展示设计的应用领域

展示设计的应用领域

在传统意义上，展示被分为文化展示和商业展示，既可以是长期展示也可以是短期展示。无论是艺术展览馆还是科学博物馆，展示的应用范围都可包括来宾中心、潮流展示、品牌体验、发布会以及各种博物馆大厅。各种展示类型之间的界限正变得越来越模糊，技巧和概念正在所有展示和陈列类型中有规则地转移。

在现代社会中，展示设计的应用领域则非常广泛，包括各种商业性质和非商业性质的展示展览，如商业性质的商品陈列、展销会、交易会、博览会等。非商业性质的公益宣传、艺术品以及图书馆展览等。一般来说，就其按社会性的领域分类，有政治、军事、经济、科学、技术、文化、艺术、教育等各个领域。

1．政治和军事通常情况下，政治和军事类的展示都是在国际范围内进行的，其往往有一定的政治和历史因素，并具有世界性的领先科技和综合性社会文化，如图1—7。

图1—7 北京警察博物馆

2．经济和技术在经济和技术领域，主要是以商业性质的展示展览为主，并且其在整个展示设计中占有首要的位置。每年世界各地的商家通过不同的展览会和展销会，推出各自的代表产品，同时在宣传产品的时候也推销本身企业的形象和展示实力。经济产品又与技术密不可分，所以通常在经济为主的展会中相应地包含大量新技术的展示。例如每年一度D峨法兰克福车展，其在展示新的车型的同时也会发布相关的新型技术，如图：1—8所示。

图1—8 2011年IAA法兰克福车展

3．科学和艺术科学和艺术的展示多以非商业性质为主，其中科学的展会多以教育和传播信息为主要目的。艺术展会则着重宣传艺术家和设计师本人及其艺术或者设计理念，如图1—9和图1—10所示。

图1—9德国CULTURE分子展厅

图1—10 Marcel Wanders作品展

4．教育和文化教育和文化领域的展会和科学艺术展会有着相同的作用和意义，只是其更侧重于宣传的新作用。其展示的方向性与其他商业性的展示有着根本的区别，那就是教育和文化的展示内容是根据展示的目的来定义的。而其他应用领域的展示是根据其要展示的对象来决定的，如图1—11所示。

图1—11以色列特拉维夫市与时间对话展

机械优化设计论文(基于MATLAB工具箱的机械优化设计)

基于MATLAB工具箱的机械优化设计 长江大学机械工程学院机械11005班刘刚 摘要：机械优化设计是一种非常重要的现代设计方法，能从众多的设计方案中找出最佳方案，从而大大提高设计效率和质量。本文系统介绍了机械优化设计的研究内容及常规数学模型建立的方法，同时本文通过应用实例列举出了MATLAB 在工程上的应用。 关键词：机械优化设计；应用实例；MATLAB工具箱；优化目标 优化设计是20世纪60年代随计算机技术发展起来的一门新学科, 是构成和推进现代设计方法产生与发展的重要内容。机械优化设计是综合性和实用性都很强的理论和技术, 为机械设计提供了一种可靠、高效的科学设计方法, 使设计者由被动地分析、校核进入主动设计, 能节约原材料, 降低成本, 缩短设计周期, 提高设计效率和水平, 提升企业竞争力、经济效益与社会效益。国内外相关学者和科研人员对优化设计理论方法及其应用研究十分重视, 并开展了大量工作, 其基本理论和求解手段已逐渐成熟。 国内优化设计起步较晚, 但在众多学者和科研人员的不懈努力下, 机械优化设计发展迅猛, 在理论上和工程应用中都取得了很大进步和丰硕成果, 但与国外先进优化技术相比还存在一定差距, 在实际工程中发挥效益的优化设计方案或设计结果所占比例不大。计算机等辅助设备性能的提高、科技与市场的双重驱动, 使得优化技术在机械设计和制造中的应用得到了长足发展, 遗传算法、神经网络、粒子群法等智能优化方法也在优化设计中得到了成功应用。目前, 优化设计已成为航空航天、汽车制造等很多行业生产过程的一个必须且至关重要的环节。 一、机械优化设计研究内容概述 机械优化设计是一种现代、科学的设计方法, 集思考、绘图、计算、实验于一体, 其结果不仅“可行”, 而且“最优”。该“最优”是相对的, 随着科技的发展以及设计条件的改变, 最优标准也将发生变化。优化设计反映了人们对客观世界认识的深化, 要求人们根据事物的客观规律, 在一定的物质基和技术条件下充分发挥人的主观能动性, 得出最优的设计方案。 优化设计的思想是最优设计, 利用数学手段建立满足设计要求优化模型; 方法是优化方法, 使方案参数沿着方案更好的方向自动调整, 以从众多可行设计方案中选出最优方案; 手段是计算机, 计算机运算速度极快, 能够从大量方案中选出“最优方案“。尽管建模时需作适当简化, 可能使结果不一定完全可行或实际最优, 但其基于客观规律和数据, 又不需要太多费用, 因此具有经验类比或试验手段无可比拟的优点, 如果再辅之以适当经验和试验, 就能得到一个较圆满的优化设计结果。 传统设计也追求最优结果, 通常在调查分析基础上, 根据设计要求和实践

