素的不断演化从而形成多种形式。因此,应该充分重视对技术工艺以及材料的合理应用,从而实现双重性结构的和谐统一。

其次,追求变化中的统一。假如在统一当中没有对比的话,那么形式也会显得单调以及呆板。在设计的过程中,应该合理的调整与改变各个部分的形状、装饰以及色彩等等,借助于衬托或者强化的手法,从而有效突显主调效果,在一些要素的排列方面要施加一些起伏以及渐变等韵律变化,同时在此基础上充分运用增强以及铺垫的手法,从而加强整体的节奏感,并且要合理运用高低错落等多种手法,进而产生强烈的对比效果。

2、功能美

对于产品 而言,其功能美主要体现在其自身的形式美以及功能的统一当中,所以,所有人工制作以及设计的产品都可以在功能方面达到比较完美的要求,从而充分满足人们精神上以及物质上的需求,而这是能够充分体现功能美的产品。目前,随着人们的精神需求以及物质需求的不断增长,对室内形式美的需求也开始逐渐上升至理性需求层面,例如功能以及技术等等。而形式以及功能是相对而言的,二者之间具有非常紧密的关联。

为了充分满足人们对空间具有的居住要求,室内设计应该具有较强的实用性。例如在室内设计当中的主卧以及儿童房,二者在功能需求以及使用对象等方面具有较大的区别,于是就应该分别选用不同的空间色彩,这样才能符合不同居住对象的喜好与需求。与此同时,室内设计中的功能除了体现在适用功能上以外,其还体现在审美等功能上,然而在诸多功能当中,实用功能是最主要而且也是最基本的一项功能。

3、技术美

对于技术美的本质问题,我国著名的哲学家李泽厚提出:桥梁以及汽车是为人类服务的,然而其是因为符合一定的规律性才得以建设而成的,这即为技术美的本质。这一观点属于李泽厚教授对实践论美学观的一种扩展以及应用,其大大扩展了技术美学的研究领域,技术美属于形式以及功能的彼此统一,作为一种创造理念以及设计手法,技术表现和技术美之间具有比较密切的关联,在室内设计当中,人们开始日益重视对技术表现的运用的与关注。在现代室内设计当中包含的技术体现通常为室内环境也具有一定的高科技因素,例如电脑控制住宅等等。

作为一种比较科学的设计理念,技术美能够为设计活动提供比较合理的理论指导,其属于现代社会的一个主要特征。以上海世博会的主题馆为例,其作为一个绿色生态建筑,能够充分的体现出技术美。设计师采用新型的建筑节能材料完成了建筑外墙的设计,并且将立体绿化设计运用在东侧以及西侧的墙体外,同时在屋面的采光以及保温等方面达到了建筑节能的目标。

四、结语

总而言之,在室内环境当中合理的应用设计美学的技术美以及形式美等能够有效提高室内设计的科学性与合理性。对于室内设计的技术美、形式美以及功能美彼此统一的追求以及努力,其实即为一种对文化的创造以及综合,因此,相关设计人员应借助于设计美学从而更加合理、更加有效的利用现代设计技术、新型设计材料以及设计手法,进而促进室内设计行业的蓬勃发展。

参考文献

[1]彭屹峰.多元化设计理念下的室内设计[J].山西建筑,2010,02(16):93-94.

[2]王威.当代美学艺术在室内装潢设计中的应用[J].科技创新与应用,2012,02(10):38-39.

设计的应用 篇11

【关键词】平面设计；手工设计元素；应用

平面设计领域经历了诸多发展变革，到现在设计元素更多更丰富，为好作品的出现奠定了良好基础。手工设计元素作为平面设计领域的一颗明珠，以自身质朴、稀缺、真实、纯正等优势广受喜爱，在互联网与新媒体时代为平面设计的创新性发展提供了参考。对于设计师而言，平面设计追求的是设计者与受众的沟通，以根植于生活的手工设计元素作为创作源泉，可进一步发挥各类设计元素的魅力，增强设计的质感、激发创新性。下面对平面设计中手工设计元素的应用做简要探讨。

1 平面设计中手工设计元素的特点

手工设计元素作为平面设计领域应用频率较高、范围较广的一种经典元素，其最大的特点就是来源于自然，可借由手工制作表达出设计者的思想与感情，本身形式丰富多样、内容多姿多彩，是构成人类历史与文化的重要部分。以中国传统文化领域的手工设计为例，最典型的要属剪纸艺术、刺绣文化等，这些元素根植于社会生活，同人们的生活密切相关，体现在现代平面设计中，就是各种各样带有手工设计元素的优秀作品。

手工设计元素不同于其他元素，更加强调给人带来感官上的美好享受，以满足人的审美情绪，以手工制作为突出特点的元素更加强调利用材料的天生特性，从而突出手工设计自然、质朴、活跃的趣味。比起其他元素，手工设计本身更加突出创造性与偶然性，创造性与制作中天马行空不受约束的趣味取向密切相关，偶然性则是设计与制作中因偶然的偏差带来独特的审美趣味，这种特点使得手工制作在成品表现上具有了唯一性，也由此更突出设计的珍贵。

