原型设计论文范文1
构成设计是艺术类院校必须开的基础造型课程。但就陶艺专业的教学，如果仅仅将设计停留在抽象构成的层面，脱离了陶瓷艺术本身，那课程的开设就没有意义。立体构成课是基础课程，具有承上启下的作用，把立体原理与陶瓷造型设计有效衔接作为立足点。课程不仅关注纯粹的艺术创作，更是设计与制作、动手与动脑桥接的过程。在通过一些案列进行教学，从立体原理入门，以陶瓷造型为归宿，帮助学生确立科学的设计思维方式，加强对立体形态与空间的认识，加深对形式美法则、造型材料、构思与创意等的理解。在实践教学目标的同时感悟知识内涵。学生经过立体结构造型能力培养和实操动手能力的强化，有了对陶瓷造型的分析、发现、判断、挖掘、优化、多角度观察等能力后，不但可促进其新的知识体系的形成，加深对立体原理之于陶瓷设计的基础性作用的理解，还可明白立体原理在造型的形成方法上与陶瓷造型设计的一致性。当学生按照立体原理中点、线、面基础元素进行强弱、动静、疏密、虚实等基本规律组合，结合裁剪、切割、镂空、折曲等手段对虚拟陶瓷不同部位造型，就能从真正意义上领会从抽象到具象、形态美感、形态创新以及新的视觉效果的含义，最终在作品中充分体现陶瓷形态的三维空间设计感和视觉表现张力，这是立体原理与陶瓷造型设计有效衔接的意义所在。
二、确保有效衔接的关键是合理组织和实施课程能容
本课程目标是借助立体原理着力培养和打造学生对陶瓷造型设计的判断力和创作力，而这一目标达成的关键则是合理组织课程内容和实施项目教学。课程内容注重设计理论和教学任务的有机整合。制定并有计划的安排知识和能力教学目标，并将其充分体现于教学过程，培养学生的创新思维能力、将手与脑的结合充分发挥。真正做到两者的有效结合。教学任务一：立体构成原理的认识及其训练。知识要点：
①立体构成原理；
②立体构成各要素与其关系；
③从平面走向立体；技能要求：从平面到半立体、全立体的转换：平面视图的立体化；平面材料立体化。教学任务实施：分三个实验完成。
（1）平面到半立体的感知训练：以卡纸为材质，从感觉出发：将酸甜苦辣以线条形式出现，并转为半立体。将酸甜苦辣以美的形式出现在我们面前，从酸甜苦辣四中感觉中体会并抽取元素，进行平面到半立体的感知训练。要求通过面材的纸张设计，在平面纸上做切割，积极地利用此切割线，把纸进行折叠、弯曲、拉引等处理，使之产生出凹凸的半立体造型来．并将四中感觉通过思考、提取出反应相应感知的主次、聚散、高低、曲折等要素和空间的关系，甚至构成触感的肌理，感悟形和形之间的关系、凹凸相互转换的自然规律，注重力感和整体感。
（2）平面到半立体的抽象训练：以卡纸为材质，将我们抽象的风为主题，进行平面到半立体的抽象训练。同样要求通过面材的纸张设计，在平面纸上做切割，积极地利用此切割线，把纸进行折叠、弯曲、拉引等处理，使之产生出凹凸的半立体造型来．并将风的特征通过思考、提取出反应相应感知的主次、聚散、高低、曲折等要素和空间的关系，甚至构成触感的肌理，感悟形和形之间的关系、凹凸相互转换的自然规律，注重力感和整体感。
（3）平面到全立体的衔接训练：以卡纸代替泥片，进行器皿杯子的设计，以达到平面素材的立体装换。以纸为材质，先经过造型的构思，确定一个图形，然后按照图形进行切割（材料不要完全切断，至少保留一处相连），再通过折叠、穿插和固定，使之成为立体杯子的形态。这种思考与训练要求实践者很好的平面构思与立体空间想象能力，同时对材料的特性有很好的把握。教学任务二：立体构成基本形态的训练。知识要点：
①熟练掌握形式美法则的规律；
②通过运用材料表现立体构成的三种基本形态。技能要求：熟练掌握线、面、体材构成的方法。教学任务实施：以面材实验为主。
任务实施：面材构成训练：以面为基础元素，并结合陶瓷造型壶的结构，用面材围合成一个壶的造型。首先要先理解面材构成的概念、特征，分析面，并掌握面材构成的方法。其次以壶为基础，分析壶的各部分结构，将面材构成和壶有效的结合。同时也达到了用纸来研究壶的形状：壶的结构、解剖面和壶的外轮廓的呈现。把这些面黏在一起来表现作品，模型看起来像一个骷髅，只有骨架。教学任务三：立体构成综合形态训练。知识要点：熟练掌握立体构成各基本形态表现技法，并能综合运用。
任务实施：以泥为材质，进行陶瓷造型的艺术性表达，具有综合性，学生面临着很大的挑战。实验要求学生用泥为材质，了解泥的特性，运用所学构成的各种方法，分析重组新的造型并体现以下几个词：生长、重生、舞者。充分发挥学生的想象力和创作力，要求学生不仅对材料具有一定的控制力，还要把立体原理和陶瓷造型的制作美学要求一致起来。达到在做实验的过程，就是分析的过程和生成作品的过程。这种过程不仅检验学生的综合知识运用、技能的掌握，更使学生在训练中将知识体系重构、产生创意的重要过程。学生通过自己作品所选的元素、肌理、层次、颜色、空间等处理，从内容与形式的分析上不断提高自己的综合能力。以上教学任务的重点主要定位在结构创意和研究陶瓷造型的基础上，学生在学习中最终要明确：
①立体原理是针对形态进行三维立体空间整体性的理想把握；
②单纯的立体原理训练与陶瓷造型设计中实用立体形态的区别和联系，即纯粹的立体原理训练在材料可能达到的范围内，可任意发挥想象力创作新的造型，而陶瓷造型设计要与陶瓷造型的功能等共同承担设计效果；
③构思的表达应该大胆的尝试和运用，将所学立体原理融会贯通于陶瓷设计之中，以达到最佳效果。
三、结语
原型设计论文范文2