室内空间规划-流线分析

v1.0 可编辑可修改 o在空间规划设计中，各种流线的组织亦是很重要的。流线组织的好与坏，直接影响到各空间的使用质量，严重的会造成使用上的混乱。而现代综合类建筑空间中的流线是多方面的，是非常复杂的，设计师们往往会以分析流线的简图来综合表达建筑物的人流的集与散，货物的进与出及车流的疏与导，而这样的简图，称为流线分析图。 o不同类型的建筑空间，因其使用性质不同，往往存在着不同的流线组织特点。 有的比较均匀，有的比较集中。这些人流活动的特点，常通过一定的顺序或某种联系关系而体现出来。一般来说，建筑空间的流线组织基本可以归纳为平面的、立体的和综合的三种方式。 o (1)平面的组织方式 o有的建筑空间，特别是中小型建筑空间，因其空间的使用性质较单一，人流的活动相对较为简单，人流活动的安排方式多采用平面的组织方式。从图1所示的中小规模的展览馆流线分析图可以看出，以平面方式组织的展览路线简捷明了，一目了然，避免了不必要的上、下活动，使用起来亦是方便和合理的。 图1 展览馆流线分析图 (2)立体的组织方式 有些建筑空间由于功能要求比较复杂，仅依靠平面的方式，是不能完全解决流线组织问题的，还需要采用立体方式组织人流的活动。例如，规模较大的交通建筑，常把进出建筑空间的两大流线，从立体关系中将它们错开，也就是说，在组织

流线时，将旅客大量使用的空间，诸如出入口，售票处、行包托运处、问询处、旅客等候厅等主要组成部分，按照一定的流程顺序，按立体的方式进行安排，使其整个流线短捷方便，求得空间组合紧凑合理。 当然，可利用地形的交通建筑，也需要在总体布局中采用立体方式组织其流线。根据基地所处的不同地段条件，可以有着不同的人流组织方式。如图2为乌鲁木齐航站流线示意图，它利用了地形坡度来减少建造时的土方工程量。该候机楼的一侧是停机坪，另一侧是停车场，停机坪低于停车场三米多高，这样就使整个人流活动产生了立体关系。这是因地形高差而造成的立体关系的组织方式。与上述的源于流线组织需要而形成的立体关系，两者是不完全相同的。 图2 (3)综合的组织方式 有的建筑空间，它们的流线组织，往往需要用综合分析的方式才能解决。也就是说有的活动按平面方式安排，而有的活动需要按立体方式加以解决。如一般的旅馆建筑，除了满足人的食宿之外，还需要满足人在商务上和文娱活动上的多样要求。另外，根据旅馆所服务的对象，还需要设置一些公共的服务设施，如小卖部、商务中心、旅行服务处等。因此，旅馆是一种提供综合服务性的公共建筑，它既要保证旅客有安静舒适的休息环境，又要具有供公共活动用的场所。通常将客房部分放在公共活动部分的上部，因而形成了流线组织的综合关系。

机械优化设计方法论文

浅析机械优化设计方法基本理论 【摘要】在机械优化设计的实践中，机械优化设计是一种非常重要的现代设计方法，能从众多的设计方案中找出最佳方案，从而大大提高设计的效率和质量。每一种优化方法都是针对某一种问题而产生的，都有各自的特点和各自的应用领城。在综合大量文献的基础上，总结机械优化设计的特点，着重分析常用的机械优化设计方法，包括无约束优化设计方法、约束优化设计方法、基因遗传算方法等并提出评判的主 要性能指标。 【关键词】机械；优化设计；方法特点；评价指标 一、机械优化概述 机械优化设计是适应生产现代化要求发展起来的一门科学，它包括机械优化设计、机械零部件优化设计、机械结构参数和形状的优化设计等诸多内容。该领域的研究和应用进展非常迅速，并且取得了可观的经济效益，在科技发达国家已将优化设计列为科技人员的基本职业训练项目。随着科技的发展，现代化机械优化设计方法主要以数学规划为核心，以计算机为工具，向着多变量、多目标、高效率、高精度方向发展。]1[ 优化设计方法的分类优化设计的类别很多，从不同的角度出发，可以做出各种不同的分类。按目标函数的多少，可分为单目标优化设计方法和多目标优化设计方法按维数，可分为一维优化设计方法和多维优化设计方法按约束情况，可分为无约束优化设计方法和约束优化设计方法按寻优途径，可分为数值法、解析法、图解法、实验法和情况研究法按优化设计问题能否用数学模型表达，可分为能用数学模型表达的优化设计问题其寻优途径为数学方法，如数学规划法、最优控制法等。 1.1 设计变量 设计变量是指在设计过程中进行选择并最终必须确定的各项独立参数，在优化过程中，这些参数就是自变量，一旦设计变量全部确定，设计方案也就完全确定了。设计变量的数目确定优化设计的维数，设计变量数目越多，设计空间的维数越大。优化设计工作越复杂，同时效益也越显著，因此在选择设计变量时。必须兼顾优化效果的显著性和优化过程的复杂性。

室内空间规划---流线分析

室内空间规划---流线分析

o在空间规划设计中，各种流线的组织亦是很重要的。流线组织的好与坏，直接影响到各空间的使用质量，严重的会造成使用上的混乱。而现代综合类建筑空间中的流线是多方面的，是非常复杂的，设计师们往往会以分析流线的简图来综合表达建筑物的人流的集与散，货物的进与出及车流的疏与导，而这样的简图，称为流线分析图。 不同类型的建筑空间，因其使用性质不同，往往存在着不同的流线组织特点。有的比较均匀，有的比较集中。这些人流活动的特点，常通过一定的顺序或某种联系关系而体现出来。一般来说，建筑空间的流线组织基本可以归纳为平面的、立体的和综合的三种方式。 (1)平面的组织方式 有的建筑空间，特别是中小型建筑空间，因其空间的使用性质较单一，人流的活动相对较为简单，人流活动的安排方式多采用平面的组织方式。从图1所示的中小规模的展览馆流线分析图可以看出，以平面方式组织的展览路线简捷明了，一目了然，避免了不必要的上、下活动，使用起来亦是方便和合理的。

