设计技术论文范文
时间：2023-03-14 05:07:17
设计技术论文范文第1篇
摘要：在机械设计中引入CAD技术,可以解决机械企业中重复性设计多、信息资源利用率低的难题,缩短产品开发周期,具有巨大的经济效益和应用前景。
关键词：机械设计；CAD技术
1CAD技术的发展
CAD(ComputerAidedDesign)是计算机辅助设计的英文缩写，是利用计算机强大的图形处理能力和数值计算能力，辅助工程技术人员进行工程或产品的设计与分析，达到理想的目的，并取得创新成果的一种技术。自1950年计算机辅助设计（CAD）技术诞生以来，已广泛地应用于机械、电子、建筑、化工、航空航天以及能源交通等领域，产品的设计效率飞速地提高。现已将计算机辅助制造技术（Com-puterAidedManufacturing，CAM）和产品数据管理技术（ProductDataManagement，PDM）及计算机集成制造系统（ComputerItegratedmanufacturingsystem，CIMS）集于一体。
产品设计是决定产品命运的研究，也是最重要的环节，产品的设计工作决定着产品75%的成本。目前，CAD系统已由最初的仅具数值计算和图形处理功能的CAD系统发展成为结合人工智能技术的智能CAD系统（ICAD）(IntelligentCAD)。21世纪，ICAD技术将具备新的特征和发展方向，以提高新时代制造业对市场变化和小批量、多品种要求的迅速响应能力。
以智能CAD（ICAD）为代表的现代设计技术、智能活动是由设计专家系统完成。这种系统能够模拟某一领域内专家设计的过程，采用单一知识领域的符号推理技术，解决单一领域内的特定问题。该系统把人工智能技术和优化、有限元、计算机绘图等技术结合起来，尽可能多地使计算机参与方案决策、性能分析等常规设计过程，借助计算机的支持，设计效率有了大大地提高。
2三维CAD技术在机械设计中的优点
通过实际应用三维CAD系统软件,笔者体会到三维CAD系统软件比二维CAD在机械设计过程中具有更大的优势,具体表现在以下几点:
2.1零件设计更加方便
使用三维CAD系统,可以装配环境中设计新零件,也可以利用相邻零件的位置及形状来设计新零件,既方便又快捷,避免了单独设计零件导致装配的失败。资源查找器中的零件回放还可以把零件造型的过程通过动画演示出来,使人一目了然。
2.2装配零件更加直观
在装配过程中,资源查找器中的装配路径查找器记录了零件之间的装配关系,若装配不正确即予以显示,另外,零件还可以隐藏,在隐藏了外部零件的时候,可清楚地看到内部的装配结构。整个机器装配模型完成后还能进行运动演示,对于有一定运动行程要求的,可检验行程是否达到要求,及时对设计进行更改,避免了产品生产后才发现需要修改甚至报废。
2.3缩短了机械设计周期
采用三维CAD技术,机械设计时间缩短了近1/3,大幅度地提高了设计和生产效率。在用三维CAD系统进行新机械的开发设计时,只需对其中部分零部件进行重新设计和制造,而大部分零部件的设计都将继承以往的信息,使机械设计的效率提高了3~5倍。同时,三维CAD系统具有高度变型设计能力,能够通过快速重构,得到一种全新的机械产品。
2.4提高机械产品的技术含量和质量
由于机械产品与信息技术相融合,同时采用CADCIMS组织生产,机械产品设计有了新发展。三维CAD技术采用先进的设计方法,如优化、有限元受力分析、产品的虚拟设计、运动方针和优化设计等,保证了产品的设计质量。同时,大型企业数控加工手段完善,再采用CAD/CAPP/CAM进行机械零件加工,一致性很好,保证了产品的质量。
3CAD技术在机械设计中的应用
3.1零件与装配图的实体生成
3.1.1零件的实体建模。CAD的三维建模方法有三种,即线框模型、表面模型和实体模型。在许多具有实体建模功能的CAD软件中,都有一些基本体系。如在AutoCAD的三维实体造型模块中,系统提供了六种基本体系,即立方体、球体、圆柱体、圆锥体、环状体和楔形体。对简单的零件,可通过对其进行结构分析,将其分解成若干基本体,对基本体进行三维实体造型,之后再对其进行交、并、差等布尔运算,便可得出零件的三维实体模型。
对于有些复杂的零件,往往难以分解成若干个基本体,使组合或分解后产生的基本体过多,导致成型困难。所以,仅有基本体系还不能完全满足机器零件三维实体造型的要求。为此,可在二维几何元素构造中先定义零件的截面轮廓,然后在三维实体造型中通过拉伸或旋转得到新的“基本体”,进而通过交、并、差等得到所需要零件的三维实体造型。
3.1.2实体装配图的生成。在零件实体构造完成后,利用机器运动分析过程中的资料,在运动的某一位置,按各零件所在的坐标进行“装配”,这一过程可用CAD软件的三维编辑功能实现。
3.2模具CAD/CAM的集成制造
随着科学技术的不断发展,制造行业的生产技术不断提高,从普通机床到数控机床和加工中心,从人工设计和制图到CAD/CAM/CAE,制造业正向数字化和计算机化方向发展。同时,模具CAD/CAM技术、模具激光快速成型技术(RPM)等,几乎覆盖了整个现代制造技术。
一个完整的CAD/CAM软件系统是由多个功能模块组成的。如三维绘图、图形编辑、曲面造型、仿真模拟、数控加工、有限元分析、动态显示等。这些模块应以工程数据库为基础,进行统一管理,而实体造型是工程数据的主要来源之一。
3.3机械CAE软件的应用
机械CAE系统的主要功能是:工程数值分析、结构优化设计、强度设计评价与寿命预估、动力学/运动学仿真等。CAD技术在解决造型问题后,才能由CAE解决设计的合理性、强度、刚度、寿命、材料、结构合理性、运动特性、干涉、碰撞问题和动态特性等。
4CAD前沿技术与发展趋势
4.1图形交互技术
CAD软件是产品创新的工具,务求易学好用,得心应手。一个友好的、智能化的工作环境可以开拓设计师的思路，解放大脑，让他把精力集中到创造性的工作中。因此,智能化图标菜单、“拖放式”造型、动态导航器等一系列人性化的功能，为设计师提供了方便。此外，笔输入法草图识别、语言识别和特征手势建模等新技术也正在研究之中。
4.2智能CAD技术
CAD/CAM系统应用逐步深入,逐渐提出智能化需求.设计是一个含有高度智能的人类创造性活动。智能CAD/CAM是发展的必然方向。智能设计在运用知识化、信息化的基础上，建立基于知识的设计仓库,及时准确地向设计师提品开发所需的知识和帮助,智能地支持设计人员，同时捕获和理解设计人员意图、自动检测失误，回答问题、提出建议方案等。并具有推理功能,使设计新手也能做出好的设计来,现代设计的核心是创新设计,人们正试图把创新技法和人工智能技术相结合应用到CAD技术中,用智能设计、智能制造系统去创造性指导解决新产品、新工程和新系统的设计制造,这样才能使我们的产品、工程和系统有创造性。
4.3虚拟现实技术
虚拟现实技术在CAD中已开始应用,设计人员在虚拟世界中创造新产品,可以从人机工程学角度检查设计效果,可直接操作模拟对象,检验操作是否舒适、方便,及早发现产品结构空间布局中的干涉和运动机构的碰撞等问题,及早看到新产品的外形,从多方面评价所设计的产品.虚拟产品建模就是指建立产品虚拟原理或虚拟样机的过程.虚拟制造用虚拟原型取代物理原型进行加工、测试、仿真和分析,以评价其性能,可制造性、可装配性、可维护性和成本、外观等,基于虚拟样机的试验仿真分析,可以在真实产品制造之前发现并解决问题,从而降低产品成本.虚拟制造、虚拟工厂、动态企业联盟将成为CAD技术在电子商务时代继续发展的一个重要方向.另外,随着协同技术、网络技术、概念设计面向产品的整个生命周期设计理论和技术的成熟和发展,利用基于网络的CAD/CAPP/CAM/PDM/ERP集成技术,实现真正的全数字化设计和制造,已成为机械设计制造业的发展趋势。
参考文献
[1]黄森彬主编.机械设计基础.高等教育出版社.