2 平面设计中手工设计元素的应用

2.1 审美趣味创新

平面设计发展到现在，设计师们对于各类计算机设备、平面设计软件与素材的应用更为青睐，无论多么繁冗复杂的设计，在现代技术的支持下都可迅速完成，各种平面设计效果都可获得理想中的模样，以标准化、超强视觉感、极简风为代表的现代设计虽然同样有出众之处，但是大量同类型设计的聚集也导致了一种过于单调的审美趣味，因此充满审美情绪与温暖色调的手工元素在当前平面设计领域开始重新流行。

平面设计中融入手工设计元素可营造出不一般的审美趣味，带给观赏者令人温暖或惊艳的体验感受，赋予手工元素全新的时代特色，也让平面设计变得更为不同。比如在服装平面设计中，剪纸、汉绣等很多手工艺结合最新的生活方式和国际化的设计语言进行表达，服装配饰采用剪纸的视觉平面做成镂空效果令人惊艳，传统汉绣的鲜艳色彩运用当代设计方法将汉绣的线条用现代方式绣在服装上，也会营造出若隐若现的感觉，这些带有中国民间趣味的手工设计元素融入平面设计，极大的增加了现代设计的趣味性与艺术性，无论对于手工设计新时期的创新发展还是平面设计的创新进步都有极大意义。

2.2 设计创新

以手工设计元素为主体的平面设计淡化了高科技技术色彩，以切实可靠的特色构建起了设计师同观者之间的桥梁，手工元素的融入让平面设计变得更加温暖、鲜活，为平面设计作品增添了无尽激情与活力。比如以剪纸、风筝、刺绣艺术等为代表的手工元素融入平面设计，出现了让人新奇的审美趣味，像融合了泸州宋墓的雕刻纹饰、人物等的平面设计，人物Q版设计与表情包又萌又软、荷花石刻变身精致竹雕，这种来源于手工设计元素的趣味让平面设计变得更加生活化、趣味化。

平面设计中手工设计元素的应用开始广泛与新媒体、数码电脑设计相结合，以科技的优势将手工设计元素中的亮点提炼出来服务平面设计，不仅可进一步创新视觉领域的表达艺术，让数码时代的设计实现无限创新的可能性，同时还有助于探索设计思维、视觉语言、数码电脑设计技术有机结合的新道路，从而摆脱发展桎梏，实现新时期观赏与设计的共同进步。现代平面设计，无论是艺术家还是设计师，都不能屈服于同一种趋势或者同一种风格之下，在表达个人设计意愿时，要积极探索手法与工具的变换，手工设计元素中带有的偶然性和随意性，同设计者的灵感相碰撞，才能够真正营造出有别于其他人的风格，形成数码时代的创意区别，从而带来更为丰富且自由的设计体验，避免科技与手工的对立，走出数码时代电脑与信息技术带来的桎梏，让现代平面设计变得更有活力。

3 结束语

综上所述，平面设计中手工设计元素的应用有助于创新审美趣味，融合手工元素打造全新优秀的平面设计，对于创意表达、设计创新有积极意义，可促进新时期平面设计的进步。

参考文献：

[1]林琳.“手工元素”让平面设计温暖起来[J].设计，2014（11）：91-92.

[2]张玉梅.手工元素在视觉传达设计中的应用研究[J].大舞台，2015（8）：76-77.

设计的应用 篇12

一、软件概述

1. Multisim软件

Multisim软件是一种专门用于电路仿真和设计的EDA系统工具。它是介于电子线路理论设计和实际运作之间的有效的虚拟工作平台,功能强大:不仅仅具有电路设计的功能,还能对整个电路信号及系统进行仿真分析。还能将由它设计的电路图直接输出给目前流行的电路辅助设计软件如Protel、Orcad等用来设计电路板。该软件可以设计、仿真、演示各种电子电路,其中包括:电工电路、模拟电路、数字电路、高频电路等。可以根据需要设置各种电路故障并对其进行分析;另外有丰富的元件库和虚拟测试的仪器仪表,操作方法与实物非常相似,有利于学生的学习和仪器仪表操作技巧的熟练。

2. Protel 99SE软件

Protel 99SE软件作为当今最为流行的EDA软件,其完善的电路设计功能,深受电子线路设计人员以及电子爱好者的喜爱。2001年推出Protel 99SE—具有PDA功能的强大的EDA综合设计环境,它具有原理图设计、P C B电路板设计、层次原理图设计、报表制作、电路仿真以及逻辑器件设计等功能。其自身强大的功能,大大提高了电子线路设计的效率,成为广大电子线路设计工作者首选的计算机辅助电子线路设计软件。

二、单管放大电路设计实例分析

1. 搭接电路

在Multisim运行环境下,建立如图2所示的单管放大电路,各元件参数的选择如图1所示。Multisim中电路元件有实际元件和虚拟元件之分,为了Protel软件能直接利用该电路图,注意使用实际元件。为了方便的设置静态工作点,将R1选择为可变电阻。为方便分析,可以为电路设置连接点序号,具体操作是:执行命令OptionssheetProperties在弹出的对话框中选择Circuit标签,在Net Names区中选中“Show All”,即可在建立电路时显示连接点序号。

