发布时间：2023-03-17 18:01:37
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了8篇的概念设计论文样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
在均布荷载作用下构件的弯矩与跨度成二次方的关系，因此楼板压型钢板布置凸肋时应尽量沿板的短跨布置以提高楼板的平面外刚度，减小挠度。同理，次梁布置时宜按房屋的短向布置以取得较大的刚度［1］。该工程在主梁布置时采用X向与Y向均与柱刚接的方式，这样既增加了主梁的竖向承载能力，又增加了结构的抗侧刚度和冗余度，结构的安全储备得到增强，而且在罕遇地震时可以靠梁柱节点的塑形变形来消耗地震能量［2］。屋面结构布置时，考虑到边榀框架刚度较大，而中间榀作为大跨度框架刚度十分弱，中间与两侧变形差异较大对于结构十分不利［3］；而屋面板为夹芯板，其平面内与平面外刚度均较弱，不能有效地协调竖向构件的变形，故设计时采用了设置水平支撑的方式，具体见屋面结构示意图，如图2所示。由于水平纵向支撑平面内刚度较大能够有效协调竖向构件的侧移，且B、C轴柱顶传来的风荷载可以由横向支撑传到A、D轴边榀框架，传力简单明确，并且由于设置了横向支撑及撑杆，减小了2至5轴屋面梁的平面外计算长度，增强了梁的稳定性，能够使梁的截面较小从而取得较大的经济利益。其中，在软件中建立计算模型时屋面支撑可按PKPM（STS）中的斜杆输入。屋面支撑设计时横杆可按压杆设计，斜杆可按拉杆设计，横向及纵向支撑从概念上可以看成桁架，布置简单，受力明确。
2立面结构布置
立面布置时空间大、四周柱高度较高，一侧没有框架梁与之相连，详情见中榀框架立面示意图，如图3所示。故其计算长度较大，长细比难以满足规范要求的限值，长细比λ＝l／i（l为柱计算长度、i为柱截面回转半径）。因此，要减小长细比需从减小柱计算长度l及增大相应方向的回转半径入手。由《钢结构设计规范》GB50017—2003附录D［4］可知，柱上下两端与之相连的框架梁刚度与柱刚度之比越大，柱计算长度越小。该工程设计时就将柱下端的框架梁适当地加大了，并且将工字形截面柱的弱轴放在了没有框架梁的一侧，使i值明显加大，通过以上两种措施长细比得到了有效的控制。需要指出的是：工作经验较少的设计人员往往看到柱的长细比不满足设计要求就加大柱截面，调整完后再一计算发现长细比不仅没变小而且还有可能变大。从上边的分析可知，框架梁截面不变，柱截面加大，梁柱线刚度比的数值减小即梁对柱的约束减弱，从而柱的计算长度系数就越大；而柱截面增大并不能有效增大回转半径i，故单纯增大柱的截面往往起不到降低长细比的效果，反而得不偿失。而该工程横向为3跨，纵向为5跨，因此宜将工字形框架柱的弱轴宜沿横向（Y向）布置以增强横向刚度。经软件PKPM（SATWE）计算后，得出前三阶周期，如表1所示。由于结构材料为钢材，强度较高，故按强度控制需要的构件截面较小，而截面小直接导致结构刚度较弱不能满足设计规范对位移的要求。若加大梁柱截面需要耗费较多的材料，且结构刚度提高得并不明显，效果也不好。无支撑框架的变形主要为梁柱的弯曲变形，而支撑的变形主要是轴向变形。众所周知，相同的荷载、相同的截面轴向变形远小于弯曲变形，根据这个常识，该工程在框架的周圈布置上支撑以增加结构的抗侧刚度，如图4所示。根据多道防线的概念设计，需要指出的是框架－支撑体系中，支撑框架是第一道防线［4］，在强烈地震中支撑先屈服，内力重分布使框架部分承担的地震剪力必须增大，二者之和应大于弹性计算的总剪力。故设计规范要求，框架部分按刚度分配计算得到的地震剪力应乘以调整系数，应不小于结构底部总地震剪力的25％；最终在结构底部总地震剪力的25％与框架部分计算最大层剪力的1．8倍这两个数值之间，选取较小值。柱间支撑的布置有多种形式，常见的中心支撑有“X”形、“人”字形及“K”形等等。1）其中“X”形支撑可按拉杆进行截面设计，即在水平力的作用（地震作用或风荷载作用）下，支撑交叉斜杆受力为一拉一压，考虑支撑斜杆在压力的作用下退出工作，只剩受拉力的杆件起作用，按杆件受压计算截面承载力时，计算公式为N＝×f×A（f为材料强度，A为截面面积，N为承载力），应该考虑构件的受压稳定系（＜1）数以防止构件的稳定性不足而发生失稳破坏，而按拉杆设计时可不必考虑受压稳定系数的影响。因此，按拉杆设计时所需截面小于按压杆设计所需界面，故能够取得较好的经济效益，需要指出的是根据《建筑抗震设计规范》GB50011—2010第8．4．1条第1款规定一、二、三级中心支撑不得采用拉杆设计，四级采用拉杆设计时，其长细比不应大于180。而由于该工程抗震等级为三级，故计算时不能采用拉杆设计。2）“人”字形支撑在相同的由梁柱构成的框架区格内，其斜杆构件长度一般小于“X”形支撑的斜杆构件，故其经济性较好。但是根据《建筑抗震设计规范》GB50011—2010第8．2．6条第2款规定：人字支撑和V形支撑的框架梁在支撑连接处应保持连续，并按不计入支撑支点作用的梁验算重力荷载和支撑屈曲时不平衡力作用下的承载力；不平衡力应按受拉支撑的最小屈服承载力和受压支撑最大屈曲承载力的0．3倍计算［5］。必要时，人字支撑和V形支撑可沿竖向交替设置或采用拉链柱。按此规定计算后钢材的用量可能并不能比“X”形支撑的框架钢材整体用量少，故可根据具体的工程具体分析采用哪一种支撑形式。3）“K”形支撑由于其斜杆交汇点在柱中位置处，在罕遇地震作用下，在支撑交汇点处比较容易出现塑性铰。而该塑性铰出现在柱中，容易造成结构的整体垮塌，有悖于“强柱弱梁”的设计概念，因此从抗震角度来讲不宜采用“K”形支撑。支撑的截面形式可采用单槽钢、单角钢、双角钢、双槽钢、H形钢、钢管等等。以上几种截面除钢管外均有弱轴，在相同的计算长度内，在压力作用下构件一般较弱轴失稳，而强轴方向又得不到充分的利用，而圆钢管沿任意直径方向均对称，截面能够得到有效的利用，因此该工程支撑截面选用的是圆钢管。除了上述的中心支撑，还有偏心支撑。偏心支撑顾名思义即支撑杆件的轴线与梁柱的轴线不是相交于一点，而是偏离了一段距离。这样设计的好处是可以将框架梁的一段设计成耗能梁段从而吸收耗散地震能量。该工程未采用这种支撑，故不做详细的讨论。经计算与分析表明：相邻的两跨柱间布置的两道支撑刚度要大于相隔的两跨柱间布置的两道支撑刚度，即两道紧贴的支撑刚度要大于分离的两道支撑刚度。原因是两道分离的支撑刚度之和仅为各自刚度的相加，而两道紧贴的支撑由于其合并在一起，其力臂加高了一倍，故其刚度肯定要比各自刚度相加的数值要大，故设计时宜将支撑紧贴在一起布置以取得较大的抗侧刚度。但是该工程由于工艺布置的要求，墙面上有许多洞口，所以不能按上述的原则布置支撑，而只能将支撑分离开布置。因此，在布置支撑时不应只从结构力学的角度来进行设计，还要考虑设计工艺的要求，尽量做到经济合理、安全适用。
3柱脚设计
如何有效促进学生从“电离模型”向“水解模型”转变？单纯靠老师的讲授显然是不可行的。教学的首要任务在于引发认知冲突，从而认识“电离模型”的局限性。在此基础上，让学生认识到改变或调整原有认知的必要性。于是，借助一定手段、设置能使学生产生认知困惑和冲突的问题情景，并立足于这一困惑和冲突的问题情景，开展深入的探究，从而实现旧概念的重组、新概念的建构成为教学的关键。问题情景对学生造成的认知冲突程度越显著，越有利于激发学生解决困惑与冲突的探究兴趣。如何设置能使学生产生强烈认知冲突的问题情景？一方面，要强化学生原有认知，让学生清晰认识头脑中“电离模型”；另一方面，呈现直观明显、冲突强烈的反例，让学生对原有认知产生强烈的不适感。当对“反例”产生认知冲突时，引导学生立足于从系统的视角去分析溶液中存在的微粒及微粒间的作用，初步建构起解释盐溶液酸碱性的“水解模型”；在初步建立新模型的基础上，应用此模型去预测更多未知盐溶液的酸碱性，并通过实验加以验证，从而让学生认识到新认知模型的合理性和有效性。最后，对新、旧认知模型进行对比分析，明确适用对象、本质差异等，深化对新概念模型的认识，从而有效实现“概念转变”。