[2]荣涵锐.新编机械设计CAD技术基础〔M〕.北京:机械工业出版社,2002.
[3]徐建平,盛和太.精通AutoCAD2005[M].北京:清华大学出版社,2004.
[4]葛海霞,刘村.AutoCAD2004/2005辅助设计[M].上海:上海科学普及出版社,2004.
设计技术论文范文第2篇
关键词:概念设计虚拟现实技术产品市场
一、产品概念设计与市场
概念设计是工业设计领域中的一个重要方面。国外大公司的产品设计部门包括:1)(Conceptdesign)概念设计;2)(Detaildesign)详细设计;3)(Manufacturingdesign)制造设计。由此可见，产品的概念设计的主导地位和重要性。
1概念设计的内涵
概念的设想是创造性思维的一种体现，概念产品是一种理想化的物质形式。下面以概念设计教学实例之一来说明其涵义:给出一个概念“断药”，让学生进行座椅的开发设计。步骤是，首先向学生讲述心理学中的一个名词———暗示心理，并分别举出一个“安乐死”实验和一个“挽救少女生命”的文学名著故事，从正反两个方面说明暗示对人的健康的影响;然后运用一个“民间故事”阐述如何将“断药”的概念物化到具体的产品上。因为，在民间曾有这样一个说法，就是将一把断了的钥匙用红线穿上挂在小孩的脖子上，取“断钥”的谐音“断药”暗示常生病的孩子挂上“断钥”这挂项链之后，就断了药，从此不再吃药，这也意味着孩子走向健康。所以，将一把断了的钥匙(断药)的概念物化到具体的产品上来为健康做设计时，用折断了的钥匙做椅架为主题，由学生创意出现了形形的座椅开发设计方案(其草图、效果图、视图等技术说明从略)，于是就有了一种新型的专用座椅的概念设计。其应用场合为疗养院、医院、不能自理的老人家庭等。
这是传统的产品概念设计。当然，产品的类型不止是这种无障碍设计思想指导下的专用座椅。产品即人之观念的物化，设计是一种思维行为。在这种思维创造活动中，产品概念的构思是丰富的，人的创作智慧是无穷的。概念产品的类型更是多种多样。
2概念设计与产品市场
完成概念设计只是第一步，能不能进行第二步Detaildesign，第三步Manufacturingdesign，甚至投放市场为开发商或企业带来效益等，这是个风险问题。设计师的概念设计毕竟与难以预料市场变化有着许多差距。如何缩短这一差距，是以往概念设计者的难题。在开发设计的许许多多产品中，只要一百件产品中有几件能够投放市场见效益就是成功。在追求“百分之几”的见效益成功的过程中，如何减少做“分母”的被动，扩大见效益的百分比，仍是最关键的，是公司管理决策人士和设计师共同努力的方向。
3虚拟现实技术促使概念设计的市场化
为了更好地接近产品的市场需求，目前国际上流行的一种“故事版情景预言法”的概念设计，就是将所要开发的产品置于一定的人、时、地、事和物中进行观察、预测、想象和情景分析，其形式是以故事版的平面设计表达展示给人们。于是，产品在设计的开始便多了一份生命和灵气。然而，设计表达在信息时代已是多元化的展示形式，计算机辅助工业设计的发展，尤其是虚拟现实技术在产品概念设计中的应用，已使设计师的设计思路和设计表达如虎添翼;可以想象面对一种虚拟的“故事版情景预言法”设计出的产品，让人更多了一种直观的、亲切的及交互的感受，这样开发设计的产品与传统相比，就大大减少了投放市场的风险性，也为企业决策人寻找商机、判断概念产品能否进一步开发生产，提供更好的依据。虚拟现实技术能模拟整个产品开发过程，保证产品开发一次性成功，加快开发进程，甚至使设计者和用户融为一体，设计出满足市场需要的产品。
二、虚拟现实技术与虚拟产品
1虚拟现实系统(VirtualReality，VR)
虚拟现实系统又称为虚拟现实环境，是指计算机生成的一个实时三维环境。使用者可以在这环境中“自由地”运动，观察周围的景物，还可通过各种专用的传感交互设备与虚拟物体进行交互操作。用户看到的是全彩色景象，听到的是虚拟环境中的音响，感觉(手、脚或皮肤等)到的是虚拟环境所反馈的作用力，从而让使用者产生一种身临其境的感觉。产生虚拟现实环境的方法有:
1)基于模型的方法(ModelbasedMethod，MM)这种方法产生虚拟环境的步骤为:
①用放置在不同地点的多个摄像机将某环境或事物记录下来;
②利用计算机的视频技术抽取出环境或事物的三维模型;
③从虚拟摄像头的视角展示获得模型。具体的做法是:获得数据标度摄像头分离对象建立模型嵌入颜色交互回放。
2)基于图像的方法(ImagebasedMethod，IM)一般做法是:
用摄像头连续扫描周围空间来获取某一区域完整的景物图像，将获取的景物图像，通过图像处理技术，按坐标映射到图形工作站的虚拟全景屏上，用户载上头盔显示器就可以看到所摄周围景物环境。
2虚拟现实系统的常用设备及要求
虚拟现实系统常用设备有:三维鼠标(也称鸟标)、数据手套、数据衣、头盔显示器、立体声耳机等。对虚拟现实系统的要求除了应具有高性能的计算机系统(包括软、硬件)外，还必须有下列关键技术提供强有力的支持:(1)能以实时的速度生成具有三维全色彩的、有明暗、有阴影、有纹理的、逼真感强的景物图像;(2)头盔显示器能产生高分辨率图像和较大的视角;(3)能高精度地实时跟踪用户的头和手;(4)能对用户的动作产生力学反馈。
3虚拟产品(VirtualProduct，VP)
虚拟产品是虚拟现实技术应用于产品设计的产物，是一个数字化的产品。它具有真实产品所必须具有的特征。通过对产品实时的仿真，设计人员或用户就能够像使用真实产品一样使用虚拟产品。由于产品的设计过程是数字化的，因此节省了传统方法中需要制造的物理模型(包括概念模型、模拟实验模型、外观模型和生产模型等)的时间和物质。在计算机中由于对设计的产品进行反复设计、分析、干涉检查、模具设计等过程，使设计绘图的工作量比传统的绘图工作量大大减少。
三、虚拟现实技术在概念设计中应用前景
