产品设计材料推荐虚拟实验室研究

摘要

产品设计过程中,材料及其制造工艺的选择是一个重要环节,直接影响产品功能的实现和设计师意图的表达。由于材料科学的飞速发展和相关训练的相对滞后,设计专业学生和初级设计师往往由于缺乏对材料感觉意象和物理化学特性方面的把握,在产品设计过程中不当选材而造成设计理念表达的缺失。为此,本文对产品设计过程中材料的选择和应用进行了系统的研究,提出了材料推荐虚拟实验室这一概念,并据此开发了相应的网络平台。
　　该虚拟实验室基于shape grammar的流程并将其扩展应用,以网站的形式帮助设计专业学生及初级设计师在材料感觉意象和物理化学性能方面进行材料的模仿运用及选择。虚拟实验室平台所依据的数据库主要有两部分组成,一是常用材料的特性分类,加工工艺介绍等,二是不同材料的感觉意象描述。感觉意象的相关数据来源于材料感觉意象实验。为了更加直观地介绍材料的加工和生产,本实验室还增添了视频板块,使初识材料者通过观看视频,更快地掌握材料加工工艺和过程。借助数据库搜索技术,设计者可以输入材料感觉意象词,物理化学性能描述等内容,系统从预置的产品库中筛选出相符的现有产品。根据这些产品的图像,文字信息,设计者可尝试模仿现有成功产品的感觉意象,分析这些产品的材料选择原则,物理化学特性,加工工艺等等,找出适合自己需要的材料或者材料组合,以方便后续的产品设计。该平台也可以用于产品设计教学中材料感觉意象和物理化学特性的训练和研究。而对于资深设计师而言,此材料实验室可以为材料选择给出参考建议,一定程度上简化了设计流程。
　　本实验室第一次将现有产品,意象分析,材料推荐这三项工作构建成完整的链,从理论上完善了产品与材料关系的分析过程。该虚拟实验室以网站的形式构建,直观简单,切合设计专业学生和初级设计师需求,容易掌握和运用。基于Access数据库支撑的网络平台为后续材料的更新添加提供了方便。基于此实验室平台,本文以针对女性的饮水杯设计为例进行了试运行,并以模糊评价方法对实验结果作出评价。实验表明,该虚拟实验架构合理,系统运行稳定,为产品概念阶段的材料选择提供了强大的辅助工具。

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第一章绪论

1.1本课题的研究背景

1.2本课题的目标

1.3本课题的意义

1.4国内外研究现状

1.5本课题的创新点

第二章 本课题涉及的研究方法介绍

2.1感性工学介绍

2.2形状语法（shape grammar）的概念及意义

2.3模糊评价系统的介绍及范例

2.4材料推荐实验室的理论构想——模仿学说

第三章材料推荐实验室的数据来源一 ——工业设计常用材料特性及加工工艺研究分析

3.1塑料

3.2金属

3.3木材的特性及加工工艺

3.4无机非金属材料（陶瓷，玻璃）

第四章材料推荐实验室的数据来源二 ——材料的感觉意象实验

4.1材料与感觉意象

4.2材料的感觉意象实验目的及意义

4.3关于座椅的感觉意象实验

4.4关于座椅的感觉意象实验结果及分析

4.5本章小结

第五章基于形状语法的产品材料推荐实验室

5.1Shape Grammar的扩展

5.2产品材料虚拟实验室架构与指引

5.3实验室研究的范围与限制

第六章基于产品材料推荐实验室的水杯实验研究

6.1实验架构及流程

6.2基于产品材料推荐实验室的水杯实验研究

6.3实验结果与评价

6.4结论的提出

参考文献

附录

硕士在读期间发表的论文

致谢