二、“盐类的水解”（第一课时）的教学设计
概念转变的前提条件是“对现有概念的不满”。对“现有概念的不满”，不仅与学习者面对的情景有关，而且与学习者对自身原有认知的清晰度有关。学习者对自身的原有认知越清晰，面临新的问题情境时，产生的冲突将越强烈。本课教学时，先安排下述复习回顾活动：请同学们结合已有经验与知识（如强弱电解质电离、溶液酸碱性等），思考如下问题：
（1）纯水会发生怎样的电离？常温下，纯水中的c（H＋）、c（OH－）大小关系如何？
（2）对于水溶液而言，溶液的酸碱性与溶液中c（H＋）、c（OH－）大小有何关系？
（3）酸（或碱）溶于水后形成的溶液显酸（或碱）性，为什么？归纳总结：酸（或碱）溶于水形成的溶液显酸（或碱）性，是因为酸（或碱）电离出H＋（或OH－），导致溶液中c（H＋）大于（或小于）c（OH－）。
设置三个问题供学生思考，强化学生对水的电离、溶液酸碱性与c（H＋）、c（OH－）大小关系的认识，并激活“电离模型”。其目的不仅为盐溶液酸碱性分析奠定基础，并为后认知冲突作铺垫。在完成上述教学任务之后，接着安排如下探究活动：提出问题：现有一瓶0．1mol／LCH3COONa溶液，请分析与预测：
（1）CH3COONa在水中如何电离？是否产生H＋或OH－？
（2）请预测：CH3COONa溶液显酸性、中性还是碱性？为什么？实验活动：请在预测基础上，用pH试纸测定该溶液的pH。要求“分析与预测”的目的在于引导学生应用“电离模型”解释未知溶液酸碱性，为认知冲突埋下伏笔；“实验活动”的目的，则让学生亲自获取感性材料，强烈感知预测和实验结果差异性，从而产生强烈的认知冲突，诱发学生对“电离模型”的不满。接下来，并不急于分析醋酸钠溶液为何显碱性，而是安排学生反思与动手实验。具体安排如下：提出问题：请反思自己的“分析与预测”及“实验活动”，看看是否存在问题。实验活动：请重测CH3COONa溶液的pH，并用同样方法测0．1mol／LNH4Cl溶液的pH。将结果填入表中。反思的目的，在于确认自己的分析与pH检测无误；实验活动的目的，不仅确认醋酸钠溶液pH确实显碱性并获取更多的事实证据，同时得出盐溶液可呈碱性、也可以呈酸性的事实，从而进一步认识到“电离模型”的局限，激发建构新思维的驱动力。前面的教学活动，为“概念转变”提供了前提条件。接下来的教学，便是要引导学生探究，以期建立“水解模型”。教学安排如下：提出问题：
1．请结合醋酸钠溶液显碱性的实验事实，思考并讨论下述问题：
（1）该溶液体系存在哪些电离？是否可逆？电离出哪些微粒？
（2）溶液中H＋、OH－均来自水的电离，对于纯水电离而言，c（H＋）应等于c（OH－）。为何该溶液中c（H＋）小于c（OH－）？是不是体系中哪些微粒结合了水电离产生的H＋？请结合溶液中的微粒加以分析。
2．按前述醋酸钠溶液显碱性的分析思路，探讨NH4Cl溶液显酸性的原因。
3．和同学交流讨论，并用自己话语归纳总结盐溶
液显酸性或碱性的原因。引导学生从同时考虑醋酸钠和水的电离、电离是否可逆、电离产生的微粒出发，并从系统中微粒相互作用的视角分析醋酸钠溶液中c（H＋）、c（OH－）变化的原因。之后，遵循这样的思路，分析讨论NH4Cl溶液显酸性的原因。经历这样的探究活动，学生将初步建起了盐溶液酸碱性分析的基本思路，初步形成盐类水解的概念，初步建立起体系中微粒间的相互作用、水的电离平衡及移动、盐溶液的酸碱性等整体性认识。这样的学习，解决了“新概念的可理解性”、“新概念的合理性”问题，从而有利于概念转变。学生虽然建立起对“盐类的水解”概念及“水解模型”的初步认识，但还需进一步检验。因此，接下来的教学，要让学生从理论与实践两个层面去论证“水解模型”的合理性。教学过程如下：问题讨论：
1．为何盐溶液体系中的盐电离出来的金属离子或酸根离子会与水电离出来的OH－或H＋结合？你将如何证明？
2．根据你的分析，预测Na2CO3及Al2（SO4）
3溶液酸碱性，并从微观视角加以分析。实验活动：
1．设计实验并验证“盐溶液体系中的盐电离出来的金属离子或酸根离子会与水电离出来的OH－或H＋结合形成弱电解质；
2．用pH试纸测定0．1mol／LNa2CO3、Al2（SO4）3及KNO3溶液的pH，并将实验结果与预测相对比。本阶段教学任务的功能如下：一是寄希望于学生能从弱电解质电离平衡的角度，认识到溶液体系中若同时存在弱碱的金属离子与OH－、弱酸的酸根离子与H＋时，将结合为弱电解质分子并建立起平衡，再用实验来证实；二是应用“水解模型”去预测未知盐溶液的酸碱性，并通过实验来证实。最终，让学生从理论和实践层面证实“水解模型”合理性，同时体验“新概念的有效性”。到此为止，学生将体验到“电离模型”不合理性，体验到“水解模型”的可接受性、合理性及有效性，从而较好地达成“概念转变”———即判断溶液酸碱性从“电离模型”转向“水解模型”。但是，教学并不能到此为止，还需继续安排相关的学习活动。提出问题：现有一瓶0．1mol／L的NaCl、KNO3溶液，请预测这两种溶液的pH，并从微观视角加以分析。实验活动：请用pH试纸检测上述两种溶液的pH。交流讨论：
（1）你的预测结果与实验结果是否一致？
（2）若不一致，请分析其可能原因；
（3）结合前面六种盐溶液酸碱性及微观视角的分析，总结分析盐溶液的思路。本阶段活动的安排，旨在让学生认识到盐溶液还可能显中性。这是其一；第二，通过提供盐类水解的“反例”（即有些盐并不水解），进一步深化对“水解模型”的认识（此类盐不水解，照样可以用“水解模型”解释———因为此类盐电离时既不产生弱酸根离子，也不产生弱碱的金属阳离子，将不会结合水电离出来的H＋、OH－而不破坏水的电离平衡，故其溶液显中性）。至此，学生借助“水解模型”全面解释了各类盐（能水解的盐、不能水解的盐）溶液的酸碱性，深刻认识到“水解模型”的合理性和有效性，将牢固建立分析溶液酸碱性的新模型。最后，安排如下活动，帮助学生总结溶液酸碱性判断两类模型（“电离模型”和“水解模型”）的适用对象与分析思路，达成本课的学习目标。提出问题：现有稀盐酸、氢氧化钠溶液、硫酸钠溶液、氯化铁溶液及硅酸钠溶液。
（1）哪些溶液显酸性？哪些溶液显中性？哪些溶液显碱性？
（2）以上述显酸性溶液为例，从微观角度分析它们显酸性的原因。
（3）结合问题（2），总结可从哪些角度分析溶液的酸碱性？
功能分解策略
广义上说，功能是对于某一机械产品工作能力的抽象，它包括产品的功用、用途、性能、能力等。从系统工程学的角度来看，可将机械产品看成是技术系统，功能是以实现某种任务为目标，对其输入量(信息流、能量流、物料流)和输出量之间的相互转换。在概念设计阶段之初，通常要对产品的功能进行分解。通过对现有机械系统的分析，笔者提出功能分解的三个策略:①从解决问题的目的和手段着手;②从产品生产的工艺动作过程(生产的空间顺序和时间顺序)着手;③从机械系统四大模块着手。在实际的产品功能分解中，往往需要采用多种功能分解策略。对机械系统而言，执行系统是机械系统的核心，最终决定产品的功能输出。执行系统的功能是通过工艺动作过程来实现，因此可通过工艺动作过程对其进行分解;而对于机械系统的其他子系统(包括传动系统、控制系统、驱动系统)，可采用“目的－手段”进行功能分解。下面详细介绍这三个功能分解策略的运用方法和步骤。