在概念设计中，如采用头脑风暴法进行方案创意时，可以将体验设计思想更好地融于其中，也就是更多地关注产品使用者的感受，而非产品本身。比如，针对不同用户及爱好者的要求，在不同的虚拟环境中，让他们亲自体验修改模型的感受;利用触摸屏来选择产品的造型、色彩、装饰风格等许多可选部件。在渲染和生成十分逼真的三维模型时，充分感受了自己所喜爱的产品在虚拟环境中的“真实”情况。甚至还可根据用户的建议，邀请部分用户直接与设计者一起对模型提出修改意见，观察设计和修改过程，直至大多数人满意为止。
为了适应激烈的市场竞争，设计厂家不能坐等用户找上门订购产品，而应该主动把自己厂家的产品推向市场。利用虚拟现实技术做出虚拟产品的动画广告，再与计算机网络技术结合起来，使用户能够通过网络来游览设计厂家的设计产品，并能直接在虚拟环境中对产品的功能、结构、外形、色彩等方面进行实时交互、了解、观察;同时，还可以通过Email对产品提出意见和建议，让厂家参照各方面的意见修改和完善所设计的产品。这样可提高设计厂家的竞争力，为设计厂家谋得更多的市场份额。
若用户对厂家设计的产品引起购买的欲望，通过网上游览，将信息反馈到各商家，商家则会主动争先与厂家联系，网上定货，使厂家的产品提前占领市场。由于激烈的全球市场竞争，各国都投入了大量的资金对虚拟现实技术及其在工业设计领域中的应用进行深入地研究。将研究的成果及时转化为生产力，这是产品迅速占领市场的关键。
参考文献
1陈军等虚拟现实中虚拟景象产生的技术初探计算机应用研究，1999，6
2熊曼辰等数字化与概念化工业设计ICME2000论文集
3孙守迁等计算机辅助概念设计研究现状和发展趋势中国机械工程，1999(10)
设计技术论文范文第3篇
关键词：移动技术；创客；STEM；高职；课程设计
1研究背景
随着物联网、智能软硬件的发展，移动技术正逐渐渗透到人们的日常生活中，改变着人们的学习、工作以及生活方式，加快了我国由制造型国家向创造型、创新型国家转变的步伐。然而我国的教育模式仍然以应试教育为主，以考试分数的高低来评价学生的能力。因此学生的创新、创造能力不能得到很好的培养，而构建创造型国家的关键在于培养创新、创造型人才，而创新型人才的培养关键在于创新教育模式。2016年教育部的《教育信息化“十三五”规划》中提出要“积极探索信息技术在‘众创空间’，跨学科学习（STEAM教育）、创客教育等新的教育模式的应用，着力提升学生的信息素养、创新意识、创新能力，促进学生的全面发展”。创客教育的出现到风起云涌，为教育的改革创新提供了新的契机，正逐渐改变传统的教育理念、模式以及方法。他能更好地培养学生的创新意识，综合实践能力，让学习变得更有意义。基于上述原因作为一线教师在教学中对高职媒体设计类课程进行了创客教育理念下的教学设计并进行了应用，对课堂教学进行改革。
2创客和创客教育
在以学科整合为核心的STEM教育出现之后，随着互联网和信息技术的高速发展，以创造为主要目的的创客运动悄然兴起，创客、创客空间等相关新名词在教育领域相继出现。创客起源于美国，源自英文单词Maker。创客是指不以赢利为目的，借助网络技术、智能软硬件设备努力把各种创意转为现实的人群。他们没有年龄、性别、种族之分，任何人都可以成为创客，创客们所从事的创造活动都是在创客空间亲自动手实践完成的，在此过程中由学生担任创造者的角色，教师仅仅是支持者。创客、创客空间的兴起使得创客教育应运而生。创客教育指通过制定制度鼓励学生开展创客活动，将理想变为现实，从而培养学生发现问题、解决问题以及独立创造能力的一种教育方式。随着创客教育的发展，创客不仅局限于在学校拥有创客空间，同时鼓励在家里构建家庭创客空间，在社区创建社区创客空间，从而培养学生创造意识，营造创新氛围，通过网络将学校、社区、家庭创客空间相互连接，形成创客网络共同体。在创客网络共同体中创客们可以分享自己的作品、产品，可以交流自己的创意。
2.1移动技术支持下创客课程设计
创客教育是一种将移动技术与教育相融合，以“做中学”为基本理念的一种培养创新人才教育模式。在“网页设计”课堂教学中培养学生的创新意识、艺术设计能力和创作思维，以实现每一位同学的创意能够实现。
2.1.1课程教学目标
“网页设计”是计算机专业学生必修的一门专业课程，该课程的教学目标是学生在掌握网页设计的理论基础和软件基本操作后，通过自主探究、小组合作完成每一个项目的制作，使学生通过将理论与实践相结合，根据自己的创意最终能独立设计并制作出一个完整的网站。
2.1.2课程教学内容
“网页设计”是一门综合性较强的课程，它涉及多种学科知识的融合。其内容主要划分为3个模块：界面设计、页面布局、网站制作实战，课程共72个学时。（1）“界面设计”这一部分的主要内容是学生通过阅读教材或上网查阅资料，了解网页设计的理论基础，网站建设的流程、发展趋势、色彩搭配以及网页设计的流行趋势。最后教师将学生收集到的资料进行归纳，对学生自己所吸收的知识观点进行积极地引导并提升。界面设计这部分内容涉及艺术欣赏，学生之前多欣赏优秀的网页，多了解网页设计的流行趋势这对学生的动手操作打下了基础。（2）“网页布局”，布局指网页文字、图片、表格等元素等内容如何设置才能吸引浏览者的注意力。对于这部分内容学生通过上网浏览或阅读书籍了解网页布局的常见类型以及优秀的网页布局的特点，教师对学生收集的内容进行总结，然后针对常用的页面布局类型用CSS语句进行实现。（3）“网站制作实战”这部分主要锻炼学生对网页设计知识的综合应用。由于网页设计是一门实践性很强的课程所以这一部分是不可缺少的。主要以真实情景中问题需要为项目来源，利用小组合作的方式来提升学生们的创新能力、实践动手能力和合作能力，最后学生们创作出一个体现自己创意的网站。
2.2课程教学资源的设计