图1 展览馆流线分析图 (2)立体的组织方式 有些建筑空间由于功能要求比较复杂，仅依靠平面的方式，是不能完全解决流线组织问题的，还需要采用立体方式组织人流的活动。例如，规模较大的交通建筑，常把进出建筑空间的两大流线，从立体关系中将它们错开，也就是说，在组织流线时，将旅客大量使用的空间，诸如出入口，售票处、行包托运处、问询处、旅客等候厅等主要组成部分，按照一定的流程顺序，按立体的方式进行安排，使其整个流线短捷方便，求得空间组合紧凑合理。 当然，可利用地形的交通建筑，也需要在总体布局中采用立体方式组织其流线。根据基地所处的不同地段条件，可以有着不同的人流组织方式。如图2为乌鲁木齐航站流线示意图，它利用了地形坡度来减少建造时的土方工程量。该候机楼的一侧是停机坪，另一侧是停车场，停机坪低于停车场三米多高，这样就使整个人流活动产生了立体关系。这是因地形高差而造成的立体关系的组织方式。与上述的源于流线组织需要而形成的立体关系，两者是不完全相同的。

展示空间设计的一些基本原则

展示空间设计的一些基本原则 关键词：空间设计 1 采用动态的、序列化的、有节奏的的空间展示形式 展示空间最大的特点是具有很强的流动性，所以在空间设计上采用动态的、序列化的、有节奏的展示形式是首先要遵从的基本原则，这是由展示空间的性质和人的因素决定的。人在展示空间中处于参观运动的状态，是在运动中体验并获得最终的空间感受的。这就要求展示空间必须以此为依据，以最合理的方法安排观众的参观流线，使观众在流动中，完整地、经济地介入展示活动，尽可能不走或少走重复的路线，尤其是不在展示的重点区域内重复，在空间处理上做到尤如音乐旋律般的流畅，抑扬顿挫分明有致．使整个设计顺理成章。在满足功能的同时，让人感受到空间变化的魅力和设计的无限趣味。 例如西班牙巴塞罗那博览会的德国馆是采用围中有透，透中有围，围透划分空间的处理手法，使人进人展览空间之后，沿隔断布置所形成的参观路线不断前进，在行进中，可以从不同的角度看到几个层次的空间。设计师在该馆在空间处理上，采用灵巧的划分空间的手法，使有限的空间变成无限，无限的空间中包含着有限，以不断变化着的空间导向，使整个空间的展示形式流畅、有节奏，让人们在不断变换的视觉构图中 欣赏到全方位的空间。 中国的园林艺术在这点上与展示艺术有着异曲同工之妙，我们可以从中获得一些启发。如园林在空间序列上讲究启承转合，明暗开合；在游览路线上讲究移步换景，情景交融。这些都值得在考虑空间展示形式时 采纳借鉴。 2 在空间设计中考虑人的因素，使空间更好的服务于人 展示空间的基本结构由场所结构、路径结构、领域结构所组成，其中场所结构属性是展示空间的基本属性。因为场所反映了人与空间这个最基本的关系。它体现了以人为主体。通过中心（亦即场所）、方向（亦即路径）、区域（亦即领域）协同作用的关系“力”，即“突出了社会心理状态中人的位置”。是人赋予了展示空间的第四维性，使它从虚幻的状态通过人在展示环境中的行动显现出实在性，同时人在对这种空间的体验过程中，获得全部的心理感受。“人”是展示空间最终服务的对象，所以人做为高级动物在精神层 面上的需求是展示设计必须满足的一个方面。 展示设计需要满足人在物质和精神上的双重需求，这是在进行展示空间分析时的基本依据。人类需要舒适和谐的展示环境，声色俱全的展示效果，信息丰富的展示内容，安全便捷的空间规划，考虑周到的服务设施等等，这些都是人类在精神上对展示设计提出的要求。这就需要设计师仔细地分析参观者的活动行为并在设汁中以科学的态度对人机工程学给以充分的重视，使展示空间的形状，尺寸与人体尺度之间有恰当的配合，使空间内各部分的比例尺度与人们在空间中行动和感知的方式配合得适宜、协调，这是最基本的空

机械优化设计方法基本理论

机械优化设计方法基本理论 一、机械优化概述 机械优化设计是适应生产现代化要求发展起来的一门科学，它包括机械优化设计、机械零部件优化设计、机械结构参数和形状的优化设计等诸多内容。该领域的研究和应用进展非常迅速，并且取得了可观的经济效益，在科技发达国家已将优化设计列为科技人员的基本职业训练项目。随着科技的发展，现代化机械优化设计方法主要以数学规划为核心，以计算机为工具，向着多变量、多目标、高效率、高精度方向发展。]1[ 优化设计方法的分类优化设计的类别很多，从不同的角度出发，可以做出各种不同的分类。按目标函数的多少，可分为单目标优化设计方法和多目标优化设计方法按维数，可分为一维优化设计方法和多维优化设计方法按约束情况，可分为无约束优化设计方法和约束优化设计方法按寻优途径，可分为数值法、解析法、图解法、实验法和情况研究法按优化设计问题能否用数学模型表达，可分为能用数学模型表达的优化设计问题其寻优途径为数学方法，如数学规划法、最优控制法等 1.1 设计变量 设计变量是指在设计过程中进行选择并最终必须确定的各项独立参数，在优化过程中，这些参数就是自变量，一旦设计变量全部确定，设计方案也就完全确定了。设计变量的数目确定优化设计的维数，设计变量数目越多，设计空间的维数越大。优化设计工作越复杂，同时效益也越显著，因此在选择设计变量时。必须兼顾优化效果的显著性和优化过程的复杂性。 1.2 约束条件 约束条件是设计变量间或设计变量本身应该遵循的限制条件，按表达方式可分为等式约束和不等式约束。按性质分为性能约束和边界约束，按作用可分为起作用约束和不起作用约束。针对优化设计设计数学模型要素的不同情况，可将优化设计方法分类如下。约束条件的形式有显约束和隐约束两种，前者是对某个或某组设计变量的直接限制，后者则是对某个或某组变量的间接限制。等式约束对设计变量的约束严格，起着降低设计变量自由度的作用。优化设计的过程就是在设计变量的允许范围内，找出一组优化的设计变量值，使得目标函数达到最优值。