首先从目的和手段来分解功能，可以把目的称为上位功能，手段称为下位功能，目的功能是主功能，手段功能从属于目的功能，为实现目的功能起手段作用，属于下一级分功能，在下一级分功能中，手段功能又称为目的功能，如图1所示，手段功能2在下一级分功能中称为目的功能3。通过“目的－手段”可以将复杂的产品进行功能分解，同时又可将各个分功能之间的逻辑关系联系在一起，最终获得产品的功能系统图。接着按照工艺动作过程对功能进行分解。工艺动作过程是实现机器功能所需要的一系列动作型式，按一定顺序组合而成的系列动作。机械产品的执行系统功能是通过其工艺动作过程来完成的。例如，汽水灌装自动机的功能包括瓶、盖、汽水的贮存与输送、灌装、加盖、封口、贴商标、成品输送的工艺动作过程来实现灌装功能。又如，平板印刷机的功能是通过上墨、刷墨、印刷的工艺动作来实现印刷功能。
最后是从机械系统四大子系统模块来对产品的功能进行分解，这四大系统分别为驱动系统(动力系统)、执行系统、控制系统和架体支撑系统。任何机械产品的技术过程(主体功能)都是原动机到传动部分，再到工作机构(即执行系统)部分。原动机主要提供机械能或转换为有效的机械功，传动部分主要传递运动和动力要求，工作部分是机器的执行机构，架体支撑系统主要起支撑部件的作用。在主体功能的基础上，再添加辅助功能，通过控制系统来控制协调各部件的工作。下面综合前面讲述的三种分解策略，以挖掘机为例进行功能分解，如图2所示。
寻求功能作用原理策略思想
机械产品功能目标确定后，可针对产品的主要功能提出原理性构思，这可以通过科学原理向技术原理的转变加以实现，技术的需求是科学发展的动力，而技术开发必须以科学规律为基础，产品开发过程就是科学原理与技术经验相结合的过程。作为设计开发人员，应在产品概念设计阶段中，掌握广泛的科学原理，善于实现科学原理向技术原理的转变，例如，在机电行业中，为能实现电能向机械能的转换，一般通过能量转换科学原理向“电磁效应”这一技术原理转变，开发出了电动机。其次，可由已有的技术原理形成新的技术原理，有些技术的产生是在已有技术成果的基础上进行移植、综合和革新的结果。例如，爱因斯坦提出受激辐射理论奠定了激光技术的理论基础。微波波谱的成果进而为激光的应用提供了技术原理。现今，激光已应用于机械制造行业，可对材料进行热加工，如表面热处理，焊接和切割打孔等。因此，在产品概念设计阶段，不断寻找适合的作用原理有利于产品的创新。
执行系统概念设计过程模型探讨
基于FBS概念设计过程模型进行研究，此模型在“功能分解－载体”映射模型的基础上引入行为作为桥梁，即“功能－行为－载体”过程模型。在此基础上进行改进，提出了“功能－作用原理－工艺动作过程－执行动作－行为－功能载体”概念设计过程模型。根据机械产品的功能要求和工作性能要求来驱动寻找实现功能的作用原理。同一功能可通过不同的作用原理来实现功能，从而实现产品创新。
其次，工艺动作过程取决于所需实现功能的工作原理，不同的工作原理有不同的工艺动作过程，本过程模型可通过工艺动作过程支持功能分解。工艺动作过程包括一系列按照时间顺序排列的工艺动作，通过工艺动作进一步分解可以得到按照一定时间顺序的执行动作。最后，通过执行动作与功能载体之间引入机械动作行为作为桥梁，以实现寻找实现功能的载体。图3给出了基于“功能－作用原理－工艺动作过程－执行动作－行为－功能载体”的概念设计过程模型。
执行系统概念设计过程模型映射分析
上述概念设计过程模型的关键是各阶段的求解映射策略，使得寻求作用原理解的关系脉络更为清楚和详细，这使得设计人员在概念设计中能符合设计思维逻辑，并促进开发人员的创新能力。为此笔者提出如图4所示的求解映射策略。从图4中映射层之间的关系，可以看出产品的功能可以通过不同的作用原理来实现，子功能(F123)可由原理层的多个作用原理分别来实现。由于执行系统功能是通过工艺动作过程来实现的，同时工艺动作过程的分解又能实现产品功能分解，而工艺动作过程的分解又取决于工作原理，不同的工作原理有不同的工艺动作过程，例如对齿轮进行加工，有两种不同的工作原理，分别为滚齿原理和插齿原理，显然这两种工作原理的工艺动作过程是不一样的。同时，同一种工作原理的工艺动作过程也可以有不同的工艺动作过程，因此在进行工艺动作过程分解时，可通过增加、减少或者合并工序改变机器的工艺动作，这有利于获得新的结构，创造新的机械设备。如果工艺动作比较简单，可直接采用工艺动作到载体的直接映射求解;反之，就需要对工艺动作进行分解。对于每一个具体分解的执行动作，如果执行动作比较简单，可采用直接映射求解。反之，需要通过行为层为桥梁，来更好的实现从执行动作到载体的映射求解。对于同一个执行动作可采用不同行为关系来实现。行为库中主要包括执行动作的类型、连续性、运动速率特性和运动往复性，由于执行动作的的类型很多，按照机构的运动类型进行分类，主要包括以下几种类型，其分类如表1所示。
应用分析
本节以缝纫机中的GC30型平缝机的执行系统设计为例，对以上提出的执行系统概念设计过程模型进行实例说明。缝纫机的总功能是完成对棉、皮革、人造纤维的缝制作用，完成此功能的工艺动作过程为刺布－供线－勾线－收线－送布来实现此功能的。对于每一个具体工艺动作来说，如果工艺动作比较简单，只需某一种机构就能实现，如果比较复杂，需对每一个工艺动作进行按照实现工艺动作一系列执行动作来完成，即按照实现每一个执行动作的简单机构的组合。机构每一个执行动作的类型可以参照表1，下面主要以送布机构设计为例。需要对送布工艺动作进行分解为具体的执行动作，一般分解的结果会有很多种，容易设计出新的结构，把送布工艺动作分解为:实现针迹距的调节运动－旋转到直线运动－直线到摆动。然后分别通过实现不同执行动作的简单机构来进行组合即可实现送布这一工艺动，送布机构如图5所示。基于图5所示的执行动作过程，简述其传动关系，通过送料调节器螺钉改变送料调节器凸轮面的工作位置，实现不同的针迹距，当针迹距一定时，上轴带动送料偏心轮旋转，通过送料连杆使送料曲柄绕着送料轴摆动形成送料牙的水平运动。
现代科技的迅猛发展，尤其是微电子、信息、新材料及集成技术的进展，使产品结构发生了革命性的变化，机电一体化、模块化已成为工程产品的发展趋势；计算机技术的飞速发展和广泛应用，深刻的影响着设计开发过程、制造过程、营销和售后服务过程，并改变着产品的结构和功能；先进工艺技术和先进制造技术为现代工程设计提供了前所未有的工艺技术手段和社会化制造体系。这些变化都深刻地影响着工程设计的发展。
工程设计是人们运用科技知识和方法，有目标地创造工程产品构思和计划的过程，几乎涉及到人类活动的全部领域。工程设计的费用往往只占最终产品成本的一小部分（8~15%），然而它对产品的先进性和竞争能力却起着决定性的影响,并往往决定70~80%的制造成本和营销服务成本。所以说工程设计是现代社会工业文明的最重要的支柱，是工业创新的核心环节，也是现代社会生产力的龙头。工程设计的水平和能力是一个国家和地区工业创新能力和竞争能力的决定性因素之一。