“网页设计”是一门综合实践性较强的课程，所以在这门课的教学中尝试了创客教育模式，教室不是传统的固定座椅的教室而是创客空间，教师不再是主讲者而是支持者、引导者，学生不是参与者而是创造者。因此这门课程的教学资源教师会根据小组的实践情况，推荐或提供相应的资源，如微视频、创客空间等。2.3课程教学过程的设计“网页设计”这门课程需要在掌握基本的理论基础后，通过进行大量的动手实践才能制作出好的网站，所以在这门课程的教学过程中，将分配大量的时间在设计和制作这两部分。首先，好的创意和功能模块是网站的灵魂，有好的创意理念才能制作出好的网站。其次，制作部分涉及，的实践有PS界面制作、html+css页面布局以及后台数据库，这些都是要通过反复实践练习才能充分掌握的。在实践过程中，学生通过自己发现问题、解决问题从而完善巩固自己的知识，激发学生的创新思维。以学生小组合作制做主题网站为例，运用创客教育模式，开展教学，培养学生的创新思维以及创造能力。学生小组合作制作网站，不仅锻炼了学生网站设计与制作的能力，还能培养学生的创新思维，团队合作。在这部分的课程内容设计具体过程如下：（1）构建创客团队。由于这门课程的综合性比较强，所涉及的具体内容有PS设计、html+css页面布局和数据库这3个方面，因此首先通过调查了解学生对这几块内容的兴趣特长，然后对学生进行分组3~4人为1组，每一组中的学生都分别具备相关的特长。（2）确定创作的内容主题。教师结合真实问题情景确定主题，如某公司的企业网站、学校的网站或供大家学习交流的网站等，这些网站都是存在于学生周围，并且比较熟悉的内容。学生可以根据教师给予的主题自己构思、调查，相互讨论将自己的创意想象得以充分发挥。（3）开始创作。创客们通过阅读书籍，查阅网络资源，相互交流动手将自己的实践将创意进行创作，创客们在发现问题解决问题的过程中，学会思维，学会将知识融会贯通，从而一步将自己的创意转变成自己的作品。教师在此过程中给学生提供所需要的资源、创客空间。当然在此过程中教师要给学生一个具体完成作品的时间，否则学生容易拖拉。（4）评价。在开展创客教学评价时，以过程评价为主，教师将从学生的学习过程、作品、小组间的互评来进行展开。对于作品的评价首先由小组成员进行展示作品并陈述作品的创意，以及在创作的过程中遇到的问题以及解决的方式方法，然后教师从审美、功能、创新性、完成程度等给予点评。
3结语
在传统教学中，老师以讲授为主，学生只是参与者被动地接受知识，在创客教学中教师仅仅是支持者，学生是主角创造者。由于受传统教学的影响，在本次开展创客教学改革的过程中，有收获同时也遇到了挑战。学生的学习积极性有所提高，学生思考问题的能力、解决问题的能力显著提升，自主学习的能力有所加强，当然也遇到了一些挑战。开展创客教学的初衷是以学生学习、思考、实践为主。对于成绩好的学生而言，他们很乐意接受；而对于学习能力较弱，学习积极性不高的学生，他们感觉茫然，不知从何处入手。再者由于高职学生学习的主动性不强，所以只有2~3组的同学能主动开展创作，而其他的组采取被动、敷衍了事，甚至抱怨老师的态度。通过引导和转变观念，学生的学习情况虽然有好转，但从最终作品来看仍然不够理想。
作者:王英彦 单位:义乌工商职业技术学院
[参考文献]
[1]教育部办公厅.关于征求对《关于“十三五”期间全面深入推进教育信息化工作的指导意见(征求意见稿)》意见的通知[EB/OL].（2017-02-25）[2015-12-25]./srcsite/A16/s3342/201509,t20150907-206045.htm1.
设计技术论文范文第4篇
一、基于传感技术探究实验设计
在教学实践中我利用传感技术仪器进行实验能够得到很好的实验效果。分析教材、根据教学目标及学生的年龄特点合理选择利用数字化传感器材能够有效提高课堂实验效果。课堂实验探究的高效，传感技术仪器的有效使用，不仅需要分析教材，合理选材，还需要精心设计实验方案。只有通过有效的实验设计和规范的实验操作，以学生为主体性，让学生配合教师来完成实验，学生便于理解，又可增加学习兴趣，才能使实验变得简单易行，达到教学目标。以下是四上年级《运动起来会怎样》一个有关于心率传感器的实验。首先，连接手握心率传感器、界面和计算机。其次，启动LoggerPro或LoggerLite软件，最后，程序将自动识别手握心率传感器，这样就可以准备采集数据了。测量一个人在激烈活动，例如做跳跃运动前、之间和之后的心率；测量一个人在运动后的心率返回平常心率要多久。让学生在探究实践的过程中，注重体验和感悟，又便于学生对知识的接受和理解，从而也激发学生的兴趣。
二、传感技术探究实验室的组建
为了提高实验探究效率，保证实验教学的有效开展，创建探究实验室，合理利用“数字化”仪器设备是非常重要的。数据采集器和传感器的配备，主要用于采集并储存实验数据并根据探究需测定的参数。通过政府采购，我们采购到探究实验室套材，主要有湿度、音高、音量、光强、pH值、溶解氧浓度、电流、电压、氧气含量、二氧化碳含量等传感器，还可以根据需求来自行选择；同时，这些仪器的轻巧与便携还为学生进行户外探究提供了可能。计算机软件的安装将传感器插入计算机时，传感器可以精确地测量实验中获取的各种数据，并通过数据采集器传到计算机中，计算机经由配套软件将数据以表格和图像的形式呈现，并进行分析处理。
三、传感技术实验器材在拓展课程中的应用
科学课堂实验的时间和空间是有限的，而学生对科学世界的探索是无止境的。因为孩子对科学实验的喜欢，我们将开放实验室，让学生快速了解掌握新器材的特点：以其丰富的传感器，准确、快速的测量，以及多功能的软件支持，为孩子们提供了一个科学探索的技术平台，丰富了创新实验的内容。如水果电池、蜡烛的燃烧、金鱼存活的秘密、探究植物的光合作用等。孩子们充分利用这些器材，想办法解决难题的过程中，自主建立起正确的科学精神和态度，逐步理解科学探究的本质。通过由扶到放，通过学生的亲身参与，基于传感技术的实验仪器才能真正成为学生科学探究的乐园。
设计技术论文范文第5篇
（1）极大的趣味性。在教学过程中，师生都会感受到来自Java的魅力。Java的应用实例很多，每个实例都很有趣。使用实例驱动原理或规则的教学形式，完成教学内容时显得轻松而且印象深刻。
（2）综合性。Java技术的综合性体现于很多方面，如Java的面向对象技术与不同应用技术的综合、Java课程中多个教学内容的综合、Java课程与其他课程的综合、基于Java的综合课程设计等。
2基于Java的综合性课程设计实践
2.1Java课程综合性实验
2.1.1Java教学过程中遇到的问题