展示设计空间设计的重要意义

展示设计空间设计的重要意义 学院：机械工程 专业：工业设计 姓名：张雪瑞 学号：1008024213

展示设计是一门综合艺术设计，它的主体为商品。展示空间是伴随着人类社会政治、经济的阶段性发展逐渐形成的。在既定的时间和空间范围内，运用艺术设计语言，通过对空间与平面的精心创造，使其产生独特的空间范围，不仅含有解释展品宣传主题的意图，并使观众能参与其中，达到完美沟通的目的，这样的空间形式，我们一般称之为展示空间。对展示空间的创作过程，我们称之为展示设计。 展示设计店面的布置是引导人群和提高自我品位的关键店面布置的主要目的是突出商品特征，使顾客产生购买欲望，又便于他们挑选和购买。专卖商店的设计十分讲究，它需要线条简洁明快，不落俗套。在布置专卖商店店面时，要考虑多种相关因素，诸如空间的大小，种类的多少，商品的样式和功能，灯光的排列和亮度，通道的宽窄，收银台的位置和规模，电线的安装及政府有关建筑方面的规定等。 在展示设计中，空间的分割组合是展示设计的灵魂，它决定着一个展示设计的风格、形式、构造等方方面面的因素，它可以决定展示设计的结构是怎样的，展示设计的功能区怎样划分，展品怎样陈列等。 西班牙巴塞罗那博览会的德国馆是采用围中有透，透中有围，围透划分空间的处理手法，使人进入展览空间后，沿隔断布置所形成的参观路线不断前进，在行进中，可以从不同的角度看到几个层次的空间。这种在运动中所看到的不断变化的视觉氛围会引起人们浓郁的兴趣，所以该馆在空间处理上，以变化和灵巧划分空间的手法，是有限的空间变成无限，并且不断变化着的空间导向，让空间序列产生异常丰富和流畅的效果。 贵阳的企业馆对于空间的处理也很精彩，让观者对于前方的展示内容及空间产生强烈的欲望及好奇。此展厅有科幻的效果，整个展示的空间是一个有机的整体，空间的功能分区相对被弱化了。 展示设计是使参观者与展品交流的一种设计活动。空间的分割与组合使展示设计得到了不同的构成形式，分为了公众空间、信息空间、辅助空间等众多类型，而观众正是在这些空间中活动，从而获得对展品的认识、感受。因此，空间设计是展示设计的的重要环节，一个精美的展示设计离不开非一般的空间设计。

机械优化设计习题及答案

机械优化设计习题及参考答案 1-1.简述优化设计问题数学模型的表达形式。 答：优化问题的数学模型是实际优化设计问题的数学抽象。在明确设计变量、约束条件、目标函数之后，优化设计问题就可以表示成一般数学形式。求设计变量向量[]12T n x x x x =L 使 ()min f x → 且满足约束条件 ()0 (1,2,)k h x k l ==L ()0 (1,2,)j g x j m ≤=L 2-1.何谓函数的梯度？梯度对优化设计有何意义？ 答：二元函数f(x 1,x 2)在x 0点处的方向导数的表达式可以改写成下面的形式：??? ?????????????=??+??= ??2cos 1cos 212cos 21cos 1θθθθxo x f x f xo x f xo x f xo d f ρ 令xo T x f x f x f x f x f ?? ????????=????=?21]21[)0(， 则称它为函数f （x 1，x 2）在x 0点处的梯度。 （1）梯度方向是函数值变化最快方向，梯度模是函数变化率的最大值。 （2）梯度与切线方向d 垂直，从而推得梯度方向为等值面的法线方向。梯度)0(x f ?方向为函数变化率最大方向，也就是最速上升方向。负梯度-)0(x f ?方向为函数变化率最小方向，即最速下降方向。 2-2.求二元函数f （x 1，x 2）=2x 12+x 22-2x 1+x 2在T x ]0,0[0=处函数变化率最 大的方向和数值。 解：由于函数变化率最大的方向就是梯度的方向，这里用单位向量p 表示，函数变化率最大和数值时梯度的模)0(x f ?。求f （x1，x2）在