工程设计的全过程就是不断建立各种模型，并不断进行综合和分析的过程，即反复地创造模型和评价模型的过程。工程设计的内容大致可分为两类：一类是数值计算型的工作，包括大量的计算、分析、绘图、编写说明书和填写各种表格；另一类是符号推理性的工作，主要是方案设计工作。在设计方法学中，前者称之为细节设计，后者称之为概念设计。概念设计主要包括功能设计和结构设计两大部分。其作用主要体现在产品设计的早期阶段，把主设计师根据产品功能的需求而萌发出来的原始构思和冲动形成产品的主体框架，及它应包括的各主要模块和组件，以完成整体布局和外型初步设计。然后进行评估和优化，确定整体设计方案。再由各责任设计师把总设计师的设计思想落实到具体设计中去，实现细节设计。可见概念设计是个创造性过程，它要求设计者能综合运用许多学科的专门知识和丰富的实践经验，并通过广泛的调查研究而占有大量的信息资料，再经过反复思考、推理和决策，才能创造出与众不同的、满足用户要求的设计方案来。
在工程设计领域中存在这样一个误区：设计、构思的原始冲动是三维概念，最终设计实施之结果即产品也是三维形体。可是多年来以二维绘图为基础的产品设计、制造模式严重地束缚了工程技术人员的创造力和想象力，成为创新的桎枯。
三维建模技术的崛起以及虚拟制造技术的出现为概念设计和创新提供了一种极好的工作平台，设计师们可以直接从三维概念和构思入手，进行概念设计，形成产品的初步框架，然后进一步通过工程分析、数字仿真、虚拟现实等高新技术手段来分析和评价设计方案的可行性及未来产品的质量、可靠性。这种设计方法尤其能充分发挥自顶向下的设计过程中,设计者的智慧和创新能力，不必拘泥于平面图纸的限制和束缚，而把主要精力聚焦于创造性的劳动——创新。
2概念设计与创造性思维和技术创新
2.1创造性思维及其特点
要设计就要有创新，而创新正是设计人员进行创造性思维的结果。设计人员要打破习惯性思维，变换角度，开阔视野，才能使自己的创造力得到更充分的发挥。创造性思维是指有创建的思维，即通过思维，不仅能揭示事物的本质，而且能在此基础上提供新的、具有社会价值的产物。创造性思维有扩散思维和集中思维、逻辑思维和形象思维、直觉思维和灵感思维等多种形式。在工程设计的概念设计中，要努力发掘创造性思维的能力，充分注意扩散思维和集中思维的辨证统一，准确把握逻辑思维和形象思维的巧妙结合，善于捕捉直觉思维和灵感思维的“闪光和亮点”，这样才有可能设计出新颖、独特、有创意的产品。
创造性思维具有如下一些特点：
（1）独创性：创造性思维所要解决的问题是不能用常规、传统的方式解决的问题。它要求重新组织观念，以便产生某种至少以前在思维者头脑中不存在的、新颖的、独特的思维。这就是它的独创性。独创性要求人们敢于对司空见惯或“完美无缺”的事物提出怀疑，敢于向传统的陈规旧习挑战，敢于否定自己思想上的“框框”,从新的角度分析问题、认识问题。
（2）连动性：创造性思维又是一种连动思维，它引导人们由已知探索未知，开拓思路。连动思维表现为纵向、横向和逆向连动。纵向连动针对某现象或问题进行纵深思考，探询其本质而得到新的启发。横向连动则通过某一现象联想到特点与它相似或相关的事物，从而得到该现象的新应用。逆向连动则是针对现象、问题或解法，分析其相反的方面，从顺推到逆推，从另一角度探索新的途径。
（3）多向性：创造性思维要求向多个方向发展，寻求新的思路。可以从一点向多个方向扩散；也可以从不同角度对同一个问题进行思考、解决。
（4）善于想象：创造性思维要求思维者善于想象，善于结合以往的知识和经验在头脑里形成新的形象，善于把观念的东西形象化。爱因斯坦有一句名言：“想象力比知识更重要，因为知识是有限的，而想象力概括着世界上的一切，推动着进步，并且是知识进化的源泉。”只有善于想象，才有可能跳出现有事实的圈子，才有可能创新。
（5）突变性：直觉思维、灵感思维是在创造性思维中出现的一种突如其来的领悟或理解。它往往表现为思维逻辑的中断，出现思想的飞跃，突然闪现出一种新设想、新观念，使对问题的思考突破原有的框架，从而使问题得以解决。
2.2概念设计呼唤技术创新
技术创新在概念设计中发挥着至关重要的作用。概念设计中技术创新的本质就是要在工程设计领域中发现某种新事物、提出某种新思想，在很多情况下是因为现有的产品不能满足社会（用户）的需求而激发出的新颖构思和创见。技术创新的基础是知识的积累和灵感的迸发，是设计人员进行创造性思维的结果。创新本身就意味着不拘一格，不局限也不依赖于某种特定的模式，以下诸多方面都是孕育技术创新的土壤：
（1）多项现有技术的有机结合或综合运用往往会产生意想不到的效果；
（2）对已有知识的创造性总结和应用常常带来重大的科技突破；
（3）突发奇想但经过科学论证或实验证明所产生的新思路、新方法、新技术；
（4）新知识与现有知识的合理嫁接；
（5）产品功能上的兼收并蓄和去粗取精；
（6）学科间的交叉、交融和借鉴；
（7）新技术、新材料、新工艺的有机结合及应用；
（8）科学研究中的新发现和新成果应用于工程实践……。
由此可以进一总结出多种行之有效的创新技法：
l智力激励法：又称集智法、智暴法。即通过集会让设计人员用口头或书面交流的方法畅所欲言、互相启发进行集智或激智，引起创造性思维的连锁反应；
l提问追溯法：根据研究对象系统地列出有关问题，逐个核对讨论，从中获得解决问题的办法和创造性发明的设想，或是针对新开发产品的希望点（或缺点），逐点深入分析，寻找解决问题的新途径；
l联想类推法：通过相似、相近、对比几种联想的交叉使用以及在比较之中找出同中之异、异中之同，从而产生创造性思维和创新的方案；
l反向探求法：采用背离惯常的思考方法，通过逆向思维、转换构思，从功能反转、结构反转、因果反转等方面寻求解决问题的新途径；
l系统搜索法：从一个初始状态开始，分析影响系统的各个参量，逐步向前搜索，或采用孤立因素、更换参数等方法获取系统的多种解法并求得最优解；
l组（综）合创新法：将现有的技术或产品通过功能原理、构造方法的组合变化，或者通过已知的东西作媒介，将毫无关联的不同知识要素结合起来，摄取各种产品的长处使之综合在一起，形成具有创新性的设计技术思想或新产品；
l知识链接法：创新是一个动态的和复杂的作用过程和知识流，它包括知识的产生、开发、转移和应用，这四个阶段构成一条“知识供应链”并按照下述原则进行管理：把技术创新过程作为一个集成化的系统，只有将所有涉及该过程的伙伴捆绑在一起，才能发挥最大作用，这些伙伴都应明确什么知识内容才能满足用户最大需求，知识转移的特征和形式是什么，最终用户是谁，他们何时需要使用这些知识？涉及创新的所有信息流和通信流对全体伙伴都是开放的，在每个知识供应者和知识使用者之间建立信息反馈，使信息交换更为有效，知识供应链中每一个伙伴能够感受到整个系统和他们自己都从中获得巨大利益，认识到自己是链中不可缺少的重要环节。该方法适于更大范围内、更高层面上的技术创新。
3工程设计领域中的概念设计技术创新实践
基于上述分析，我们提出了若干种含有技术创新的产品概念设计范例：
（1）采用先进的控制、驱动和定位系统，由局部小画面组成整体大画面的可变画面巨型灯箱广告机的设计；
（2）时速超过运七飞机的高速铁路机车车身外型设计，既要满足空气动力学性能，又要有美观的外型，三维CAD建模技术和NURBS曲线面理论的应用；
（3）适应于多弯道和小半径城市轨道交通环境下的摆式列车车身及减振转向架的设计；
（4）反求工程已广泛应用于一些具有复杂曲面的实物模型（如模具）的三维数据重构，不妨借鉴用来对生物医学图象进行数字图象处理，为医务人员的临床诊断和治疗提供更逼真的三维模型和实体模型；
（5）基于电动机——发电机可逆原理的新型电动自行车的设计，把（下坡时）车轮转动的动能所转化成的电能再回充给蓄电池，从而增加电动自行车蓄电池一次充电使用的续行距离；
（6）加工中心自动换刀功能的扩展，用于东风4（11）型内燃机车发动机端面多轴孔加工的自动换箱多轴箱设计；