很多科研人员(包括临床医生)在进行科研工作过程中,习惯用专业知识取代一切其他知识。其突出表现是：等科研工作已经完成,甚至论文已写完,因某些数据处理有问题被退稿时,才想起要找统计学工作者帮助处理论文中的实验数据；考虑问题稍周到一些的科研人员在科研工作完成之后,在撰写论文之前就想到要运用统计学知识来分析实验数据。这两种运用统计学的科研人员都是在把统计学当作分析数据的“计算工具”或当作发表学术论文的“敲门砖”,是对统计学重要性认识不足的突出表现。理由很简单,科研数据是否正确可靠、是否值得进行数据分析、结论是否可信等一系列重要问题都没有令人信服的证据来帮助说明,换句话说,若缺乏科研设计或科研设计不科学、不完善,即使花费10年时间和数亿人民币进行调查或实验获得了大量科研数据,与某人用计算机产生的毫无专业含义的任意多个随机数据没有什么区别,除了浪费了大量国家和人民的血汗钱,对科学技术进步、对人类的贡献不仅为零,甚至是负数！因此,在进行科研工作之前,制定科学完善的科研设计方案,特别是其中的实验设计方案或调查设计方案的质量好坏,是科研工作成败的关键所在！
科研设计包括专业设计和统计研究设计。专业设计主要包括基本常识和专业知识的正确、全面、巧妙地运用；而统计研究设计包括实验设计、临床试验设计和调查设计。值得注意的是：在很多科研人员所做的科研课题中,不仅严重忽视统计研究设计,就连专业设计也有严重错误,主要表现在犯了基本常识错误和违背专业知识错误。这类错误所发生的频率还相当高,是一种不能容忍的不正常现象！
在统计研究设计所包含的3种研究设计中,实验设计是最重要的,因为很多关键性的内容都包含在其中,其核心内容是“三要素”、“四原则”和“设计类型”。所谓“三要素”就是受试对象(或调查对象)、影响因素(包括试验因素和重要的非试验因素)和实验效应(通过具体的观测指标来体现)；所谓“四原则”就是随机、对照、重复和均衡原则,它们在选取和分配受试对象、控制重要非试验因素对观测结果的干扰和影响、提高组间均衡性、提高结论的可靠性和说服力等方面将起到“保驾护航”的作用；所谓“设计类型”就是实验中因素及其水平如何合理搭配而形成的一种结构,它决定了能否多快好省且又经济可靠地实现研究目标。科研人员若对重要非试验因素考虑不周到、对照组选择不合理、设计类型选择不当或辨别不清,导致科研课题的科研设计千疮百孔、数据分析滥竽充数、结果解释稀里糊涂、结论陈述啼笑皆非。下面笔者就“实验设计”环节存在的问题辨析如下。
1 在分析定量资料前未明确交代所对应的实验设计类型
人们在处理定量资料前未明确交代定量资料所对应的实验设计,对数千篇稿件进行审阅后发现,大多数人都是盲目套用统计分析方法,其结论的正确性如何是可想而知的。这是一条出现非常频繁的错误,应当引起广大科研工作者的高度重视。
2 临床试验设计中一个极易被忽视的问题——按重要非试验因素进行分层随机化
例1：原文题目为《气管舒合剂治疗支气管哮喘的临床观察》。原作者写到：“全部病例均来源于本院呼吸专科门诊和普通门诊,随机分为治疗组40例和对照组30例。其中治疗组男21例,女19例；年龄21～55岁,平均(36.28±9.36)岁；病程2～23年,平均(10.31±17.48)年；病情轻度者16例,中度24例。对照组30例,男16例,女14例；年龄20～53岁,平均(35.78±9.53)岁；病程3～24年,平均(11.05±6.47)年；病情轻度者13例,中度者17例。两组间情况差异无显著性,具有可比性。”请问这样随机化,其组间具有可比性吗？
对差错的辨析与释疑：显然,研究者在试验设计时未对重要非试验因素采用分层随机保证各组之间的可比性。这条错误的严重程度为不可逆,出现不可逆错误意味着原作者的试验设计具有无法改正的错误,必须重做实验！究其原因,主要是原作者未理解统计学上随机的概念。统计学上随机化的目的是尽可能去掉人为因素对观测结果的干扰和影响,让重要的非试验因素在组间达到平衡。稍微留意一下原作者随机化分组,明显带有人为的痕迹,治疗组40人比对照组30人多出10人；治疗组病程的标准差17.48是对照组病程的标准差6.47的近3倍。笔者很疑惑怎样的随机化才能达到如此的不平衡？事实上随机化有4种：子总体内随机、完全随机、分层随机和按不平衡指数最小原则所进行的随机,原文条件下应当选用分层随机,即以两个重要的非试验因素(性别和病情)水平组合形成4个小组(男轻,女轻,男中,女中),然后把每个小组内的患者再随机均分到治疗组和对照组中去,这样分层随机的最终结果一定是治疗组和对照组各35人,且使2组间非试验因素的影响达到尽可能的平衡,从而可大大提高组间的可比性。在本例中,若“病程”对观测结果有重要影响,在进行分层随机化时,在按“性别”和“病情”分组的基础上,还应再按“病程”(设分为短、中、长)分组,即共形成12个小组,将每个小组中的患者随机均分入治疗组与对照组中去,这是使“性别、病情、病程”3个重要非试验因素对观测结果的影响在治疗组与对照组之间达到平衡的重要举措,也是所有临床试验研究成败与否的最关键环节！
3 实验设计类型判断错误
例2：某作者欲观察甘草酸、泼尼松对慢性马兜铃酸肾病(aan)肾损害的干预作用,于是,进行了实验,数据见表1。原作者经过用甘草酸和泼尼松分别与同期正常对照组和模型组比较,一个p＜0.05,另一个p＜0.01,于是得到甘草酸、泼尼松对慢性aan肾损害具有一定程度的保护作用,且泼尼松的效果更佳。请问原作者的结论可信吗？表1 各组大鼠血bun及scr变化比较（略）注：与正常对照组同期比较,*p＜0.05,**p＜0.01；与模型组同期比较,p＜0.05,p＜0.01