现代优化设计方法的现状和发展趋势

M ac hi neBuil di ng Auto m atio n,D ec2007,36(6):5~6,9 现代优化设计方法的现状和发展趋势 王基维1,熊伟2,李会玲1,汪振华3 (1.宁波职业技术学院,浙江宁波315800;2.湖南生物机电职业技术学院,湖南长沙410126; 3.南京理工大学,江苏南京210094) 摘要:优化设计是近年来发展起来的一门新学科,为机械设计提供了一种重要的科学设计方 法。优化设计在解决复杂设计问题时,能从众多设计方案中寻到尽可能完美或最适宜的设计 方案。对现代优化设计方法进行了概括和总结,展望了现代优化设计的发展方向和发展趋势。 关键词:优化设计;机械设计;发展趋势 中图分类号:T H122文献标识码:B文章编号:167125276(2007)0620005202 Develop ing T rend on M odern O pt im a l Design M ethods WANG J i2wei1,XI ONG W ei2,LI H u i2li ng1,WANG Zhen2hua3 (1.Ni ngbo Voca ti on Te chno l ogy C o ll e ge,N i n gbo315800,C h i na; 2.Huna n B i o l ogy Me c ha ni c a la nd E l e c tri c a lP ro f e ss i ona lTe chno l ogy C o ll ege,C ha ngsha410126,C h i na; 3.Na n ji ng Un i ve rs ity o f S c i e nc e a nd Te chno l o gy,Na n ji ng210094,C h i n a) Abstr ac t:As a new d i s c i p l i ne,o p tm i a l de s i gn p rov i de s an m i p o rtan t sc i en tifi c de s i gn m e t h od f o r e ng i nee https://www.sodocs.net/doc/fc10169257.html, i ng op tm i a ld es i gn, t he y can fi nd o ut a nea rl y pe rf e ct o r op tm i um des i gn s ch em e fr om l o ts o f feas i b l e ap p r o ache s.T he p ape r s um m a ri ze s t he de ve l o p i ng trend a nd d ir e cti o n o f t he m ode rn op tm i a l des i gn m e t hod s. K ey word s:op tm i a ld es i g n;m a ch i n e des i gn;de ve l o p t re nd 0引言 机械设计与制造是机械工程领域中最重要的内容,而机械设计又是机械制造的前提。优化设计(opti m a l de2 si gn)是近年来发展起来的一门新的学科,优化设计为机械设计提供了一种重要的科学设计方法,在机械设计上起着重要的作用,使得在解决复杂设计问题时,能从众多的设计方案中寻到尽可能完美的或最适宜的设计方案[1]。实践证明,在机械设计中采用优化设计方法,不仅可以减轻机械设备质量,降低材料消耗与制造成本,而且可以提高产品的品质和工作性能[2]。文中初步论述了机械优化设计方法的发展现状和趋势。 优化设计方法[3]是数学规划和计算机技术相结合的产物,它是一种将设计变量表示为产品性能指标、结构指标或运动参数指标的函数(称为目标函数),然后在产品规定的性态、几何和运动等其它条件的限制(称为约束条件)的范围内,寻找满足一个目标函数或多个目标函数最大或最小的设计变量组合的数学方法。优化设计方法已成为解决复杂设计问题的一种有效工具。 1优化设计方法及应用现状 优化设计的基础和核心是优化理论和算法。迄今为止,己有上百种优化方法提出,这里重点介绍以下几种优化方法[4,5]。 a)线性逼近法:线性逼近法SLP是将原非线性问题转化为一系列线性优化问题,通过求解线性优化问题得到原问题的近似解。根据形成线性优化的方法不同,可以得到不同的线性逼近法。常用的线性逼近法有近似规划法和割平面法; b)遗传算法[2,6,14]:遗传算法GA(genetic a l gorith m s)是一种基于生物自然选择与遗传机理的随机搜索算法。它是1962年首先由美国密执安大学的J.H.H olland教授提出、随后主要由他和他的一批学生发展起来的[7],并在1975年的专著中作了介绍,首先提出了以二进制串为基础的基因模式理论,用二进制位串来模拟生物群体的进化过程。进化结束时的二进制所对应的设计变量的值即为优化问题的解。GA方法的主要优点是具有很强的通用优化能力,它不需要导数信息,也不需要设计空间或函数的连续性条件,其优化搜索具有隐性并行性,可以多点同时在大空间中作快速搜索,因此有可能获得全局最优解。由于G A有着其他优化算法不可比拟的优点,因此,GA的应用非常广泛,取得大量研究应用成果。在结构优化设计方面的如离散结构的遗传形状优化设计[8]、悬臂扭转结构和梁结构的优化设计[9]、桁架和薄壁的结构优化问题[10]等。在文献[11]中对平面四杆机构的遗传优化设计进行了研究。文献[12]介绍了一个用于ZL40装载机的直齿圆锥齿轮差速器的优化设计问题,用GA中的实数编码进行优化求解,取群体大小为50,交叉率为0.2,变异率为0.5,经过120代的进化并经圆整后得到最优解。文献[15]中通过把机械方案设计过程看作是一个状态空间的求解问题,用遗传算法控制其搜索过程,完善了新的遗传编码体系,为了适应新的编码体系重新构建了交叉和变异等遗传操作,并利用复制、交换和变异等操作进行一次次迭代,最终自动生成一组最优的设计方案。 此外,G A还应用在函数优化、机械工程、结构优化、电工、神经网络、机器学习、自适应控制、故障诊断、系统工程调度和运输问题等诸多领域中[13]; #5 #