（7）把列车检修工人的丰富经验升华为专家系统——基于加速度传感器和单片机控制的智能式检振锤的设计；
（8）虚拟轴机床（并联机床）的概念设计。
这里以铁路机车车身设计为例，对概念设计及创新的过程加以说明。
时速300公里以上的高速列车在欧美、日本等发达国家得到广泛应用。我国已通过论证并计划在下世纪初建设第一条（京沪）高速铁路。
当我们看到法国TGV（TraindelaGrandeVitesse）实验车速达到515.25公里／小时时，我们知道这已经超过了我国“运八”飞机的时速，设计师的头脑中自然应该产生这样的概念：时速300公里的铁路机车车头的外型也应该像飞机那样具有流线型和光顺性，才会有较好的动力学特性。“光顺”一词的几何意义是所构造的曲线、曲面应具有C2连续，且无奇点。从通俗的概念来理解，即为“光滑顺眼”之意。
由这些概念和构思出发，我们可以由整体构思和概念设计逐步进入流线型机车车身的细节设计环节。
铁路工业和汽车工业对车身外型设计的先进性和创新性的都有着一致和迫切的要求。归纳起来应是以下几个方面：
l具有良好的空气动力学特性，以减少在高速运行时的摩擦阻力。
l具有良好的结构布局及足够的强度和刚度。
l具有美学曲面的质感和动感，以美化生活和环境。
l尽可能短的设计和制造周期，以尽快地占领市场。
显然满足上述诸要求的车身外型曲面是相当复杂的，非一般常规曲面（如柱面、球面、锥面、环面等）所能表达。再者，若按常规设计、制造方法和过程来完成如此高要求的设计外型，则上述第四项要求更是高不可攀。只有积极谋求技术进步，大力推广应用CAD/CAM技术才是解决车身外型改型频繁、不断创新且满足上述各种要求的关键所在。
近十年来，CAD业界涌现出一批象EDS的UG、PTC的Pro-Engineer、MATRA的EUCLID、IBM的CATIA等等一系列优秀的CAD/CAM软件，为我们提供了一个极好的开发工具和环境。它们的三维实体建模、参数建模及复合（Hybrid）建模技术，实体与曲面相结合的造型方法，以及自由形式特征建模（FreeFormFeatureModeling）技术为我们的设计工作提供了强有力的工具。
这里具体地介绍如何使用UG的FreeFormFeature等功能，来实现车身外型的概念设计到细节设计。
UG的FreeFormFeatureModeling模块把实体建模和表面建模技术集成为一个功能十分强大的建模工具组，它支持复杂自由曲面的造型设计。它的复合建模技术，自由型面特征建模，可视化编辑，多组件装配，二维视图自动生成，尤其是伴随最新UGV14.0版本推出的全新概念设计WAVE（What-ifAlternativeValueEngineering）可使不同部门的工程师在设计的早期阶段，站在系统工程的角度，同时针对多种可供选择的方案进行评估，通过将设计意图组织到一个“控件结构”中去，使工程师十分有效地控制设计变更，而且所发生的变更会自动地传递到上级设计中去。
这里以创建流线型机车车身外型为例，具体步骤如下：
（1）根据前节所述模线的来源，本例参考法国TGV和德国ACE机车外型模板，并加以个性化修改。所选定的23条模型基线见于图1。
外形模型基线向等值半径线云图
以这一组模线为基础，采用UG的FreeFormFeature/ThroughCurve来创建曲面；采用Info/Analysis/FaceCurvature功能来观察和分析该曲面的光顺性，图2即为车身外型曲面及顶面法向半径等值线云图。
在构造模线的原始数据中可能有“瑕点”，或者仅凭“感觉”进行判断，创建的曲面不一定能完全满足C2连续的条件和光顺性的要求,可以通过光顺处理予以满足。图3是对其中一条模线进行光顺处理的过程。值得重视的是：获得一组光顺的模线是生成光顺曲面的必要条件。
采用光顺后的模线重新构造车身外型曲面。采用UG/Photo功能并指定材质，可进行着色、光照、渲染，以得到更为逼真的三维造型图。见图4。
图4机车车身三维造型图5机车车身二维投影图
（5）对机车车身裙部和头部下端，可采用Feature/Curve/Mesh功能分片进行创建。这里充分体现出UG软件对角域曲面的三维造型能力。
（6）机车车身三维造型基本实现之后，还可进一步作局部修改，由于UG软件的“相关”（Associative）能力,这里进行的修改将影响到它所关联的所有设计过程。
（7）三维造型细节设计完成之后，其各方向二维视图可由应用软件自动生成，设计人员不必再做重复工作。图5即为该机车车身外型的二维侧视图。
摘要：本文论述了工程领域中的概念设计的主要原理和功能；阐述了概念设计与创造性思维和技术创新的内在联系；举出了各种创造性思维的形式并分析了其特点；强调技术创新在概念设计中的重要的作用；根据作者本人所在的设计群体多年来的设计经验和体会总结出一系列的创新技法，并结合工程设计领域中的概念设计创新实践，列举了若干种含有技术创新的产品概念设计范例。
关键词：工程设计，概念设计，创造性思维，创新
参考文献
[1]齐从谦.汽车覆盖件具CAD/CAM中的曲面特征造型及特征识别.中国机械工程:15~18
[2]熊鸣镝.三维设计将CAD应用引向深入.机电一体化.1997.(5):5~7
1.1动车转向架液压制动系统配置如图2所示，每个动车转向架配备2套牵引单元，分别由1台电机和2个齿轮箱驱动同侧2个车轮。电机轴上装有1个制动盘及1个弹簧施加液压缓解的制动夹钳（被动式）。每个动车转向架上安装有1个电液控制单元并联控制每个电机轴的制动夹钳。电液控制单元由制动控制模块（HCM）进行精确控制。在工作液无压力状态，弹簧作用施加最大制动力。逐渐提高液压，制动夹钳的制动力将逐渐被抵消并减小，最终夹钳将缓解复位。由于电机轴较细，故无法承受大的制动力。动车转向架通常情况下的制动功率是由电机反转产生的动力制动提供，液压系统应用较少且功率较低，因此可不设置机械防滑功能。电制动防滑功能由VCU提供。液压制动系统具有紧急泄压阀，由电车的安全回路控制。当该阀被触发时，系统内液体压力立即释放，此时不管制动指令如何，弹簧都将施加制动。在液压控制单元（EHU）出现故障时，系统无法提供压力液体，车辆失去正常的缓解功能。在车辆需要缓解时，需要由辅助缓解单元（ARU）提供压力液体，缓解施加在转向架上的弹簧制动力。
1.2拖车转向架液压制动系统配置如图3，拖车转向架的4个车轮彼此独立旋转，每个车轮均装有1个制动盘和1个液压制动夹钳（主动式）。制动控制单元BCU控制电液控制单元（EHU）实施制动。当工作液压力增大时，主动制动夹钳施加到制动盘的夹紧力也随之增大。压力释放时，夹钳将缓解复位。拖车转向架无电动力制动功能，其液压制动器在进行制动时，需要启动防滑功能。考虑到液压泵在短时间内可能无法提供足够的液压油来满足滑行保护的需求，需要安装蓄能器来满足滑行发生时系统压力剧烈变化的要求。当电车的安全制动信号被触发时，拖车转向架的紧急释放阀也被激活。系统内液体压力立即释放，此时拖车的制动系统将不产生制动力。
1.3自动载荷调整功能列车在到站上下乘客时，整车重量变化很大，为达到指定制动减速度所需的制动力也不同，因此车辆需具备根据载荷信息自动调整制动力的功能。每个转向架弹簧系统中均安装有载荷传感器，用来检测载荷信号并传给车辆控制单元VCU和制动控制单元BCU，车辆将根据载荷信息自动调整制动力大小及分配。载荷信号在列车运行时并不进行检测，只有在每次车辆启动之前进行检测，并将启动时的信息进行保存，直至下一次车辆停止。