对差错的辨析与释疑：本例错误极为典型,通常科研工作者欲观察某种药物是否有效,习惯上会建立正常对照组、模型组(即该药物拟治疗的病态组)和在模型组基础上的用药组(如本例中甘草酸组和泼尼松组)。这样的设计本身并没有错,但这仅仅是专业上的“实验安排(可称为多因素非平衡组合实验[1])”,而并非是统计学中所说的某种标准实验设计类型。写在“组别”之下的4个组,并非是一个因素的4个水平,而是2个因素水平的部分组合。这2个因素分别是“是否建模(即正常与模型2个水平)”和“用药种类[即不用药(相当于安慰剂)、用甘草酸和用泼尼松3个水平]”。2个因素共有6种水平组合,即“组别”之下缺少了“正常基础上用甘草酸”和“正常基础上用泼尼松”。这样设计的实验才可能反映出“是否建模”与“用药种类”2个因素之间是否存在交互作用。
在本课题研究中,由于未在实验前作出正确的实验设计,处理数据时错误就悄然产生了。具体到本例,从原作者在表1的注解中可以看出,通过单因素方差分析分别比较同期(即相同观测时间点)的甘草酸组和泼尼松组与正常对照组和模型组之间的差别是否有统计学意义。这样的做法有3个严重错误：第一,严格地说,在模型组基础上的用药组是不适合直接与正常对照组相比较的,因为这样的比较解释不清到底是药物的作用还是由于模型未建成功而造成的假象；第二,将各个时间点割裂开分别比较破坏了原先的整体设计,数据利用率降低,误差估计不准确,导致结论的可信度降低。将一个重复测量实验的各个时间点割裂开来考察,就等于在各个片段上估计实验误差、作出统计推断,好像盲人摸象一样,摸出来的结果差别何其之大；第三,要想说明两种药物哪个效果更佳,在得出差别具有统计学意义的基础上,衡量的标准是应看组间平均值的差量的大小而不应看p值是否足够地小,不能说p＜0.01时就比p＜0.05时更有效,这种忽视实验误差、忽视绝对数量和脱离专业知识的想法和做法都是不妥当的。
如何正确处理表1中的实验资料呢？关键要正确判定该定量资料所对应的是什么实验设计类型。由前面的分析可知,表1定量资料对应的是“多因素非平衡组合实验”,而不是某种标准的多因素实验设计类型。明智的做法是对“组别”进行合理拆分,即根据专业知识和统计学知识,对“组别”之下的所有组重新进行组合,应使每种组合对应着一个标准的实验设计类型。正确地拆分结果分别见表2和表3。表2 正常对照组与模型组大鼠血bun及scr变化的测定结果（略）表3 模型组和2个用药组大鼠血bun及scr变化的测定结果（略）
事实上,由科研习惯形成的这一套实验方案笔者形象地称之为多因素非平衡的组合实验,或者说,它是实验设计的表现型。通常可以进行统计分析的都必须是标准型(即统计学上所说的某种实验设计类型),因此需要能看出代表表现型本质的原型(本例中组别之下应该有6个组,这6个组构成一个2×3析因设计结构,但原作者少设计了2个组)。通常需要将表现型或/和原型拆分成标准型后再选择合适的统计分析方法进行数据分析。本例根据原作者的意图,可以将表1拆分成2个标准型,形成2个具有一个重复测量的两因素设计定量资料,见表2和表3。相应的统计分析方法就是具有一个重复测量的两因素设计定量资料的方差分析。此处请读者注意：第一,具有一个重复测量的两因素设计定量资料的方差分析和一般的方差分析虽然都叫方差分析,但它们的计算公式却有本质区别,绝不可混用；第二,重复测量因素(本例中为时间)不要与实验分组因素(表2中叫“是否建模”；表3中叫“药物种类”)同时列入左边,它们是本质不同的两种因素,一般应该把“重复测量因素”放到表头横线下方。
通过本例可以看出,在实验前明确实验设计是多么重要的一件事情。试想,若让本例原作者写明他的实验设计类型,他必然就会对基本的实验设计类型作一番调查和学习,自然就能发现他所“设计”的实验并不是统计学上相应的实验设计。那么通过咨询相关人士必能做出比较正确的实验设计,不仅可以提高科研设计水平,而且可以大大提高科研课题和论文质量。
例3：原文题目为《土荆芥-水团花对胃溃疡大鼠黏膜保护作用的研究》。原作者使用单因素多水平设计定量资料方差分析处理表4中的数据。请问原作者这样做对吗？表4 各组黏膜肌层宽度、再生黏膜厚度变化（略）注：与正常组比较,ap＜0.05；与ns组比较,bp＜0.05；与cp 10 mg·kg－1 组比较,cp＜0.05 对差错的辨析与释疑：本例涉及到统计学三型理论[1]中的一些概念,简单地说就是可以直接进行统计分析的来自标准设计的数据表叫标准型,反映问题本质但并非是标准型的数据表叫原型,而掩盖了原型信息的数据表叫表现型。“组别”之下的6个组,似乎是某个因素的6个水平,其实不然！这6个组涉及到多个试验因素,应对“组别”拆分重新组合后,再分别判定各种组合所对应的实验设计类型,并选用相应的统计分析方法。组合1：空白对照组(正常)、阴性对照组(ns),这是单因素两水平设计(简称为成组设计)。由于正常组无实验数据,故该组合无法进行统计分析；组合2：ns组、ra组、cp(20/mg·kg-1)组,这是单因素3水平设计,因素的名称叫“药物种类”；组合3：ns组、cp(10/mg·kg-1)组、cp(15/mg·kg-1)组、cp(20/mg·kg-1)组,这是单因素4水平设计,因素名称叫cp的剂量(其中,ns组可视为cp的剂量为0)。
对于组合2和组合3,若定量资料满足参数检验的前提条件,可选用相应设计定量资料的方差分析,否则,需要改用相应设计定量资料的秩和检验。
4 人为改变设计类型且数据利用不全
例4：某作者使用表5中的数据进行分析,欲比较治疗组和对照组在治疗后的各个时间点的疗效情况,使用的分析方法为一般卡方检验,请问原作者这样做对吗？