以前在完成每一个单元理论教学内容的同时，学生也上机完成相应的程序设计实验内容，当所有的教学内容讲完了，课时也用完了，但总感觉意犹未尽。首先从教师的角度讲，认为可以完成的实验项目还有很多，学生应用Java的潜力还可以再“挖一挖”；其次从学生的角度讲，对Java的兴趣刚上来，但是应用Java的羽翼还不太丰满，如果就此打住，过一些时间，Java知识可能会淡了，也许就扼杀了他们应用Java的能力和机会。教学计划中的课时是不能随便调整的，只有合理利用有限的实验课时，才能进一步有效地提高学生对Java的综合应用能力。
2.1.2Java课程综合性实验的设计
从2007年开始，我们在Java程序设计实验课程大纲的实验项目中增加了综合实验教学环节，利用有限的实验课时，使学生应用已经掌握到和即将学习到的Java知识，有兴趣和有能力去探索完成一个比较大的实验项目，培养了学生对Java技术的应用能力。这样的综合实验时间发生于学习完面向对象特性、数组枚举及字符串应用、异常处理、图形用户界面设计后，在Java程序设计的理论课程讲授其他教学内容的同时，Java程序设计实验课程布置给学生一些综合实验的题目，让学生选择完成一个项目的设计和实现。后续教学内容的单元实验取消，学生只需完成选定的综合实验项目即可。在综合实验中需要用到的还未来得及讲授的Java知识或技术，大部分学生在已掌握了前面讲过的基础知识后，有能力先去预习或者自学。以下列举一些开设过的综合实验项目。①ISBN书号校验程序的设计和实现；②名片记录本程序的设计与实现；③文本编辑器的设计与实现；④水中倒影；⑤音乐日历；⑥网上聊天程序的设计实现；⑦多客户简单网络应用程序的设计实现；⑧基本数据库操作应用程序的设计实现。综合效果非常好，学生在做综合课程设计的过程中，进一步巩固和验证前面所学技术，激发出探索兴趣，先行求索后续知识。更重要的是学会了应用，学会了设计，学会了调试，应用Java技术的能力提高了，专业素质也提升了。
2.2软件核心课程做基于Java的综合性实验，可进一步提高学生的能力和素养
在开设Java课程之后，相继开设了计算机网络和数据库原理等课程，这些课程也在做综合实验项目。因为Java是网络编程语言，可以尝试用Java做开发工具来完成计算机网络课程的综合实验。再者，全球85%以上的企业在使用Java完成信息管理系统，那么也可以使用Java做工具来为数据库原理课程设计一些综合实验项目。如果课时有限，做一个小型管理信息系统即可，多出一些题目，3~4人一组，每组选做一个题目。因为每门课的综合实验课时都紧张，可以把两门课合起来做综合课程设计。从2008年开始，我们研究探索为计算机科学与技术专业开设的主干课程数据库系统原理实验的综合实验教学项目提供开发工具。在数据库系统原理实验课程的综合实验中，学生开发的积极性很高，虽然实验课时非常有限，但每一个课题小组都认真讨论数据库的设计、系统的Java实现方法，最后按时交上较为满意的作品。自2007年以来，Java课程为计算机网络实验课程开设过的综合实验项目如下：①基于TCP协议的网络应用程序设计与Java实现；②基于UDP协议的网络应用程序设计与Java实现。自2008年以来，Java课程为数据库系统原理实验课程开设过的综合实验项目（2010年为Java程序设计实验与数据库系统原理实验两门课合作开设的综合实验项目）如下：小型管理信息系统的设计与实现（3~4人一组，每组会针对不同类型的企业或部门完成一个具体的系统）。将Java课程与其他课程结合起来，进行综合课程设计，分别围绕一些小型管理信息系统、TCP或UDP协议之上的网络应用程序、较为复杂的数据结构应用程序出题目。Java和计算机网络、Java和数据库原理、Java和数据结构、Java和编译原理、Java和软件工程等课程，均可以完成综合课程设计。为研究生开设的课程也大量地应用了Java技术，如机器学习、数据挖掘的算法实现多是使用了Java程序。此外各种工程优化算法，都可以用Java做开发工具。
2.3基于Java的综合课程设计课程的开设
2.3.1在综合课程设计中遇到的问题
（1）各门课程的教学计划中没有为综合课程设计安排专门的课时，需占用常规的课程单元实验课时，这样会影响到课程的单元练习。（2）因为时间太短，学生虽然兴趣盎然，但设计出的软件粗糙，无法保证质量。（3）各门课程单独安排的综合实验项目中，互相之间难免有些重复，学生虽有兴趣，但每门课都须完成综合实验，负担重。为减轻学生期末负担，近5年来，我们尝试将两门课结合起来，完成综合课程设计，如将Java课程与计算机网络课程结合起来，完成一个基于TCP或UDP协议的应用程序；将Java课程与数据库原理课程结合起来，完成一个小型管理信息系统。
2.3.2开设基于Java的综合课程设计课程
以上问题的终极解决方案是基于Java的综合课程设计能作为一门课程，设计于信息技术类专业的教学计划中。这样，有效利用给予综合课程设计的课时，在教师的指导下，学生就可以集中精力设计和实现一款基于Java的功能完善的质量较高的软件。基于Java的综合课程设计课程的实施方案如下：（1）在和学生讨论的基础上，教师给出以上所述不同方面的多个题目，让学生选择自己感兴趣的题目去做。在设计和实现的过程中，学生及时向教师汇报阶段性成果并得到启发性指导以便于改进。（2）教师针对各种类型题目做出比较典型的实例，或选择合适教材以便于学生参考。当然学生自己也可以选择感兴趣的实战编程教程作为综合课程设计的参考书目。在这方面，我们做了一定工作：申请编写了清华大学出版社的教材——《基于Java的综合课程设计》，已经正式出版。
3结语
基于一门计算机程序设计语言综合计算机软件的专业基础课和专业课的计算机软件综合课程设计，具有明显的跨课程性质，设计内容打破了原有的课程体系和学科界限，突出了所设计内容的整体性。综合课程设计方式灵活，类型多样，可以适应计算机专业迅猛发展的态势，可以及时反映专业发展的新趋势，容纳专业发展和社会需要而提出的新内容；有助于减少课程设计门类、避免重复、减轻学生的课业负担；有助于开阔学生视野，拓宽与统整专业知识，克服专业知识之间的割裂，使学生学会主动求知的方法，增强他们对专业的整体认知能力。基于Java的综合课程设计无疑有效实现了以上目标。