机械优化设计方法概述

机械优化设计方法概述 摘要 机械优化设计是最优化技术在机械设计领域的移植和应用,其基本思想是根据机械设计的理论,方法和标准规范等建立一反映工程设计问题和符合数学规划要求的数学模型,然后采用数学规划方法和计算机计算技术自动找出设计问题的最优方案。作为一门新兴学科，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。本文论述了优化设计方法的发展背景、流程，并对无约束优化及约束优化不同优化设计方法的发展情况、原理、具体方法、特点及应用范围进行了叙述。 关键词：机械优化设计；约束；特点；选取原则 Mechanical optimization design is optimized technology in the field of mechanical design and application of transplantation, its basic idea is based on mechanical design theory, methods and standards to establish a reflect problems in engineering design and meet the requirements of the mathematical programming model, and then applying the mathematical programming method and computer technology to find out the design problem of the optimal scheme of automatic. As a new subject, which is based on the theory of mathematical programming and computer program design basis, by numerical calculation, from the large number of design so as to improve or the most suitable design, so that the desired economic index optimal, it can successfully solve the analysis and other methods are difficult to deal with complex problem. Optimization design and provides an important scientific design method. So using this design method can greatly improve the design efficiency and design quality. This paper discusses the optimized design method of the background, development process, and to the unconstrained and constrained optimization of different optimal design method for the development, principle, methods, characteristics and scope of application are described. Key words: mechanical design optimization; constraint; characteristics; selection principle.

认识展示设计空间的概念及特征

认识展示设计空间的概念及特征 展示空间中，随处可见展示设计的影子，事实上展示空间和展示艺术本来就是密不可分的，展示艺术甚至组织和利用着空间,把艺术设计发挥得淋漓尽致。当然如果没有了空间，一切都成为了空谈，因为展示空间为展示设计提供了一个创作环境的前提，空间规划是展示设计的核心要素。空间的概念由始至终贯穿在展示设计之中，无论是从展示的本质概念上看，还是从展示设计的程序范畴来看也是如此。因此每个设计师在进行展示设计的研究和探讨之前，要遵循“理念的基石”，也就是首要明确空间的概念。 （一）四维性。空间的思维主要是指时间和空间的结合，时间的维度，会制约到人们对于三维空间的认知与感受。 （二）时间性。人们在展示空间中进行观赏的时候，无论是时间还是空间都不是静止的。人们在观赏的过程中时间一直在流逝，空间也不断地发生变化，这时一种动态的观赏运动，也是对于动态的一种诠释方法。人们体验到观赏的时间性，从而有更加完整的感官体验。时间性作为空间第四维，是创造动态的空间形式的根本。 （三）流动性。从上面的时间性我们可以得知，观众的观赏活动具有流动性，它是必然存在与展示环境的。在特定的空间范围内，根据展示空间的特定功能和特点，来形成一种独有的流动形式和表现手段，为观众传达着信息。展区中不同的规划可以形成不同的空间效果，把不同的效果和参观的路线结合起来，能够使观众在观赏的过程中产生不同的心理体验。

（四）多功能性。如今的展示空间功能不再单一，为了满足到人们在不同层面上的需求，如精神需求、生理及心理的需求，展示空间的功能变得多样化，集展示、娱乐、沟通、营销等服务为一体，故要求空间的区域划分要对符合指定的功能要求，符合该区域的性质。精心搜集整理，只为你的需要

机械优化设计大作业

一、问题描述 1.1结构特点 (1)体积小、重量轻、结构紧凑、传递功率大、承载能力高 ； (2)传动效率高，工作高 ；(3)传动比大。 1.2用途和使用条件 某行星齿轮减速器主要用于石油钻采设备的减速，其高速轴转速为1300r/min ；工作环境温度为-20℃～60℃，可正、反两向运转。 按该减速器最小体积准则，确定行星减速器的主要参数。 二、分析 传动比u=4.64，输入扭矩T=1175.4N.m ，齿轮材料均选用38SiMnMo 钢，表面淬火硬度HRC 45~55，行星轮个数为3。要求传动比相对误差02.0≤?u 。 弹性影响系数Z E =189.8MPa 1/2；载荷系数k=1.05；齿轮接触疲劳强度极限[σ]H =1250MPa ；齿轮弯曲疲劳强度极限[σ]F =1000MPa ；齿轮的齿形系数Y Fa =2.97；应力校正系数Y Sa =1.52；小齿轮齿数z 取

值范围17--25；模数m取值范围2—6。 注：优化目标为太阳轮齿数、齿宽和模数，初始点[24，52，5]T 三、数学建模 建立数学模型见图1，即用数学语言来描述最优化问题，模型中的数学关系式反映了最优化问题所要达到的目标和各种约束条件。 3.1设计变量的确定 影响行星齿轮减速器体积的独立参数为中心轮齿数、齿宽、模数及行星齿轮的个数,将他们列为设计变量，即： x=[x 1 x 2 x 3 x 4 ]T=[z 1 b m c]T [1] 式中：z1 ˉ￣太阳轮齿数；b―齿宽（mm）；m—模数（mm）;行星轮的个数。通常情况下，行星轮个数根据机构类型以事先选定，由已知条件c=3。这样，设计变量为： x=[x 1 x 2 x 3 ]T=[z 1 b m]T [1] 3.2目标函数的确定 为了方便，行星齿轮减速器的重量可取太阳轮和3个行星轮体积之和来代替，即： V=π/4（d 12+Cd 2 2）b 式中：d1--太阳轮1的分度圆直径，mm；d2--行星轮2的分度圆直径，mm。 将d 1=mz 1， d 2 =mz 2 ，z 2 =z 1 （u－2）/2代入（3）式整理，目标函 数则为：