对差错的辨析与释疑：从给出的统计表可以看出,该作者有意或者无意之间收集了一类相当复杂的实验设计类型下的定性资料,结果变量为多值有序变量的具有一个重复测量的两因素设计定性资料,处理这个设计下收集的定性资料要使用相应设计定性资料的统计模型分析法。由于上述方法过于复杂,因此,通常在实际运用中,实际工作者将重复测量因素武断地视为实验分组因素,从而使该资料变为结果变量为多值有序变量的三维列联表资料。在已经出错的前提下,原本应当使用cmh校正的秩和检验或者有序变量的多重logistic回归分析处理资料。然而,该作者显然在此基础上进一步合并了数据,将结果变量变成二值变量(有效、无效),也就是说,原作者实际使用的仅仅是最后一列数据(即总有效率),并且最为严重的错误是将三维列联表资料强行降维成二维列联表资料,使用一般χ2检验进行分析。经过一系列的简化与错误合并,最后结论的可信度还剩下多少呢？表5 原作者对2组疗效比较的试验设计及数据表达（略）注：与对照组同期比较,*p＜0.05
由于篇幅所限,这类错误笔者只给出1例,实际上此类例子在很多杂志中普遍存在。这说明在进行实验设计时,很多研究人员并未做到心中有数；分析数据时,按自己熟悉的简单统计分析方法所能解决的数据结构强硬地改造数据,严格地说,在用表格表达实验资料的那一刹那就已人为改变了资料所对应的实验设计类型,这种做法的科学性和得出结论的正确性都将受到质疑[2]。
5 正交设计及数据处理方面的错误
人们在进行正交设计和对正交设计定量资料进行统计分析时,常存在下列3个误区：很多人过分强调用正交设计可以大大减少实验次数,因此,无论各实验条件(正交表中的每一行)下的实验结果波动有多大,都不做重复实验,这是第1个误区；将正交表各列上都排满试验因素,用对实验结果影响最小的试验因素所对应的标准误作为分析其他因素是否具有统计学意义的误差项,导致误差项的自由度较小,结论的可信度较低,这是第2个误区；在对正交设计定量资料进行方差分析后,即使存在多个无统计学意义的因素,仍对少数几个有统计学意义的因素进行解释,未将无统计学意义的因素合并到误差项中去重新估计实验误差,以获得具有较大自由度的误差项,这是第3个误区。
【参考文献】
原型设计论文范文3
摘要：化工原理课程设计是与化工原理课程相配套的一个必修的实践性教学环节。文章从理论学习、实验设计、设备选型、工程设计、创新能力的培养等4个方面 总结 了化工原理课程设计在提升化工原理教学质量中的作用。
化工原理主要介绍化工生产过程中的动量、热量和质量传递理论(三传理论)以及常用单元操作中典型设备的工作原理、基本结构及设计 计算 等知识ti.-i，教学内容中包含大量理论公式的推导和经验公式的运用。化工原理课程设计是学生在学完化工原理课程的相应教学内容后所安排的教学环节，不仅与化工原理课程的内容紧密相连，还要运用计算机编程.autoc ad机械制图、化工仪表自动化及操作控制、化_l设备机械基础、化工制图等先修课程的知识，是一项综合性实践训练阴。该教学环节主要培养和锻炼学生以下3个方面的能力和素质:(1)系统训练学生的基本计算技能和 文献 资料利用能力，逐步培养其工程意识;(2)培养学生综合运用所学知识解决二(.程实际问题的能力;(3)塑造学生良好的设计理念。
在完成课程设计的过程中，学生需掌握厂程技术人员所必需具备的基本技能和工程素质，比如工具书、国家标准和规范的使用，经验公式和经验数据的选择，专业文献资料的查阅、设计成果的分析判断等等，因此课程设计可培养学生对综合知识的运用能力和对_l程问题的解决能力，是对学生的一次综合训练，也是对所学专业基础知识的一次总结，更是对化工原理和化工设备课程教学效果的一次检验。本文主要通过以下4个方面总结了课程设计在提升化工原理教学质量中的作用。
1 加深学生对“三传理论”和单元操作的理解
动量、热量和质量传递理论(三传理论)以及常用单元操作是化工原理的主要教学内容，虽然在平时的课堂教学中可通过多媒体教学、动画演示、课堂实验、课后练习、练习辅导等方面增强学生对化工原理基本理论和基本操作的感性认识和理解，但由于课堂教学的内容多，理论知识比较抽象，学习任务较繁重，学生自觉完成课程学习的动力明显不足，教学效果差强人意。课程设计要求学生在指定的时间内完成一个单元操作的设计，愁一个设计任务一般均涉及物料衡算、热.衡算、相平衡关系、传热传质速率关系等典型单元操作的基本内容，经历流程设计到!几艺设计计算、主体设备结构设计和附属装置的选用等过程，因此学生在具体设计中必须全而理解和应用“三传理论”，并选用合适的单元操作过程。过程必然影响结果，课程设计作为一个教学环节在实践中有效地督导学生加强对理论学习内容的消化，从而加深学生对理论知识的理解。
2培养实验设计和设备选型能力
实验设计能力和设备选型能力的培养是化工原理课程教学的基本目标之一。学习化工原理课程时，通过讲解、动画演示和参观等教学手段，学生熟悉了常用设备的基本操作规程，但大部分同学的实验设计能力和设备选型能力较差。为解决这一问题，在确定课程设计内容时，有针对性地选用部分化工原理中常用的单元操作，给学生下达一个明确的任务，让学生围绕任务所确定的主题在指定时间内完成具体的设计_l作。如，为加强学生对干燥单元操作的理解，可要求学生设计一套离心喷雾干燥塔或设计气流干燥器。课程设计的内容要求涵盖一个完整的工段，为此学生需完成不同艺的方一案选择、设备选型论证、工艺计算，并根据计算与生产经验进行主体设备结构设计，然后确定设备总体尺寸、管口尺寸与方位，还要求进行辅助设备选型与计算，最后绘制主体设备图及带控制点的工艺流程图。过程训练效果表明，学生的实验设计和设备选型能力得到了有效的培养。
3提高工程设计能力