设计技术论文范文第6篇
美国休斯敦大学建设了“虚拟物理实践室”，该实验室可以通过虚拟手段模仿物体间的万有引力，通过数据来修改引力的大小、方向，并能模拟出这些改变所导致的各种物理现象，这可使学生对这一物理知识获得直观的深刻理解。美国印第安纳州大学运用桌面型VR模拟地球和太阳之间的关系，使学生更好地理解相关知识。北京航空航天大学是国内较早进行虚拟研究的高校，他们在研究相关基础知识的同时重点研究虚拟环境中物体的特征表现。将虚拟设计较好地应用到虚拟展示教学中的是中国地质大学的网上虚拟晶体结构模型室。该模型室运用web技术，学生通过网络进入到这个模型室后，可通过计算机控制虚拟空间，做各种交互动作，如打开某个模型柜、关闭某个抽屉等。另外，西北工业大学CAD／CAM研究中心、上海交通大学图像处理模式识别研究所、安徽大学电子工程与信息科学系等单位也进行了一些类似的研究工作和尝试。虚拟技术作为一种新型教学手段已越来越为人们所熟知，现代设计领域包括展示设计也开始接触并应用到虚拟技术，一方面通过技术的优越性使传统展示设计的空间和时间扩大；另一方面由于可传递信息量的增多，使得原来一些不可能在现实中展示的内容得以展示。例如，利用虚拟展示技术呈现逼真的三维室内效果图，让用户预先体验家居环境。与此同时，虚拟展示在家居装饰、汽车、电子类产品、服装品展示等方面也得到广泛运用。然而，虚拟现实技术尚不成熟且设备较为昂贵。因此，虚拟技术并非随处可用而又用得很好，目前国内高校只有少数研究和应用，且主要是用来解决自然学科中一些在实验环境中不确定和不安全的技术问题。其实，在现代展示设计教学中，也可以借助现有的各种虚拟技术，运用计算机和虚拟软件来进行虚拟展示设计。这不仅能扩大虚拟技术的使用领域，而且为现代展示设计提供了一个新的手段和方法。研究和发展虚拟展示技术在展示设计课程中的应用具有一定的现实意义。
2展示设计教学现状
“展示设计”作为现代艺术设计领域一门重要的核心课程，在多年的专业教学发展中已经形成了一套较为成熟的教学手段和方法，但随着信息技术的不断发展和现代教学体系的日益丰富，“展示设计”现有的教学方式在实际教学实践中已不能满足相关需要，主要表现在以下几个方面。
2．1学生学习兴趣不高
学生学习兴趣不高，作业缺乏想象力和创造力。目前高校的“展示设计”课程教学多在教室中利用投影仪进行教学，仅能提供事先收集好的图片，学生还是扮演观众的角色，被动地接受这些信息，这种缺乏主动参与的学习方式使学生逐渐丧失学习的主动性，从而影响学生想象力和创造力的发挥。
2．2学生动手能力不强
目前，“展示设计”课程教学一般先由教师讲授理论知识，然后安排课程任务，提出相关要求，学生按照任务书进行实践操作。由于目前高校特别是一些职业院校办学设施薄弱，尤其是缺少“展示设计”课程教学用专门实验室，工具和材料也匮乏，直接影响了学生实践动手能力的提高。
2．3教育经费投入有限，教学条件亟待完善
目前，大多数高校都存在经费和教学条件不足的情况，这直接影响了“展示设计”课程教学场地、实践设备的建设，很多应该开设的教学实践内容不能进行，极大地影响了教学进程和质量，不利于学生掌握教学内容，更不利于培养学生的综合能力。
3运用虚拟展示技术教学的优势
运用虚拟展示技术手段，在展示设计课程教学中可以不受传统实验空间和条件的制约，在虚拟的逼真世界中设计、制作、修改和演示，能通过多种创新的表现形式，激发师生的创造灵感，帮助他们更好地展示作品，这是现有教学手段难以达到的。虚拟展示技术在教学中的优势主要体现在以下三点：
3．1教学设计程序简化
以产品展示为例，在传统的教学过程中，首先要进行产品模型的制作，学生在实验室里需要经过一系列复杂的实践步骤，先用电脑绘制模型图和效果图，然后选择相适合的材料、工具进行制作，最后打磨上色等。在这一过程中要经过复杂的运算和精密的测量，耗费大量的时间。而虚拟展示技术则只需要创建模拟的三维环境，让学生在虚拟的世界里完成实验室里的任务，通过鼠标、键盘等设备与展示对象进行互动，完成视觉、听觉甚至嗅觉的交互体验，大大简化了繁冗的工作程序。
3．2实践教学手段灵活
在传统的展示设计课程教学中，对教学场地、实验室条件等有较高的要求，比如材料要齐全、加工工具和设备要应有尽有。不少高校由于受人员和经费等条件的限制，往往忽略很多重要的实践教学环节，极大地影响了展示设计课程的教学效果和学生职业素质的培养。如果在课堂教学中引入虚拟展示技术，就可以在有限的资源和条件下完成实践教学，能显著改善教学条件，丰富教学手段。例如学生可以在教师事先设定好的虚拟空间内设计制作模型，并进行交互式体验，既巩固了基础知识，提高了学生的实际动手能力，又能有效地避免真实环境中因为操作不当等原因造成的安全事故和原材料浪费。
3．3教学效果良好
传统的课堂教学只能通过多媒体设备向学生展示二维图片或者播放视频，角度单一且不具有交互性，而虚拟现实技术的运用可以帮助教师丰富课堂教学手段，让展示更逼真、更生动，且具有多角度和互动性特点。运用虚拟展示技术编制的课件，不仅有声有色，而且更具立体感和真实感，还能提供虚拟的实验环境。例如，建立一个虚拟的产品展示，教师可以边演示课件边点击相关的视频连接，还能进行实时的互动操作，甚至是再现制作工程，能为现代的教学特别是在线学习和远程教育提供良好的平台，以取得更好的教学效果。
4虚拟展示技术在展示设计教学中的应用
虚拟展示在现代展示设计教学中有着广泛的应用，教师可以在掌握三维建模软件的基础上进行虚拟展示教学。目前，此类软件已发展得相当成熟，如人们熟知的3D－MAX、犀牛、MAYA等都是常用的建模软件，模型建立以后通过虚拟平台即可对其进行虚拟展示。以下以电子产品中一款点钞机的虚拟展示应用为实例，剖析虚拟现实技术在展示设计教学中的具体应用。
4．1运用三维设计软件创建展示模型
三维模型是运用三维设计软件创建的，目前使用较多的三维设计软件是由美国Autodesk公司开发的3DS－Max软件。该软件具有较为快速的三维建模功能，同时还可以较好地处理材质、贴图和各种空间变形。它能够输出c3d、wrl、obj等格式文件，可以直接在主流的虚拟现实平台使用，兼容性很好。