浅谈机械优化设计方法

浅谈机械优化设计方法 发表时间：2019-08-29T14:17:25.640Z 来源：《基层建设》2019年第16期作者：钟文 [导读] 摘要：伴随着我国的经济发展越来越快，无疑给可优化性能设计带来巨大的挑战。 深圳市海目星激光智能装备股份有限公司 518110 摘要：伴随着我国的经济发展越来越快，无疑给可优化性能设计带来巨大的挑战。机械优化设计是近几年来发展起来的一门新的学科，在二十世纪中旬的时候开始，优化技术和计算机技术的兴起，在每个设计领域中被应用，为工程设计提供了重要的科学的设计方法。因此，对机械设计的优化方法加以分析，吸取精华，紧跟时代步伐，与国际同步，才能增强制造业在我国市场中的竞争压力。 关键词：机械；优化设计；方法特点 引言 当今是一个信息化的社会，科技发展速度非常快，人们对多功能产品不仅有强烈的需求，也需要产品必须具备相应的功能，可靠性优化设计由此应运而生，已经取得了飞速发展和广泛应用，即以时间、费用和性能为基础，将产品能得以可靠使用作为优先考虑的设计准则，进行设计和生产可靠的性能要求。因此，可靠性设计是诸多学科和技术的交融而新兴的一种技术。 1 机械优化的概述 机械优化是顺应时代发展而不断延伸出来的一种现代化的生产而发展兴起的。它是建立在数学规划的理论和计算通过有效的实验数据和科学的评价体系来从众多的设计方案中寻找到能够尽可能的完善和适宜的设计方案，在这机械优化的这个机械方面的研究和应用的发展速度都是非常的快速，并且在快速发展的过程中取得了非常显著的效果。 2 机械设计优化方法的分类及特点 2.1 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；另一类是只利用目标函数值的无约束优化方法。 2.2 约束优化设计法 优化设计问题大多数是约束的优化问题，根据处理约束条件方法的不同可分为直接法和间接法。直接法常见的方法有复合形法、约束坐标轮换法和网络法等。其内涵是构造一个迭代过程，使每次的迭代点都在可行域中，同时逐步降低目标函数值，直到求得最优解。间接法常见的有惩罚函数法、增广乘子法。它是将约束优化问题转化成无约束优化问题，再通过无约束优化方法来求解，或者非线性优化问题转化成线性规划问题来处理。 2.3 遗传算法 遗传算法是一种非确定性的拟自然算法，它仿造自然界生物进化的规律，对一个随机产生的群体进行繁殖演变和自然选择，适者生存，不适者淘汰，如此循环往复，使群体素质和群体中个体的素质不断演化，最终收敛于全局最优解。最近几年中遗传算法在机械工程领域也开展了多方面的应用，主要表现在：机械结构优化设计；可靠性分析；故障诊断；参数辨识；机械方案设计。遗传算法尽管已解决了许多难题，但还存在许多问题，如算法本身的参数优化问题、如何避免过早收敛、如何改进操作手段或引入新的操作来提高算法的效率、遗传算法与其它优化算法的结合问题等。 2.4 蚁群算法 蚁群算法是受自然界中真实蚁群的集体行为的启发而提出的一种基于群体的模拟进化算法。蚁群算法对系统优化问题的数学模型没有很高的要求，只要可以显式表达即可，避免了导数等数学信息，使得优化过程更加简单，遍历性更好，适合非线性问题的求解。 2.5 模拟退火算法 模拟退火算法是一个全局最优算法，以优化问题的求解与物理系统退火过程的相似性为基础，适当的控制温度的下降过程实现模拟退火，从而达到求解全局优化问题的目的。模拟退火算法是一种通用的优化算法，用以求解不同的非线性问题；对不可微甚至不连续的函数优化，能以较大概率求得全局优化解；并且能处理不同类型的优化设计变量（离散的、连续的和混合型的）；不需要任何的辅助信息，对目标函数和约束函数没有任何要求。 3机械优化设计过程中的设计方式 众所周知，在机械方面的设计都是非常的复杂困难的，要对机械进行优化设计面临的挑战也是非常大的，但是由于机械领域中优化形式十分的广泛，相关的研究人员根据优化运算的形式进行划分，主要分为准则优化，其次是线性规划，最后是非线性规划三种。其中准则优化是一种传统的优化方式，这种方式没有通过机械优化设计的数学理论方式进行优化，而是通过物理学方面的分析得出相应的结果，这样的方式得出的结论往往是具备一定的主观性的，但是这样的传统的优化设计方式具有的优点就是可以直观的看到优化的概念，并且这种优化设计的方式相对来说也是比较简单的，并且能够充分的发挥出目标函数的最大功效，并且非常的符合传统的工程需要，但是同样具有一定的缺点，就是在效率上始终优点偏低。 线性规划就是依据数学的基础进行优化的方式，同样线性规划是机械优化设计中最重要的设计方式，但是线性规划的优化设计方式在通过数学的理论上进行设计存在着很多的缺陷，就是在针对多函数的时候就不能充分的发挥出功效，还有就是在计算的过程中，十分的复杂，结算量非常的大，导致了在效率上有很大的缺陷，所以通常情况下，线性规则的优化设计方式都没有被采用。那么非线性规划的优化设计方式是整个生产和生活中应用最广泛的优化方式，并且能够有效的推进机械优化设计的发展，并且可以利用数学模式的计算将非线性规划分为两种，一种是没有约束的直接设计方式，就是在利用机械优化设计方案中以及存在的数据和再生的数据最为基础来进行合理的分析，进而得到最佳的效果，还有一种就是没有约束但是比较间接的方法，这种方式就是前者的方式的数学模式计算改变成了数学原理作为基础，通过利用函数的特性进行计算，从而得到最优的方式，这种方式在整个的机械优化设计中是非常重要的组成部分。 4机械设计优化方法的选择 根据优化设计问题的特点（如约束问题），选择适当的优化方法是非常关键的，因为同一个问题可以有多种方法，而有的方法可能会导致优化设计的结果不符合要求。选择优化方法有四个基本原则：效率要高、可靠性要高、采用成熟的计算程序、稳定性要好。另外选择适当的优化方法还需要个人经验，深入分析优化模型的约束条件、约束函数及目标函数，根据复杂性、准确性等条件对它们进行正确的选