1.4撒砂装置为满足轻轨电车紧急制动时所需要的较大的减速度，同时为改善在雨雪天气时恶劣的轮轨粘着状况，需要设置撒砂装置。撒砂装置安装于2个动车转向架的外端，运行时只有在车辆运行方向前方的撒砂装置可以激活。
1.5制动系统部件分配整列车制动系统部件的分配及数量见表1。
2制动性能指标及功能分布
综合欧洲和国内各项轻轨电车标准，作出制动功能状态逻辑表格见表2，性能指标对比见表3。
3结语
桥梁的总体布置
1立交匝道桥的特点
互通立交的匝道桥，受地形、地物和占地面积等影响，其总体布局跟其它桥梁相比，有以下特点：
（1）由于互通立交区匝道的最小平曲线半径可达30m，如果桥梁刚好位于小半径平曲线上，则该桥就可能做成曲线梁桥，且往往超高值较大，故桥梁的横坡较大。
（2）由于要在短距离内实现高差，匝道桥往往纵坡较大。
（3）桥面较窄。
（4）匝道桥有时候需要跨越主线或其他匝道，以及非机动车道，因此匝道桥的单跨跨径受到限制，不能减小。
由于匝道桥具有斜、弯、坡、异形等特点，属于不规则桥梁，在地震作用下的响应相对比较特殊，其抗震设计将更复杂，不仅要满足常规桥梁所规定的构造，而且在某些方面需要提出更高的要求。震害表明，曲线梁桥具有较高的地震易损性，薄弱环节较多，因此其抗震概念设计就显得尤为重要。
2上部结构
由于匝道桥很多是弯、窄桥，其在荷载作用下，包括静力荷载和动力作用，上部结构的扭矩较大，上部结构受力处于弯扭耦合状态，故需要采用抗扭刚度较大的截面，且桥梁上部结构的整体性要好。因此，对于匝道桥，特别是在小半径曲线上的匝道桥，宜采用箱形截面（跨度相对较大时）或者实心截面（跨度相对较小时）。也正是因为如此，为增加刚度和稳定性，上部结构宜采用结构连续。所以，对于匝道桥，上部结构采用连续箱梁或者连续实心板，将有效地提高其抗震性能。
3下部结构
3．1桥墩的形式
匝道桥一般相对较窄，桥墩一般采用双柱墩或者独柱墩，桥墩的刚度相对较小。在地震作用下，墩身的弯矩和剪力一般不大，但是位移相对较大，如有较好的限位措施，对于抗震来说，未必是不利的。而对于小半径匝道桥来说，地震作用下，可能会导致桥墩产生较大的扭矩，故桥墩的墩身宜采用抗扭刚度相对较大且整体性较好的结构，如独柱实心墩或者空心墩。如采用双柱式墩，应对其进行全桥空间地震响应分析，对关键部位进行加强。
3．2桥墩的刚度
对于连续梁桥，同一联内各桥墩的高度不同而导致其抗推刚度相差较大，则水平地震力在各墩间的分配不均衡，刚度大的墩将承受较大的水平地震力，严重时可能导致刚度较大的桥墩发生破坏，从而导致全桥的损毁。如果刚度扭转中心和质量中心偏离，上部结构还将伴随产生水平转动，又可能导致落梁或者上部结构的碰撞。而匝道桥恰好容易符合这两个条件：纵坡较大，桥墩高差将会比较大；在小半径曲线上，地震作用下可能会出现上部结构的水平转动。
虽然匝道桥的桥墩高度相差较大，可以通过改变桥墩截面的形式或大小来对其抗推刚度进行调节。对于相对较高的桥墩，可以采用刚度较大的截面形式，或者增加其截面尺寸。如此一来，可以使得地震作用下各桥墩的水平地震相应达到均衡。
如桥梁位于小半径曲线上，地震来临时，桥墩承受的水平力方向是不确定的，且有扭矩的存在。因此，桥墩截面的刚度在各个方向大致相同将会是比较好的处理方法，如采用独柱墩或者空心薄壁墩。
3．3桥墩的配筋方式
近年来，桥梁结构的稳健性（robustness）越来越受到重视。稳健性的意思，即当参数摄动时，仍能保持整体稳固性的能力，故亦称为“参数摄动不敏感性”。对于工程结构，则指意外作用下的结构的整体牢固性，或者说结构破坏的后果与原因的不对应（不相称）时的牢固性。桥梁的抗震设计，除遵守通常规范的承载力准则外，还需力求避免意外的次生损毁、再次垮塌，缩小损毁范围以及损坏的可修复、快修复性。匝道桥一般相对较窄，其桥墩要么是独柱墩，要么是双柱墩，没有“冗余约束”，从结构本身来看，其稳健性相对较差。故需通过配筋来提高其在地震作用下的稳健性。
提高桥墩的延性，是提高其稳健性的有效方法之一。配置数量足够的、锚固合理的横向钢筋，对于墩柱来说，可以起到3个方面的作用：约束塑性铰区域内的混凝土，提高混凝土的抗压强度和延性；提高抗剪能力；防止纵向钢筋压曲。因此，箍筋或螺旋筋的间距小一些。各国抗震设计规范对塑性铰区横向钢筋的最小配筋率都进行了具体的规定。对于尺寸较大的墩柱，除须配置间距足够小的箍筋或螺旋筋外，还应配置横向加劲钢筋甚至是双层箍筋，以满足其对核心混凝土的套箍作用（如图1所示），以提高桥墩的延性，从而提高其地震作用下的稳健性。
其他构造
1支座
为保证桥梁刚度均衡，设计时应优先考虑采用等跨径、等墩高、等桥面宽度的结构形式。如不能满足，也可通过调整墩的截面形式和尺寸，或者调整支座等方法来改善桥墩的刚度均衡情况。其中，调整支座可能是最简单易行的办法，效果也很显著。当采用橡胶支座后，由墩和支座构成的串联体系的组合抗推刚度为：式中：kt是墩和支座的组合抗推刚度，kz和kp分别为橡胶支座的剪切刚度和桥墩的水平刚度。如地震作用下，桥墩仍处于弹性状态，其水平地震力就是按墩的组合抗推刚度的比例分配的，从上式可以看出，调整支座的刚度可以有效地改善桥的刚度均衡状况。
另外，如果地震设防烈度较高（超过8度），须考虑将支座设计成抗震支座，以达到减、隔震的目的。
2墩梁连接方式
一般情况下，桥墩跟上部结构之间，采用支座连接。但是，有些情况下，可以将抗推刚度较小的桥墩和上部结构固结来考虑，刚度较大的桥墩与上部结构之间通过支座连接。如此，一方面可以增加桥梁的整体稳定性，另一方面，也可以让桥墩之间的抗推刚度均衡。
3限位装置
对于桥墩刚度较小的情况，由于地震作用下的墩顶水平位移较大，限位装置是不可或缺的。横桥向的限位措施主要有剪力键和防震锚栓，纵向限位措施包括剪力键、防震锚栓、链索式和拉杆式限位器等（如图2所示）。限位装置应允许梁体在小范围内自由移动，该自由移动范围的大小一般以不影响支座的正常变形为宜。为减小碰撞力和碰撞损伤，限位器常在梁间和主梁与剪力键间设置橡胶等缓冲材料。
工程实例
1工程概况
云南某高速公路的互通立交区桥梁，位于平曲线半径42m的匝道上，超高0．08，最大纵坡5％，桥宽7．75m，设计采用3～20m现浇箱梁，下部结构采用桩径1．4m独柱墩，①号桥墩墩高8m，②号墩高13m。其立面图如图2所示。
原设计未进行概念设计。桥墩高度不同，而截面相同；未设限位装置。现将原设计做局部修改，增加防震销，桥墩截面随高度增加，使其抗推刚度接近一致。对该桥的原设计方案和按照本文前述内容进行修正后的方案进行地震响应分析，比较其地震响应的区别。
2有限元模型
取全桥为分析模型，主要分析纵桥向的地震响应。墩底为完全固结。根据桥址的场地土条特性，选用El－Centro波作为非线性时程分析地震输入，因该桥抗震设防烈度为8度，故将El－Centro波水平地震加速度峰值调至0．2g。计算模型如图3所示。3．3地震响应分析本文对优化前后的桥梁地震响应进行分析和比较。
设置限位装置之后的墩顶位移与原设计墩顶位移对比分析：①号墩仅有微小的变化，②号墩位移相比原来小了14．27％，抗震性能提高明显。可见，限位装置效果的体现对较高的柔性墩有明显的影响。
（2）统一桥墩抗推刚度后的影响（见表2）②号墩直径加大，使其刚度与①号墩一致，计算结果分析对比：桥墩底的内力均有不同程度的改善，其中②号墩改善最显著，墩底内力与墩顶位移均有大幅度的提高。
①号墩也有相对②号墩较小的变化。可见，让各墩的刚度尽量相等，对整座桥桥墩的内力和位移都有影响，优化之后的①、②号墩刚度趋向于一致，使全桥的内力分配更均匀，从而提高的桥梁的抗震性能。
(1)培养学生综合运用所学知识,结合实际独立完成课题的工作能力.