4．2选择虚拟展示平台进行虚拟交互设计
模型建立后，选择虚拟展示平台。教学中，可以使用瑞典Cycore公司开发的Cult3D软件。该软件已在虚拟设计领域得到了广泛的应用，它具有文档小、便于传送、3D互动真实、材质表现力强、可跨平台运用等优势。Cult3D软件对计算机的硬件要求相对较低，一般办公或家用计算机、笔记本电脑和平板电脑甚至手机都能流畅地浏览Cult3D作品。基于JAVA语言的内核使Cult3D软件具有良好的扩展性，在完成交互设计后可以生成多种形式的文件进行，如可生成“．co”格式的文件，该文件可以无缝地嵌入网页页面。总之，该软件相对简便，符合设计类专业教学的软硬件开发环境及应用目标。
4．3设计成果通过浏览器进行
首先，根据设计图纸建立点钞机产品模型。必须注意的是：要保证在3ds－Max软件中建立的产品模型面的数量尽量少，因为目前虚拟软件在进行模型渲染时，不能较好地运行过多面数和过于精细的模型，否则会对虚拟软件运行平台造成负担。其次，为了后期的贴图、材质赋予及在Cult3D虚拟软件里进行交互设计，点钞机模型应当按照结构分别建模。点钞机模型建立好输出时，为了减轻后期软件运算的负担，尽量导出成jpeg或gif格式，以便有效地控制文件大小。最后，安装Cult3DExporterfor3dsMax插件，将已经创建好并进行了对象群组的点钞机模型通过插件的EXPORT命令导出，保存为Cult3DDesigner（＊．c3d）类型，以便在Cult3D中进行进一步的交互动作设置。进入Cult3D软件中进行点钞机虚拟交互设计。首先启动Cult3DDesigner程序，通过导入命令导入点钞机模型，然后根据预设的展示动作进行基本交互设置，设置的对象主要包括场景、动作、事件三要素。场景包括导入的C3D文件中的材质、声音、纹理等要素，动作一般包括点钞机模型的移动（旋转、缩放、平移等）、显示或者隐藏物体、颜色显示和转换、视角旋转等，事件包括开始事件、计时器、鼠标或者键盘事件及由其他事物激发的自定义事件等。如果有组合关系，可通过事先设计多种组合形式分别命名，再对模型预设键盘单击触发事件的相应动作，这样就能够在演示窗口通过键盘事件完成点钞机形态和色彩变换的展示。完成以上的交互设计后，如果是通过浏览器进行，则点击“保存”命令，存储为Cult3D网络文件（＊．co）格式，在网页中编写语句嵌入该文件并设置触发事件，从而完成虚拟交互对象的网络。用户可以在网络上使用浏览器进行交互浏览，可以通过鼠标、键盘完成点钞机移动、旋转、缩放和变化颜色等预设的操作。运用这种互动的虚拟手段可以全方位地进行产品的展示，让体验者更好地了解产品。如果对页面效果不满意，还可以通过Photoshop进行界面设计，建立更美观和人性化的操作环境，必要时可使用网页设计软件完成虚拟展示平台的整合。
5结束语
展示设计课程多空间、多场景、多模型、侧重动态的特点决定了虚拟现实技术在实践教学中具有良好的应用前景。虚拟展示技术在展示设计课程教学中最重要的作用在于促进了教学环境的改善和教学理念的改变。S前高校的展示设计教学在引人虚拟现实技术时遇到的主要的困难是：如何处理好现实条件与理想状态之间的关系；教师如何在最短的时间内快速和高效地掌握相关技术，解决好当前教学面临的突出问题。虚拟展示技术为现代展示设计教学提供了内容逼真、生动、更具立体感和真实感的虚拟实验环境，必然促使传统教学理念、教学环境和教学手段的更新。虚拟展示设计正在解放工业化时代对展示设计教学形式的束缚，必将成为未来展示设计教学的一大趋势。
设计技术论文范文第7篇
（一）影像技术的跨界研究
将图像打印在布料上的这种技术兴起以后，走在前列的荷兰、奥地利、日本和美国，由于技术尚不够成熟，一时未能全面推广，国内现阶段也只限于通过纺织品转印这种技术来完成。在此基础上，将其与170多年前“利用了一个黑暗的屋子的一堵墙上的孔，将外面的景物投射到了平面上”的这种传统拍摄照片方式相结合，将会在服装领域中开创全新的影像技术模式。
（二）服装面料研究
相纸是最为传统的显影材质。在服装设计中面料就相当于相纸一样，属于影像技术的根基。根据质地均匀且不易变形的纤维纸基、增加洁白度的薄层氧化钡、阻止冲洗相纸时化学液体进入纸基的树脂层、感光乳剂层以及相纸表面保护层的这五层相纸构造的原理，选择能够承载影像技术实施的面料就显得极为重要。依据市场考察以及对面料的特殊要求，材质的选用应具备以下特性：
1.经纬纱线细密，布面上没有纤维过于稀疏造成的洞眼（窟窿多的面料会造成化学药剂的渗漏，不适合制作）。
2.布面平整，带有清晰的粗纹理肌理，纺织过程中由于接线过多造成的线头疙瘩越少越好。
3.具有高纯度的面料材质，且纤维含量越高，变形程度越小。
4.酸碱度适中，在面料生产过程中，会用到各种化学物质加以漂洗等，如果化学物质残留过度，就会导致酸性或碱性过高，会使药剂在保存过程中的损毁加速。
5.色泽自然最佳，在新型面料完成之前必然会涂刷底料，所以材质本身的颜色应对显影的影响不大。在选购过程中，最好不采用过分白或颜色不自然的面料，很可能是加工过程不规范导致化学试剂使用过度造成的结果。
（三）工艺流程研究
用现代与传统暗房工艺的流程在面料上“拍摄”独一无二的画面，让人们大为赞叹。首先是将新型面料“曝光”，形成看不到的影像或“潜影”。再于黑暗中将不同的显影药品涂抹于面料上，使其在普通光线下持久显示更真实的影像。然后去除上面没有感光的乳剂后，进行清洗和干燥。最后是印相即有图案的面料装在立式投影机中，用放大镜头在新型布料上形成影像。因面料颜色、材质不同的特性，制出的成衣主要有两大区别。浅色面料可按正常工艺流程进行，然而深色面料因有易变色的局限性，所以，在最终印相的过程中放张可以反复使用的隔离纸，成像后取出即可。
二、影像技术在服装设计中的创新性
在影像技术迅猛发展更新的今天，把传统工艺保留并延续在影像技术的基础上，采用与之前不同的成像载体和新兴的影像技术相结合方式运用在服装领域中，将会呈现一个全新的影像视觉效果。