室内空间规划_-_流线分析

o在空间规划设计中，各种流线的组织亦是很重要的。流线组织的好与坏，直接影响到各空间的使用质量，严重的会造成使用上的混乱。而现代综合类建筑空间中的流线是多方面的，是非常复杂的，设计师们往往会以分析流线的简图来综合表达建筑物的人流的集与散，货物的进与出及车流的疏与导，而这样的简图，称为流线分析图。 不同类型的建筑空间，因其使用性质不同，往往存在着不同的流线组织特点。有的比较均匀，有的比较集中。这些人流活动的特点，常通过一定的顺序或某种联系关系而体现出来。一般来说，建筑空间的流线组织基本可以归纳为平面的、立体的和综合的三种方式。 (1)平面的组织方式 有的建筑空间，特别是中小型建筑空间，因其空间的使用性质较单一，人流的活动相对较为简单，人流活动的安排方式多采用平面的组织方式。从图1所示的中小规模的展览馆流线分析图可以看出，以平面方式组织的展览路线简捷明了，一目了然，避免了不必要的上、下活动，使用起来亦是方便和合理的。 图1 展览馆流线分析图 (2)立体的组织方式 有些建筑空间由于功能要求比较复杂，仅依靠平面的方式，是不能完全解决流线组织问题的，还需要采用立体方式组织人流的活动。例如，规模较大的交通建筑，常把进出建筑空间的两大流线，从立体关系中将它们错开，也就是说，在组织流线时，将旅客大量使用的空间，诸如出入口，售票处、行包托运处、问询处、旅客

等候厅等主要组成部分，按照一定的流程顺序，按立体的方式进行安排，使其整个流线短捷方便，求得空间组合紧凑合理。 当然，可利用地形的交通建筑，也需要在总体布局中采用立体方式组织其流线。根据基地所处的不同地段条件，可以有着不同的人流组织方式。如图2为乌鲁木齐航站流线示意图，它利用了地形坡度来减少建造时的土方工程量。该候机楼的一侧是停机坪，另一侧是停车场，停机坪低于停车场三米多高，这样就使整个人流活动产生了立体关系。这是因地形高差而造成的立体关系的组织方式。与上述的源于流线组织需要而形成的立体关系，两者是不完全相同的。 图2 (3)综合的组织方式 有的建筑空间，它们的流线组织，往往需要用综合分析的方式才能解决。也就是说有的活动按平面方式安排，而有的活动需要按立体方式加以解决。如一般的旅馆建筑，除了满足人的食宿之外，还需要满足人在商务上和文娱活动上的多样要求。另外，根据旅馆所服务的对象，还需要设置一些公共的服务设施，如小卖部、商务中心、旅行服务处等。因此，旅馆是一种提供综合服务性的公共建筑，它既要保证旅客有安静舒适的休息环境，又要具有供公共活动用的场所。通常将客房部分放在公共活动部分的上部，因而形成了流线组织的综合关系。 另外观演类建筑空间，如剧院、电影院、音乐厅等，同样也是人流比较集中的公共场所，对于这种类型的

机械优化设计方法

机械优化设计方法 机械优化设计是近年来发展起来的一门新的学科，起始于60年代，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，在机械应用的实践中，机械优化设计是一种非常重要的现代设计方法，能从众多的设计方案中找出最佳方案，从而大大提高设计的效率和质量。本文重点介绍机械优化设计理论基础的同时，对其特点、评价方式进行了总结，并指出该领域中应当进一步研究的问题和发展方向。机械优化设计；数学模型；优化方法；智能优化 机械优化设计概念 机械优化设计是综合性和实用性都很强的理论和技术，为机械设计提供了一种可靠高效的科学设计方法，使设计者由被动地分析、校核进入主动设计，能节约原材料，降低成本，缩短设计周期，提高设计效率和水平，提升企业竞争力、经济效益与社会效益。国内外相关学者和科研人员对优化设计理论方法及其应用研究十分重视，并开展了大量工作，其基本理论和求解手段已逐渐成熟。并且它建立在数学规划理论和计算机程序设计基础上，通过有效的实验数据和科学的评价体系来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。该领域的研究和应用进展非常迅速，并且取得了可观的经济效益。那就让我们关注机械优化设计中那些重要的量。 解决优化设计问题的一般步骤 解决优化设计问题的一般步骤如下： 机械设计问题——建立数学模型——选择或设计算法——编码调试——计算结果的分析整理 优化设计中数学模型的建立 a设计变量 在最优化设计过程中需要调整和优选的参数，称为设计变量。设计变量是最优化设计要优选的量。最优化设计的任务，就是确定设计变量的最优值以得到最优设计方案。但是每一次设计对象不同，选取的设计变量也不同。它可以是几何参数，如零件外形尺寸、截面尺寸、机构的运动尺寸等；也可以是某些物理量，如零部件的重量、体积、力与力矩、惯性矩等；还可以是代表工作性能的导出量，如应力、变形等。总之，设计变量必须是对该项设计性能指标优劣有影响的参数。 b约束条件 设计空间是一切设计方案的集合，只要在设计空间确定一个点，就确定了一个设计方案。但是，实际上并不是任何一个设计方案都可行，因为设计变量的取