化工原理课程设计是为培养学生设计能力设置的一个教学实践环节，也是使学生完成从理论知识到实际应用的重要一环。每一个设计任务均涉及相应单元操作的基本理论，并经历流程设计到艺设计计算、主体设备结构设计和附属装置的选用等过程。由于安排课程设计中只有任务而没有参数和条件限制，学生在设计过程中可根据自己的兴趣和知识背景选择设计线路，设定和收集操作参数，完成具体的设计工作:
经济 效益是判断设计质量的重要指标，其中设备建设费和使用操作费是其中的关键，而设备费和操作费的综合考虑也是贯穿于化原理课堂教学中的一个重要问题。比如，精馏操作是化_工生产中常用的单元操作，其中物料的回流比是一个非常关键的操作参数c合理的物料回流比应使操作费用和设备折旧费用之和最低在该单元操作中，操作费用主要取决干再沸器中加热蒸汽消耗量及冷凝器中冷却水的消耗量，随着回流比的增大而增大。设备折旧费主要取决于精馏塔中再沸器、冷凝器等设备的投资费，一般随着回流比的增大而降低。为此，在设计过程中必须综合考虑设备折旧费和操作费的关系。通过课程设计的训练，学生不仅进一步提高了公式应用和数据运算能力，同时学会了主动寻求解决实际问题的方法，缩短了理论与实践的距离，也体会到理论在解决实际问题中的重要作用，提高了理论课程的教学质量。
4培养创新能力
在完成化工原理理论课和实验课的同时，为了满足部分学有余力，且对化工原理问题确有兴趣的学生的学习需要，教学小组创造条件为其提供进一步学习的平台，即结合科研任务的需要设计一定数量的课程设计题目，鼓励学生以小组的形式参与。在设计过程中严格坚持“以课题研究为平台，以创新为目标”的原则，有效地将课程设计、课程教学与科研有机地结合起来。在完成工艺设计 计算 之后、整理设计说明书之前，要求全体课题组进行交流和 总结 ，即每个设计课题组里选派1-2名学生代表，将本组设计情况在交流会_[向全体同学和指导老师进行汇报。交流时要求主讲人用图表、数据、结论等工程术语表达自己的设计，并在规定时间内着重讲解自己设计的特点，对设计结果进行技术经济分析，突出自己的创造性。交流过程中，指导老师也主动指点设计要领，并对进行设计进行合理评价。这样的师生互动使学生的收获不仅局限于自己所做的课题，对其它设计课题也有一定程度的了解，更有效地开拓了学生的设计思路。
原型设计论文范文4
[关键词]机械结构；设计方法；设计原理；智能化
中图分类号：TH111 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）25-0175-01
一、引言
从18世纪以来，机器逐步代替人力劳动，用于做功或转换能量。做功的机器不仅大大提高了劳动生产率，而且很好地保证和提高了产品的质量。由于机器实现的能量转换，人们发明了多种多样的工作机械，提高了人类的生产水平，改善了自己的生活条件。机器的设计是由具体的机构物化为实体的产品，以提供用户所要求的使用功能。因此，机械的结构设计是产品设计的重要一环，在机械设计课程中，机械结构设计也是非常重要的教学内容。在机械结构的设计中，应“勤于学习、善于思考、勇于探索、敏于创新”，以伟大的接纳之胸怀学习前人成果，并以开拓的精神实现伟大的创造。机械结构的设计不是具体案例的机械堆砌，而是有其内在的知识基础、设计的方法和物理原理。本文拟从机械结构的设计方法和设计原理两个方面，讨论机械结构设计的内在知识和结构创新的基本途径，但本文不讨论机械制造工艺性对机械结构的要求。
二、机械结构设计的方法
1.经验设计。从现代科学诞生以来，机械科学与技术已有300年的历史。机械的连接结构、传动结构和支撑结构等已经积淀有汗牛充栋的实践案例，但如何掌握这些案例的基本原理和设计方法，而不是记忆这些案例的具体结构设计，这是经验设计中的关键。具体的产品设计，例如车床，其结构设计可以参考前人的设计图纸，这对于提高设计效率，汲取前人经验、避免犯前人的错误具有实际意义。通过借鉴前人的经验，可以吸收他人的结构创新方法，同时也拓宽了自己的设计思路。随着机械结构数据库的出现和搜索方式的更新，对他人的相关结构设计的学习将更加方便。经验知识是结构设计的宝贵财富，也是公司的知识资产。通过对国内外同类型专利知识的学习，也是一条提升自己结构设计能力的途径。另一方面，要注意避免侵犯他人的知识产权。“古人传下来的学问，就是装在船里的货物。现在的新潮流、新趋势，就是行船的风。”在学习他人的结构设计创新点的基础上，设计者应有自己的革新与发明、自己的创造。
2.理论设计。机械结构设计的理论方法，讨论的是机械结构设计的理性方法，具体的有：模块化和组合化设计、复合化设计、分级结构设计、载荷均布性设计和变结构设计。随着结构优化、结构可靠性和概率设计等方面的发展和具体应用，机械结构的理性设计方法也在不断的推陈出新。
模块化和组合化设计。一台机器总体是由提供不同功能的结构单元有机的组合而成，因此模块化的以及模块之间的组合化就是早期的方法之一。在复杂的机电系统和设备中，模块化和组合化的设计理念是有效的结构设计方法，同时也是机械制造的方法之一。例如，组合航空母舰的设计概念；我国的组合化机床的设计在上世纪70年代就已经取得了很大的成功。模块化和组合化，一般是按功能单元、结构单元来划分模块，然后组合起来成为一台机器。
复合化设计。复合化的基本特点就是将两个或两个以上的功能零件组合成一个部件或构件来设计，其功能可以是运动功能、承载功能等。例如，组合凸轮结构的设计就是将两个凸轮设计成一个零件；一根连杆在组合结构中同时作为两个或两个以上机构的结构件。复合化方法可以降低机械的制造成本、减轻机器的重量、缩小机器的尺寸和降低产品的成本。
