设计的优化 全国公开课一等奖

设计的优化设计货箱如果要设计制造一个体积为5m³、长度不小与4m的货箱我们可以很容易找到方案，而且方案有很多。你不妨动手试一下。但考虑到制造的成本，我们想尽量减少材料的使用，也就是使货箱的表面积最小，这就是优化设计的内容了。设计是一个产生有用产品和系统的计划过程。在明确设计问题、选择设计方案、模型制作等过程中，都需要比较和权衡。在模型或者原型制作完成后，还要综合考察设计制作的产品，进行系列的测试，检验能否达到预期的目的。舂米机的设计你见过农村的舂米机吗?这是一种把稻谷冲成白米的简单机械，它是靠人用脚踩使冲头抬高，冲头再自由下落与石臼里的物体撞击做功的。你能否设计一个利用高处流下的水做功的舂米机?(一)设计方案

实现舂米功能的设计方案很多，这里介绍一种方案。它是一种杠杆式的机械，在杠杆左侧装有“自动翻斗”，右侧为冲头。当贮水容器中的水流入自动翻斗中时，左侧下沉，右侧冲头抬起。当自动翻斗中的水满时，翻斗的重心升到支点之上，翻斗即刻翻倒，水全部倾倒出，于是冲头下落，冲击到米臼中。翻斗中的水倾倒出之后，翻斗又恢复初始状态，随着水重新流入翻斗中，杠杆冲头又翘起……如此反复，即可实现自动舂米。（二）模型制作在产品的设计制作过程中，往往要制作产品的模型，以检验设计方案能否实现产品预期的功能。优化的方法

试验法:设计参数的确定，可以通过试验的方法，找出较为合理的数值。这种方法虽然可靠，但试验的次数多、过程长，如果要设计的参数多，并且相互联系、相互影响时，通过试验的方法确定就比较困难。经验类比法:设计者往往参照相同或类似产晶的较为成熟的设计方案，初步确定有关参数的大小。然后通过分析和校核调整—校核—调整，反复多次，花费很长的设计时间(设计的过程参见第一章第四节阅读材料)这就是经验类比的设计方法。实践与体验我们做一个小实验:如图3.87所示在一块较厚玻璃上的同一面，画上一块蓝色和一块红色，观察一下，你发现了什么现象?在图3.88中，摩托车车把上的开关颜色，与小实验观察到的现象有何联系?继而留意生活中一些颜色的使用，为什么是这样?产品设计需考虑的因素一项好的产品设计应该是赏心悦目的，甚至可以作为艺术品来欣赏。产品的设计要达到基本的功能要求，还应该注意产品的外观式样，也就是工业产品的造型造型设计应该考虑产品的功能、结构、材料、色彩、审美等要素，一般应注意以下三个方面：1.比例和尺度美的事物都是符合自然规律的形式，各种形式的美都是以是否符合自然形式的规律性作为美的衡量尺度。比例是指造型各个部分之间、局部与整体之间大小、长短的关系，以及本身长、宽、高三者之间量的关系。造型的比例是结合功能要求、技术条件材料、结构、时代特征，再结合人们的欣赏习惯和审美爱好而形成的。2.统一与变化

统一是指产品造型的整体性，能给人以整齐划一的美感:变化是指在形与色的方面打破过分统的单调感，使产品生动活泼，以引起人们心理上的兴奋。3.节奏与韵律

有规律的重复形成节奏的美，变化的重复形成韵律的美感。设计要考虑产品对象在设计应用中，要根据不同产品及使用对象、使用环境，而采用不同的处理方式。如电风扇、冰箱等显然不适合使用暖色;而保温桶和暖水瓶采用暖色提示产品的保温功能是很合适的。轻重感：色彩的明庶不同使人产生不同的轻重感，明度高的色彩给人以轻盈感，明度低的色彩给人