2. 静态工作点调试分析

改变电路中R1的阻值可以实现电路静态工作点的调整。在Multisim中,按A键R1的值增加,按Shift+A使R1的值减小,根据自己设置的增减百分比,使阻值从0~100%变化。通过观察示波器上得到的最大不失真波形,测量出电路的最佳静态工作点。点击SimulateAnalysesDC Operating Point(仿真分析直流工作点)命令,在弹出的对话框中进行设置。在Output标签中,左边“Variables in circurt”(电路变量)下的显示框中选择需要分析的变量,并把它添加到右边“Selectde variables for”(分析所选变量)显示框中。本例中分别将R1调节到10%、40%、70%,对电路进行静态工作点分析,得出静态工作点参数(见表1)。

3. 交流分量的分析

从上面静态工作的参数分析可以知道,大概R1在40%的时候,静态工作点比较理想。就以此情况下的工作点做交流分析。

(1)交流分量的分析

在运行情况下,我们可以通过点击XSC1(示波器)进行参数的测量与分析。在弹出的示波器屏幕上,可以找到两个游标轴1和2。移动游标1指到A通道的波峰上;移动游标2指到B通道的波峰上,从示波器的显示可以看出,此时T1、T2分别为28.036mV和-1.934V,A通道峰值即输入电压幅值为28.036m V,B通道输出电压幅值为-1.934V,负号表示输入输出信号间的相位相差180°从而我们可以进行一下分析:第一,可以得出信号的周期(频率)为1K H z,输入与输出信号反相,可以得出该电路是反相放大电路;第二,电路的放大倍数可以直接由AU=U0/UI=69,具体如图2所示。

(2)电路的频率特性分析

点击虚拟仪器频率特性分析仪如图接好,点击XBP1,在弹出的屏幕上可以看到,由于耦合电容和晶体管结电容的影响,在频率很低和很高时,电路放大倍数会按一定的规律下降,借助游标得到中频段(平坦波形处)的电压放大倍数为37.023d b,此时所对应的频率为2.887KHz。再用游标分别找到低频端和高频端电压放大倍数下降到3d b时所对应的频率点,分别记录下限频率51.479Hz和上限频率11.743MHz,则可以直接得到电路的通频带BW=11.743MHz~51.479Hz,(如图3所示)。

4. 导出网络表

以上就是完成对单管放大电路的设计和仿真,接下来可以进行电路板制作,这里我们可以选用比较流行的Protel 99SE软件。在这个方面,Multisim很好的与Protel 99SE兼容。具体操作如下:点击菜单栏上Transfer,选择Transfer to other PCB layout,弹出对话框(如图4所示)。

注意保存类型的选择,在此我们选择Protel PCB(*.NET),填写文件名,存盘即可。这样就生成网络表,网络表是连接电路图与P C B板之间的桥梁。下面的任务就是根据网络表进行PCB板制作了。

5. 网络表修改

首先在Protel 99SE中打开前面生成的网络表,如图5所示。在网络表中,每个中括号内的内容是各个元件的参数。第一行是元件的编号;第二行是元件的封装;第三行是元件参数值。由于生成的网络表是在Multisim 8.0中生成的,封装与Protel 99SE中的不一致,需要将其修改成Protel 99SE中适用的封装。方法是:将第二行元件封装直接修改成P r o t e l99SE中有的封装,然后存盘即可。

6. PCB制版

将修改好的网络表加载到P C B文件中去。在没有错误的情况下,元件的封装就加载到设计好的电路板中去了。然后对电路元件封装进行布局。布局完成后,对电路板的布线的层设置,具体可在Design/rule/routing layer中设置。就本例而言,电路板比较简单,设置为单面板就可以了。还可以对电路走线规则进行设置,因项目不同而不同。一系列的设置完成后,最后布线完成即可。最终电路板PCB板图如图6所示。最后执行file/export导出PCB板文件,就可以送出去加工了。

三、结束语

以上通过单管共射放大电路简单的实例,系统地介绍了这两种软件的使用,在电子线路课中引入这两种软件,可以提高学生学习的兴趣,增强学生的动手操作能力。在教学过程中,教师应该多找些实际案例,在实际训练中提高学生的能力。真正做到“以就业为导向,以服务为宗旨”的职业教育理念,让学生具备熟练的职业技能,在走上职业岗位之后具有可持续发展的能力,具备一定的理论基础,成为企业的操作型高技能人才。

参考文献

[1]张瑾,张伟,张立宝.电路设计与制版Protel99SE入门与提高[M].北京:人民邮电出版社,2007

[2]赵小阳,聂典.Multisim8计算机仿真在电子电路设计中的应用[M].江苏:南京理工大学出版社,2003

[3]赵丽.Multisim技术在电子实验中的应用[J].中国教育技术装备,2008,9

[4]郭勇.EDA技术基础[M].北京:机械工业出版社,2005