分级结构设计（层次化设计）。复杂的制造设备是由分级的机械结构组成，大功能层次的结构是由若干个分功能结构组成。层次化不仅是功能树结构的要求，而且也是制造工艺对结构设计的要求。例如，床头箱由多个轮系组成，而每个轮系又由次一层次的系统组成。复杂机电产品的设计，例如组合挖掘机的设计，集推土机和挖掘机的功能在一起，而共用一个动力系统，在执行系统处分开。层次化结构设计方法在构想分级结构阶段，能够帮助设计者厘清思路，从而找出结构设计的关键点，集中解决结构设计中的难点问题。
载荷均布性设计。由于机械结构设计的特点，希望载荷分布均匀，充分发挥材料的机械力学性能或者取得降低最大载荷的目的。例如，修形齿轮的设计、对数滚子的设计，为了取得接触应力的均布，从而修形零件，实现结构的优化设计。行星齿轮减速器的设计也体现了载荷均布性的设计理念，从机构运动学来看只需一只行星齿轮；然而从受力平衡、承载能力和提高齿面的抗磨损来说，三只行星齿轮的结构设计更好。
变结构设计。机械结构的创新常常采用变结构的方法，变结构可以改变机械结构的功能，例如，非圆连接形式的成形连接、曲柄滑块结构设计变为转动导杆结构设计。变结构可以改变实现功能的形式，例如径向柱塞泵和轴向柱塞泵的设计。变结构也可以降低机器的设计成本，例如利用死点的桌面支承设计。
3. 模型试验设计。相似模型试验设计。基于机器物理模型的相似，运用相似科学理论，对于大型的机器设备进行模型试验设计。通过模型结构设计和试验分析，获取机械结构的可靠性、并预测机器的工作性能。模型相似的设计方法已在工程领域有广泛的运用，例如大型水轮机组的结构设计。通过制造大型水轮机组的模型，测试试验模型的工作性能以及其可靠性等指标，优化水轮机组的结构设计和工作能力。机械结构的设计方法不是一成不变的，而是随着人们的发明和新的科学原理的发现，在日新月异地发展，不断出现新的机械结构设计方法，同时对前人的机械结构设计进行革新。
三、机械结构设计的原理
机械结构的设计必然要依据技术科学的原理，例如：理论力学原理、材料力学原理、弹性力学原理、疲劳力学原理、流体力学原理、热力学原理、摩擦学原理、声学原理、智能原理和一切可能的新物理原理。这里讨论以上各种原理在机械结构设计中的应用，以期总结机械结构设计的常用原理，讨论机械结构设计的原理在今后结构创新设计中的可能性。
理论力学原理。理论力学是机构设计的基础理论，对于机器的运动学和动力学分析，得到的结构必然反映到机械结构的设计中来。例如，轴承转子系统动力学的设计，其动力学及其稳定性的设计，要求修改轴承的设计和轴的钢度设计。
材料力学原理。机械零件的强度和钢度设计是基于材料力学理论的，强度或钢度不足时，就需要修改零件的结构设计。例如，齿轮轮齿接触强度和齿根弯曲疲劳强度的设计，当齿面接触强度不足时就要求增大小齿轮的分度圆直径；当齿根弯曲强度不够时就要求增大齿轮的模数。
弹性力学原理。弹性力学分析是零件应力应变计算的基础，例如滚动轴承中滚子修形的设计，基于弹性力学的接触分析，确定滚子的修形曲线和修形量。在机械零件的结构优化设计中，常常用到弹性力学理论。
本文从机械结构的设计方法和设计原理出发，分析了机械结构设计的基本知识和设计准则。毋庸置疑，机械结构的制造工艺性对机械结构设计有重要的决定性。笔者认为，今后的机械结构创新中仿生设计和智能化是发展的重要方向。
参考文献
原型设计论文范文5
关键词：技术冲突；汽车造型；创新设计
0 引言
现代汽车外观造型在优化动力性、舒适性和安全性的同时，产生了动力性与舒适性、动力性与安全性的两对矛盾，如何通过创新设计解决困扰汽车外形设计的两对矛盾是产品设计的根本目的。
TRIZ理论是指导创新活动的重要理论之一，它帮助引导设计人员在方案设计阶段快速地产生具有创造性的设计方案，利用TRIZ技术冲突解决原理可以很好地解决动力性与舒适性、安全性的矛盾等汽车造型设计问题。
1 TRIZ理论技术冲突解决原理
1.1 TRIZ技术冲突及其解决原理简介
TRIZ是俄文“发明问题解决理论”的词头。它是前苏联阿奇舒勒（GS Altshulle）及其领导团队，在研究世界上近250万件高水平发明专利的基础上提出的创新理论。
技术冲突是TRIZ理论中与产品创新相关的物理冲突、技术冲突及管理冲突3类冲突之一。技术进化原理是发明问题解决理论的核心，而解决冲突是技术系统进化的推动力。
技术冲突是指一个作用同时导致有用及有害两种结果，为了消除技术冲突，必须把组成冲突的两个方面用39个标准工程参数进行表示，即把实际工程冲突，转化为一般的或标准的技术冲突。在此基础上，利用40个发明创造原理创建的冲突矩阵找到消除技术冲突的解，进而找到问题的解决方案。图1是利用TRIZ进行冲突求解的全过程。
1.2 冲突解决原理的应用扩展
TRIZ技术系统进化理论发现并确认了技术系统进化模式，以及技术进化路线；而且，技术进化模式与进化路线具有可传递性，在一个工程领域中总结出的进化模式、进化路线也能在其它领域实现。
冲突解决原理由原来擅长的工程技术领域分别向自然科学、社会科学、管理科学、生物科学以及工业、建筑、微电子、化学、生物学、社会学、医疗、食品、商业、教育等应用领域拓展[1]。在广告设计[2]、建筑设计[3]等产品创新设计领域也得到发展。同理，可以推定TRIZ理论同样能解决汽车外形创新设计的问题。
2 应用冲突解决原理移除汽车造型设计的两大基本冲突
产品创新的标志是消除或移走设计中普遍存在的冲突，从而产生新的解决方案。TRIZ理论独特的冲突解决原理为我们解决两大冲突设计提供了全新的可实现的路径。
2.1 动力性与舒适性冲突的移除
乘驾舒适需要足够的车内空间，这就意味着必须增加汽车外型的尺寸，尤其是横截面尺寸的增加，但如增加汽车的迎风面积，势必直接影响汽车的风阻系数。随着汽车技术的发展，汽车的速度越来越高，动力性与舒适性的矛盾就越来越突出。