(2)对学生的知识面,掌握知识的深度,运用理论结合实际去处理问题的能力,实验能力,外语水平,计算机运用水平,书面及口头表达能力进行考核.
2.要求
(1)要求一定要有结合实际的某项具体项目的设计或对某具体课题进行有独立见解的论证,并要求技术含量较高.
(2)设计或论文应该在教学计划所规定的时限内完成.
(3)书面材料:框架及字数应符合规定
3.成绩评定
(1)一般采用优秀,良好,及格和不及格四级计分的方法.
(2)评阅人和答辩委员会成员对学生的毕业设计或毕业论文的成绩给予评定.
4.评分标准
优秀:按期圆满完成任务书中规定的项目;能熟练地综合运用所学理论和专业知识; 有结合实际的某项具体项目的设计或对某具体课题进行有独立见解的论证,并有较高技术含量.
立论正确,计算,分析,实验正确,严谨,结论合理,独立工作能力较强,科学作风严谨;毕业设计(论文)有一些独到之处,水平较高.
文字材料条理清楚,通顺,论述充分,符合技术用语要求,符号统一,编号齐全,书写工整.图纸完备,整洁,正确.
答辩时,思路清晰,论点正确,回答问题基本概念清楚,对主要问题回答正确,深入.
(2)良好:按期圆满完成任务书中规定的项目;能较好地运用所学理论和专业知识; 有一定的结合实际的某项具体项目的设计或对某具体课题进行有独立见解的论证,并有一定的技术含量.立论正确,计算,分析,实验正确,结论合理;有一定的独立工作能为,科学作风好;设计〈论文〉有一定的水平.
文字材料条理清楚,通顺,论述正确,符合技术用语要求,书写工整.设计图纸完备,整洁,正确.
答辩时,思路清晰,论点基本正确,能正确地回答主要问题.
(3)及格:在指导教师的具体帮助下,能按期完成任务,独立工作能力较差且有一些小的疏忽和遗漏;能结合实际的某项具体项目的设计或对某具体课题进行有独立见解的论证,但技术含量不高.在运用理论和专业知识中,没有大的原则性错误;论点,论据基本成立,计算,分析,实验基本正确.毕业设计(论文)基本符合要求.
文字材料通顺,但叙述不够恰当和清晰;词句,符号方面的问题较少i图纸质量不高,工作不够认真,个别错误明显.
答辩时,主要问题能答出,或经启发后能答出,回答问题较肤浅.
(5)不及格:任务书规定的项目未按期完成;或基本概念和基本技能未掌握.没有本人结合实际的具体设计内容或独立见解的论证,只是一些文件,资料内容的摘抄.毕业设计(论文)未达到最低要求.
文字材料不通顺,书写潦草,质量很差.图纸不全,或有原则性错误.
答辩时,对毕业设计(论文)的主要内容阐述不清,基本概念糊涂,对主要问题回答有错误,或回答不出.
对毕业设计(论文)质量要求
----论文内容符合任务书要求
1.对管理类论文要求:
·对毕业论文的要求是一定要有结合实际的本人独立论证的内容.
·要求论点明确,立论正确,论证准确,结论确切
·论证内容要求有调查研究,有统计数据,对统计数据要有分析,归纳,总结,
·根据总结得出结论.
·最后有例证说明
管理类论文毕业论文行文的逻辑要领
增强毕业论文行文的逻辑力量,达到概念明确,论证充分,条理分明,思路畅通,是写好毕业论文的关键.提高毕业论文行文的逻辑性,需把握以下几点:
(1)要思路畅通
写毕业论文时,思维必须具有清晰性,连贯性,周密性,条理性和规律性,才能构建起严谨,和谐的逻辑结构.
(2)要层次清晰,有条有理写毕业论文,先说什么,后说什么,一层一层如何衔接,这一点和论文行文的逻辑性很有关系.
(3)要论证充分,以理服人,写毕业论文,最常用的方法是归纳论证,即用对事实的科学分析和叙述来证明观点,或用基本的史实,科学的调查,精确的数字来证明观点.
(4)毕业论文行文要注意思维和论述首尾一贯,明白确切.
(5)文字书写规范,语言准确,简洁.
2.对工程设计性论文要求:
·有设计地域的自然状况说明和介绍
·有原有通信网概况介绍及运行参数的说明
·有设计需求,业务预测
·有具体的设计方案
·有相应性能及参数设计和计算
·有完整的设计图纸
例如: A市本地SDH传输网设计方案
一,A市概况简介
二, A市电信局SDH传输网络现状(或PDH传输网络现状)
1, A市本地网网络结构,交换局数量及位置,传输设备类型及容量
2, 存在的问题及扩大SDH网的必要性(或建设SDH网的必要性)----需求及业务预测
三, A市电信局SDH传输网络结构设计方案
1, 网络拓扑结构设计
2,设备简介
3, 局间中继电路的计算与分配
4, 局间中继距离的计算
四, SDH网络保护方式
1, SDH网络保护的基本原理
2, A市电信局SDH网网络保护方式的选择及具体设计
五, SDH网同步
1, 同步网概念与结构
2, 定时信号的传送方式
3, A市电信局SDH网络同步方式具体设计
六, 方案论证,评估
3.计算机类型题目论文要求:
管理信息系统
·需求分析(含设计目标)
·总体方案设计(总体功能框图,软件平台的选择,运行模式等)
·数据库设计(需求分析,概念库设计,逻辑库设计,物理库设计,E-R图,数据流图,数据字典,数据库表结构及关系),
·模块软件设计(各模块的设计流程),
·系统运行与调试.
·附主要程序清单(与学生设计相关的部分,目的是检测是否是学生自己作的).
校园网,企业网等局域网设计
·功能需求
·对通信量的分析
·网络系统拓扑设计
·设备选型,配置
·软件配置
·子网及VLAN的划分
·IP地址规划
·接入Internet
·网络安全
例如:××人事劳资管理信息系统的开发与设计
1,开发人事劳资管理信息系统的设想
(1)人事劳资管理信息系统简介
(2)人事劳资管理信息系统的用户需求
2,人事劳资管理信息系统的分析设计
(1)系统功能模块设计
(2)数据库设计
—数据库概念结构设计
—数据库逻辑结构设计
(3)系统开发环境简介
3,人事劳资管理信息系统的具体实现
(1)数据库结构的实现
(2)应用程序对象的创建
(3)应用程序的主窗口
(4)菜单结构
(5)数据窗口对象的创建
(6)登录程序设计
(7)输入程序设计
(8)查询程序设计
(9)报表程序设计
4,总结
(1)培养学生综合运用所学知识,结合实际独立完成课题的工作能力.
(2)对学生的知识面,掌握知识的深度,运用理论结合实际去处理问题的能力,实验能力,外语水平,计算机运用水平,书面及口头表达能力进行考核.
2.要求
(1)要求一定要有结合实际的某项具体项目的设计或对某具体课题进行有独立见解的论证,并要求技术含量较高.
(2)设计或论文应该在教学计划所规定的时限内完成.
(3)书面材料:框架及字数应符合规定
3.成绩评定
(1)一般采用优秀,良好,及格和不及格四级计分的方法.
(2)评阅人和答辩委员会成员对学生的毕业设计或毕业论文的成绩给予评定.
4.评分标准
优秀:按期圆满完成任务书中规定的项目;能熟练地综合运用所学理论和专业知识; 有结合实际的某项具体项目的设计或对某具体课题进行有独立见解的论证,并有较高技术含量.
立论正确,计算,分析,实验正确,严谨,结论合理,独立工作能力较强,科学作风严谨;毕业设计(论文)有一些独到之处,水平较高.
文字材料条理清楚,通顺,论述充分,符合技术用语要求,符号统一,编号齐全,书写工整.图纸完备,整洁,正确.
答辩时,思路清晰,论点正确,回答问题基本概念清楚,对主要问题回答正确,深入.
(2)良好:按期圆满完成任务书中规定的项目;能较好地运用所学理论和专业知识; 有一定的结合实际的某项具体项目的设计或对某具体课题进行有独立见解的论证,并有一定的技术含量.立论正确,计算,分析,实验正确,结论合理;有一定的独立工作能为,科学作风好;设计〈论文〉有一定的水平.
