基于仿生特征产品曲面形态设计研究

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。

目录

文摘

英文文摘

图表清单

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.1.1 产品曲面形态设计发展

1.1.2 产品仿生形态设计发展

1.2 研究现状

1.2.1 曲面技术的应用现状

1.2.2 仿生设计方法研究现状

1.3 研究内容与论文结构

1.3.1 研究内容

1.3.2 论文结构

第二章 产品仿生设计

2.1 仿生设计学

2.2 产品形态仿生

2.2.1 形态仿生的优越性

2.2.2 产品设计中形态仿生的运用

2.3 产品仿生形态设计的流程

2.3.1 产品形态设计一般流程

2.3.2 产品仿生形态设计的一般流程

2.3.3 产品仿生形态设计流程的实例分析--奔驰仿生车

2.4 本章小结

第三章 产品曲面形态造型技术

3.1 曲面的构建

3.1.1 曲面构建基础--曲线

3.1.2 按构建方式的曲面分类

3.1.3 曲面构建的主要方法--NURBS方法

3.1.4 曲面形态建模的要点

3.2 曲面造型设计的主要技术基础

3.2.1 逆向工程技术的内容

3.2.2 曲面逆向设计流程

3.2.3 曲面形态质量的分析

3.3 本章小结

第四章 基于仿生特征的产品曲面形态设计

4.1 仿生特征

4.1.1 仿生特征的简化与提取

4.1.2 仿生特征的分类

4.1.3 产品仿生特征的认知

4.2 仿生特征形态设计方法的提出与创新基础

4.2.1 方法的提出

4.2.2 方法创新基础之一--形态语意法

4.2.3 方法创新基础之二--特征生长法

4.3 仿生特征形态设计方法的原则

4.3.1 人因功能原则

4.3.2 品牌风格原则

4.4 仿生特征形态设计方法的流程

4.4.1 设计对象的调研

4.4.2 自然原型的选取

4.4.3 自然原型的分析

4.4.4 仿生特征的提取

4.4.5 仿生特征方法的运用

4.5 本章小结

第五章 基于仿生特征设计方法的飞行器仿生设计

5.1 飞行器形态设计与空气动力学

5.2 飞行器的形态分析

5.2.1 飞行器的一般形态

5.2.2 飞行器的概念形态

5.3 运用直观仿生特征的飞行器形态设计

5.3.1 方案提出与设计背景

5.3.2 自然原型与特征提取

5.3.3 方案曲面形态的建模

5.3.4 “海燕”方案的形态设计说明

5.4 运用抽象仿生特征的飞行器形态设计

5.4.1 方案提出与设计背景

5.4.2 自然原型与特征提取

5.4.3 基于形态意象的抽象仿生特征

5.4.4 方案曲面形态的建模

5.4.5 “太阳鸟”方案的形态设计说明

5.5 本章小结

第六章 总结和展望

6.1 工作总结

6.2 研究展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文和研究成果