研究表明，车速在70km/h左右时，克服风阻所消耗的功率就会超过克服路面阻力所消耗的功率。如果速度超过100km/h，绝大部分的功率就消耗在克服风阻上了，可见车身造型对于汽车行驶阻力的影响十分巨大[4]。
由汽车外形决定的空气阻力占到全部阻力的58%，干扰阻力约占整个空气阻力的14%，可以说，空气阻力系数主要是由这两部分产生的，所以，当汽车行驶的速度提高时，其燃油消耗也在不断增加，实验表明空气阻力系数每降低10%，燃油可节省7%[5]。
动力性与舒适性的矛盾转换成TRIZ技术矛盾冲突，就是速度与能量损失的矛盾冲突，希望改善的工程参数“汽车行驶速度”与恶化的参数“能量损失”的技术矛盾解决。根据TRIZ冲突解决矩阵表得出冲突矩阵集合两个工程参数给出了推荐的发明原理。
根据实际情况，选取（14）曲面化和（35）改变性质两条发明原理。以头部为例，当改变汽车前端设计参数，使前端设计尽量曲面化，外形接近流线形，并减小车头部的正面投影面积，CD值会明显下降。从而得到了更好的空气动力性[6]。所以，轿车车身应该尽量设计成流线型，横向截面面积不要太大，车身各部分用适当的圆弧过渡，尽量减少突出车身的附件。
成功案例当属福特Probe V概念车，此款车的外形成流线型、整个车身低矮、前低后高呈楔形，前部圆滑，车身后部做成逐渐收缩状，接近于理想的造型使福特其风阻系数（0.137）保持世界最低。
2.2 动力性与安全性冲突的移除
流线型可以减少空气阻力，产生高速度。但是，流线型汽车也有它的弊病。流线型车身的纵截面与飞机机翼的形状相似，高速行驶时会产生升力，使方向盘发飘，影响驾驶稳定性。如果车速进一步提高到时速100km以上，后轮的附着力也会减小，因后轮腾空会导致驱动力大幅度下降。根据风洞试验的结果，和汽车静止时相比，时速为100km时，汽车的附着力减少1/8; 时速150km时，减少1/4; 204km时，减少1/2[7]。遇到横向风时，车身可能会摆动，有脱离行驶轨道的危险。
由上述分析，一般流线型车型，如甲壳虫汽车、鱼型车，高速行驶时容易出现两个问题。一是受到侧风车身产生摆动；二是上升力导致的附着力减小驱动力下降。根据TRIZ理论，此问题归结为“结构的稳定性”。由此，动力性与安全性的矛盾，就转化为速度与结构稳定性的TRIZ技术矛盾冲突。
由上面技术冲突解决问题矩阵表给出的原理中，首先应用第二条原理:抽取，从物体中抽出产生负面影响的部分或属性，车身发飘和侧偏安全隐患的产生，是由于流线型车身的纵截面与飞机机翼的形状相似，从车体上方流过的气体一定比从车体下方流过的快，便会产生一股浮升力。随着速度的升高，下压力的损失会逐渐加大，上升力也随之加大。
然后应用第三条原理:局部质量：将物体、环境或外部作用的均匀结构变为不均匀的，让物体的各部分处于完成各自功能的最佳状态，或新增原理第71条部分或局部弱化有害影响原理，弱化或消除这一有害影响。首先想到的是在车身上装上一个翼，提供与升力相反方向的力，但是由于翼的自重较（下转第9页）（上接第6页）
大，安装困难且空气阻力大而没有被采用。后来又想到在车身上安装前后扰流器，产生了“鸭尾”造型。沿车顶流动的空气，遇到“鸭尾”，产生向下的作用力，使后轮的地面附着力增大，特别是后轮驱动高速行驶时效果更加明显。
3 结论
TRIZ理论能够为设计问题的解决提供成熟的理论体系和方法，其快速简捷地获得解决方案的过程验证了TRIZ理论在汽车造型设计中的重要意义。
参考文献：
[1] 赵新军.技术创新理论（TRIZ）及应用.北京:化学工业出版社，2004.
[2] 省略/archives/2005/04/01.pdf.
[3] 省略/archives/2001/07/b/index.Htm.
[4] 谷正气.汽车空气动力学[M].北京:人民交通出版社，2005.
[5] 关欣、李陆山.空气动力学与汽车外形设计.[J]知识就是力量.2002.
原型设计论文范文6
本预应力混凝土连续梁桥共分为三跨（30m+50m+30m）主跨50m，边跨对称30m；主梁采用单箱单室预应力混凝土箱梁，跨中梁高为1.5m，支座处梁高为2.8m，截面高度按二次抛物线形式变化；桥面净宽为7+2×1.5m；设计荷载为公路-Ⅰ级。
在设计中，运用了桥梁设计软件Midas建立桥梁模型，并对桥梁恒载、活载及徐变内力进行分析计算，得出预应力钢束的预估值。最后对主梁的应力、变形等进行验算。经分析比较及验算表明该设计计算方法正确，内力分布合理，符合设计任务的要求
关键词桥梁设计;预应力混凝土;箱梁;变截面连续梁;Midas桥梁模型
Abstract:Thedesignisbasedontherequirementsofthedesigntaskand"HighwayBridgeRegulation".Thedesignofthebridgeiscarriedoutintheeight-characterprincipleof"safety,pratically,economicallyandaeshetic"bycomparingandchoosingthebestone.Thefirstprogramiscontinousprestressedconcretegriderbridge,thesecondonethebeamcombinationofarchbridge,andthethirdoneisthesuspensionbridge.Accdodingtotheaboveprinciplesandconstructionfactors,theprestressedconousbridgeischosentotheultimate.