文字材料条理清楚,通顺,论述正确,符合技术用语要求,书写工整.设计图纸完备,整洁,正确.
答辩时,思路清晰,论点基本正确,能正确地回答主要问题.
(3)及格:在指导教师的具体帮助下,能按期完成任务,独立工作能力较差且有一些小的疏忽和遗漏;能结合实际的某项具体项目的设计或对某具体课题进行有独立见解的论证,但技术含量不高.在运用理论和专业知识中,没有大的原则性错误;论点,论据基本成立,计算,分析,实验基本正确.毕业设计(论文)基本符合要求.
文字材料通顺,但叙述不够恰当和清晰;词句,符号方面的问题较少i图纸质量不高,工作不够认真,个别错误明显.
答辩时,主要问题能答出,或经启发后能答出,回答问题较肤浅.
(5)不及格:任务书规定的项目未按期完成;或基本概念和基本技能未掌握.没有本人结合实际的具体设计内容或独立见解的论证,只是一些文件,资料内容的摘抄.毕业设计(论文)未达到最低要求.
文字材料不通顺,书写潦草,质量很差.图纸不全,或有原则性错误.
答辩时,对毕业设计(论文)的主要内容阐述不清,基本概念糊涂,对主要问题回答有错误,或回答不出.
对毕业设计(论文)质量要求
----论文内容符合任务书要求
1.对管理类论文要求:
·对毕业论文的要求是一定要有结合实际的本人独立论证的内容.
·要求论点明确,立论正确,论证准确,结论确切
·论证内容要求有调查研究,有统计数据,对统计数据要有分析,归纳,总结,
·根据总结得出结论.
·最后有例证说明
管理类论文毕业论文行文的逻辑要领
增强毕业论文行文的逻辑力量,达到概念明确,论证充分,条理分明,思路畅通,是写好毕业论文的关键.提高毕业论文行文的逻辑性,需把握以下几点:
(1)要思路畅通
写毕业论文时,思维必须具有清晰性,连贯性,周密性,条理性和规律性,才能构建起严谨,和谐的逻辑结构.
(2)要层次清晰,有条有理写毕业论文,先说什么,后说什么,一层一层如何衔接,这一点和论文行文的逻辑性很有关系.
(3)要论证充分,以理服人,写毕业论文,最常用的方法是归纳论证,即用对事实的科学分析和叙述来证明观点,或用基本的史实,科学的调查,精确的数字来证明观点.
(4)毕业论文行文要注意思维和论述首尾一贯,明白确切.
(5)文字书写规范,语言准确,简洁.
2.对工程设计性论文要求:
·有设计地域的自然状况说明和介绍
·有原有通信网概况介绍及运行参数的说明
·有设计需求,业务预测
·有具体的设计方案
·有相应性能及参数设计和计算
·有完整的设计图纸
例如: A市本地SDH传输网设计方案
一,A市概况简介
二, A市电信局SDH传输网络现状(或PDH传输网络现状)
1, A市本地网网络结构,交换局数量及位置,传输设备类型及容量
2, 存在的问题及扩大SDH网的必要性(或建设SDH网的必要性)----需求及业务预测
三, A市电信局SDH传输网络结构设计方案
1, 网络拓扑结构设计
2,设备简介
3, 局间中继电路的计算与分配
4, 局间中继距离的计算
四, SDH网络保护方式
1, SDH网络保护的基本原理
2, A市电信局SDH网网络保护方式的选择及具体设计
五, SDH网同步
1, 同步网概念与结构
2, 定时信号的传送方式
3, A市电信局SDH网络同步方式具体设计
六, 方案论证,评估
3.计算机类型题目论文要求:
管理信息系统
·需求分析(含设计目标)
·总体方案设计(总体功能框图,软件平台的选择,运行模式等)
·数据库设计(需求分析,概念库设计,逻辑库设计,物理库设计,E-R图,数据流图,数据字典,数据库表结构及关系),
·模块软件设计(各模块的设计流程),
·系统运行与调试.
·附主要程序清单(与学生设计相关的部分,目的是检测是否是学生自己作的).
校园网,企业网等局域网设计
·功能需求
·对通信量的分析
·网络系统拓扑设计
·设备选型,配置
·软件配置
·子网及VLAN的划分
·IP地址规划
·接入Internet
·网络安全
例如:××人事劳资管理信息系统的开发与设计
1,开发人事劳资管理信息系统的设想
(1)人事劳资管理信息系统简介
(2)人事劳资管理信息系统的用户需求
2,人事劳资管理信息系统的分析设计
(1)系统功能模块设计
(2)数据库设计
—数据库概念结构设计
—数据库逻辑结构设计
(3)系统开发环境简介
3,人事劳资管理信息系统的具体实现
(1)数据库结构的实现
(2)应用程序对象的创建
(3)应用程序的主窗口
(4)菜单结构
(5)数据窗口对象的创建
(6)登录程序设计
(7)输入程序设计
(8)查询程序设计
(9)报表程序设计
4,总结
设计报告格式与书写要求
·设计报告应按统一格式装订成册,其顺序为:封面,任务书,指导教师评语,内容摘要(200～400字),目录,报告正文,图纸,测试数据及计算机程序清单.
·报告构思,书写要求是:逻辑性强,条理清楚;语言通顺简练,文字打印清楚;插图清晰准确;文字字数要求1万字以上例如:(1) A市本地SDH传输网设计方案
一,A市概况简介
二, A市电信局SDH传输网络现状(或PDH传输网络现状)
1, A市本地网网络结构,交换局数量及位置,传输设备类型及容量
2, 存在的问题及扩大SDH网的必要性(或建设SDH网的必要性)----需求及业务预测
三, A市电信局SDH传输网络结构设计方案
1, 网络拓扑结构设计
2,设备简介
3, 局间中继电路的计算与分配
4, 局间中继距离的计算
四, SDH网络保护方式
1, SDH网络保护的基本原理
2, A市电信局SDH网网络保护方式的选择及具体设计
五, SDH网同步
1, 同步网概念与结构
2, 定时信号的传送方式
3, A市电信局SDH网络同步方式具体设计
六, 方案论证,评估
(2 ) A 地区GSM数字蜂窝移动通信系统网络优化设计方案
一,A 地区GSM数字蜂窝移动通信现状
1,A地区概况;人口,地形,发展情况
2,系统现状;现有基站,话务状况
3,现行网络运行中存在的问题及分析
①接通率数据采集与分析
②掉话率数据采集与分析
③拥塞率数据采集与分析
4,话务预测分析计算
二,A 地区GSM数字蜂窝移动通信系统网络优化设计方案
1,优化网络拓扑图设计
2,硬件配置及参数的优化
3,基站勘测设计及安装
4,交换局容量及基站数量
5,传输线路的设计
三,网络性能及分析对比
1,优化前网络运行情况
2,数据采集与分析
3,拨打测试
四,网络优化方案评价
(3 ) A 市无线市话系统无线侧网络规划设计
一,无线市话网络概述
1,A 市通信网络发展情况
2,IPAS网络特点
二,A 市本地电活网络现状
1,现有传输网络结构
2,传统无线网络规划
三,无线网络规划设计方案
1,A 市自然概况介绍
2,总体话务预测计算
3,IPAS网络结构设计及说明
4,覆盖区域划分,基站数量预测计算
(l〉每个覆盖区话务预测计算
(2)基站容量频道设计
5,基站选址,计算覆盖区域内信号覆盖情况
6,寻呼区的划分
(1〉各个网关寻呼区的划分
(2〉各个基站控制器寻呼区的划分
7,网关及CSC的规划
(1)网关到CSC侧 2M 链路设计
(2)CSC到CS线路设计
四,基站同步规划
(4 )A 市 GSM无线网络优化
一,GSM网络概述
二,A市GSM网络情况介绍
2.1 网络结构
2.2 网元配置
2.3 现网突出问题表现
三,GSM网络优化工作分类及流程
3. 1 GSM网络优化工作分类
3.2 交换网络优化流程
3.3 无线网络优化流程
3.3.1 无线网络优化流程
3.3.2 无线网络优化流程的实际应用
四,网络优化的相关技术指标
4.1接通率
4.2掉话率
4.3话务量
4.4长途来话接通率
4.5拥塞率
4.6 其它
五,无线网络优化设计及调整
5.1 网络运行质量数据收集
5.2 网络质量优化及参数调整