Thecontinousprestressedconcretegirderbridgeisdividedintothreeinters,(30m+50m+30m),withthemainspanof50m,and30m-symmetryone.Prestressedconcreteboxgriderisusedasthemainbeam;thebeamdepthinthemid-spanis1.5m,whileatthesupportbearingitis2.8m.Thesectionaldepthischangedintheformofparabolic.Thenetwidthofthedeckis7+2x1.5m,andthedesignloadisforthehighway-I.
Inthedesign,thebridgedesignsoftwareMIDASisusedtogetthecalculationmodel.Byanalyzingandcomputingthedeadload,liveloadandinternalforce,theestimatedvalueoftheprestressedstrandisgot.Finally,checkingcalculationiscarriedouttothestressanddeformationofthemainbeam.Theresultsoftheanalysisandcheckingcalculationshowthatthedesigncalculationmethodiscorrect,andtheinternalforcedistributionisreasonabletothedesigntask.
Keywords:bridgedesign;prestressedconcrete;box-girder;non-uniformcontinuousbeam;MIDASbridgemodel
目录
设计原始资料…………………………………………………………………………….1
第一章方案比选………………………………………………………………………2
第二章上部结构形式及尺寸拟定…………………………………………………5
一．主跨径的拟定……………………………………………………………………5
二．顺桥向梁的尺寸拟定……………………………………………………………5
三．横桥向的尺寸拟定………………………………………………………………5
四．桥面铺装…………………………………………………………………………6
五．本桥主要材料……………………………………………………………………6
第三章桥面板的计算…………………………………………………………………8
一．桥面板的设计弯矩………………………………………………………………8
二．悬臂板的内力计算………………………………………………………………11
三．桥面板的配筋……………………………………………………………………12
第四章主梁内力计算…………………………………………………………………14
一．全桥节段的划分…………………………………………………………………14
二．恒载活载内力计算………………………………………………………………17
第五章主梁配筋计算…………………………………………………………………32
一．预应力筋的估算原理……………………………………………………………32
二．预应力筋的估算…………………………………………………………………34
三．预应力筋布置……………………………………………………………………38
四．非预应力钢筋截面积估算及布置………………………………………………45
第六章截面承载能力极限状态计算………………………………………………47
一．正截面承载力计算………………………………………………………………47
二．斜截面承载力计算………………………………………………………………47
第七章钢束预应力损失计算………………………………………………………50
第八章应力验算…………………………………………………………………………56
一．短暂状况的正应力验算…………………………………………………………56
二．持久状况的正应力验算…………………………………………………………57
第九章抗裂性验算………………………………………………………………………59
一．正截面抗裂性……………………………………………………………………59
二．斜截面抗裂性……………………………………………………………………61
第十章主梁变形计算……………………………………………………………………62
参考文献…………………………………………………………………………………63
英文翻译…………………………………………………………………………………64
致谢………………………………………………………………………………………90
致谢
首先感谢何建老师在此次毕业设计中认真辅导了我设计的每一个环节，何建老师对待学生认真负责、和蔼耐心的态度和对待工作一丝不苟的作风给我留下了深刻的印象，为我今后的学习工作树立了榜样。此外还有学多老师给予了耐心的指导和点拔，令我受益匪浅。在此对各位老师的敬业表示真挚的感谢。
通过这次毕业设计，我比较系统的串连了我大学本科四年所学的知识，深感我们这门专业系统的博大精深，觉得自己存在的差距还很大。但是，在这炎炎夏日工作的几十天，我的收获也是很大的。在毕业设计的反复修改，一遍一遍的看书，和同学一次又一次的讨论，一次又一次的请教老师的过程中，通过集中的毕业设计和专业系统的培养，我提高了自己综合运用所学的基础理论，基本知识和基本技能，分析解决问题的能力。在老师的指导下，通过独立系统的完成一个工程项目的设计，比较具体的了解了一个工程设计的全过程，巩固已学课程的基础上，培养了自己考虑问题，分析问题，解决问题的能力，同时接触到和掌握一些新的专业知识和技能。这次毕业设计为自己提供了一次很好的实践机会，为我将来的学习工作做了很好的铺垫，是我人生中很重要的一次经历。
最后，感谢学院的领导和老师在百忙之中为我们细心指导设计，我衷心的感谢各位老师！
南华大学船山学院本科生毕业设计（论文）开题报告
设计（论文）题目
宝石路5号桥
设计（论文）题目来源
设计（论文）题目类型
起止时间
2008.12.1~2008.12.12
一、设计（论文）依据及研究意义：
桥梁的形式可考虑连续梁桥、梁拱组合桥和斜拉桥。对此三种桥型作比较，从安全、适用、经济、美观等方面比选，最终确定桥梁形式。
二、设计（论文）主要研究的内容、预期目标：（技术方案、路线）
本桥的设计是根据设计任务书的要求和《公路桥规》的规定，本着“安全、实用、经济、美观”的八字原则，提出了三种不同的桥型方案进行比较和选择。方案一为预应力混凝土连续梁桥，方案二为梁拱组合体系桥，方案三为悬索桥。经由以上原则以及设计施工等诸多方面考虑后，确定预应力混凝土连续梁桥为最终设计方案。
三、设计（论文）的研究重点及难点
计算量大，工程量大，绘制上部结构的一般构造图、钢筋构造图及施工示意图很复杂
四、进行设计（论文）所需条件：