（一）多元化的技术手段
随着保留传统工艺并延续影像手法的技术革新，影像质量等方面都有显著的提升。它解决了制作工艺粗劣、对小批量个性化服装的竞争力不足的问题。同时，满足了人们对服装带有独具一格特性的需求。也可以在质地松软的皮革、无机物或变化多端、成分复杂的有机物上显影。技术的完善对材质有了更多更好的兼容。
（二）新颖的显影材质
一是新型面料的生产解决了传统影像技术只适用于表层是聚酯纤维及棉质含量极高衣服的现象。这不仅可以对化纤服装进行“拍摄”成像，还可选用亚麻布、涤纶等材质的面料服装。其次，不会出现类似用专用打印机经过高温熨压后颜色会发生变化的情况，如白色会变黄。制作完成后深色面料品质稳定，药剂与纤维完美融合会使图样的色泽与原来相同。再次，增加了布料的通气性和柔软程度，延长了使用寿命。最后，既提高了图案的色彩真实性，又使韧性更强，并富有强烈的层次感，在一定程度上解决了因横向拉扯导致图案出现小细纹的可能性。
（三）完善的工艺流程
市面上常见的纺织品转印技术工艺流程主要按照深、浅色面料分两大类型，一般采用含有胶质的转印纸或特殊升华材料生产服装。但现代与传统暗房的制作流程大大克服了国内印刷设备缺陷的问题，例如颜色多了不会化色，细线变粗、漏色等现象均可较大程度地避免出现，另外在制作过程中不会出现蓝点、红点等问题，材质本身有纹理也能够有清晰的人物类、风景类等细腻图样出现。
（四）独特的显影效果
照片冲洗后即为固有的影像，而面料上显影效果是随材质的软硬程度或曝光时间长短变化。若整件衣服中从衣身到袖口部分的柔软程度逐渐递增，在制作过程中曝光时间也较短，则图样会出现渐变的效果。在定影过程中面料发生平面转动也能达到如幻影般的不清晰图案。或者，可根据市场需求和个人喜好量身定制不同图案效果的新型面料，从而裁剪出各种廓形的个性化服装。经过以上的分析及考量，在传统影像技术基础上的创新是通过进一步对影像技术、面料材质等方面的探索与研究。新型布料的纹理赋予服装的深度和立体感是普通纸张无法实现的。尝试投射影像在布料上经过“曝光”后显影成像，最终根据不同的服装设计手法进一步完善裁剪，这就像一件珍贵的原创艺术品。
三、结语
传统与数字相结合的影像技术对服装设计的创新有着不可小觑的份量，其全方位的渗透并改变人们的生活。用不同形态影像设计出的服装把时尚信息输送的更为准确和广泛，是未来生活中每个人都能接触的一种服装表达方式，从而影响我们的生活乃至服装发展趋势。
设计技术论文范文第8篇
关键词:数字系统；IC；设计
一、数字IC设计方法学
在目前CI设计中，基于时序驱动的数字CI设计方法、基于正复用的数字CI设计方法、基于集成平台进行系统级数字CI设计方法是当今数字CI设计比较流行的3种主要设计方法，其中基于正复用的数字CI设计方法是有效提高CI设计的关键技术。它能解决当今芯片设计业所面临的一系列挑战:缩短设计周期，提供性能更好、速度更快、成本更加低廉的数字IC芯片。
基于时序驱动的设计方法，无论是HDL描述还是原理图设计，特征都在于以时序优化为目标的着眼于门级电路结构设计，用全新的电路来实现系统功能;这种方法主要适用于完成小规模ASIC的设计。对于规模较大的系统级电路，即使团队合作，要想始终从门级结构去实现优化设计，也很难保证设计周期短、上市时间快的要求。
基于PI复用的数字CI设计方法，可以满足芯片规模要求越来越大，设计周期要求越来越短的要求，其特征是CI设计中的正功能模块的复用和组合。采用这种方法设计数字CI，数字CI包含了各种正模块的复用，数字CI的开发可分为模块开发和系统集成配合完成。对正复用技术关注的焦点是，如何进行系统功能的结构划分，如何定义片上总线进行模块互连，应该选择那些功能模块，在定义各个功能模块时如何考虑尽可能多地利用现有正资源而不是重新开发，在功能模块设计时考虑怎样定义才能有利于以后的正复用，如何进行系统验证等。
基于PI复用的数字CI的设计方法，其主要特征是模块的功能组装，其技术关键在于如下三个方面:一是开发可复用的正软核、硬核;二是怎样做好IP复用，进行功能组装，以满足目标CI的需要;三是怎样验证完成功能组装的数字CI是否满足规格定义的功能和时序。
二、典型的数字IC开发流程
典型的数字CI开发流程主要步骤包含如下24方面的内容:
(1)确定IC规格并做好总体方案设计。
(2)RTL代码编写及准备etshtnehc代码。
(3)对于包含存储单元的设计，在RTL代码编写中插入BIST(内建自我测试)电路。
(4)功能仿真以验证设计的功能正确。
(5)完成设计综合，生成门级网表。
(6)完成DFT(可测试设计)设计。
(7)在综合工具下完成模块级的静态时序分析及处理。
(8)形式验证。对比综合网表实现的功能与TRL级描述是否一致。
(9)对整个设计进行Pre一layout静态时序分析。
(10)把综合时的时间约束传递给版图工具。
(11)采样时序驱动的策略进行初始化nooprlna。内容包括单元分布，生成时钟树
(12)把时钟树送给综合工具并插入到初始综合网表。
(13)形式验证。对比插入时钟树综合网表实现的功能与初始综合网表是否一致。
(14)在步骤(11)准布线后提取估计的延迟信息。
(15)把步骤(14)提取出来的延迟信息反标给综合工具和静态时序分析工具。
(16)静态时序分析。利用准布线后提取出来的估计延时信息。
(17)在综合工具中实现现场时序优化(可选项)。
(18)完成详细的布线工作。
(19)从完成了详细布线的设计中提取详细的延时信息。
(20)把步骤(19)提取出来的延时信息反标给综合工具和静态时序分析工具。
(21)Post-layout静态时序分析。
(22)在综合工具中实现现场时序优化(可选项)。
(23)Post一alyout网表功能仿真(可选项)。
(24)物理验证后输出设计版图数据给芯片加工厂。
对于任何CI产品的开发，最初总是从市场获得需求的信息或产品的概念，根据这些概念需求，CI工程师再逐步完成CI规格的定义和总体方案的设计。总体方案定义了芯片的功能和模块划分，定义了模块功能和模块之间的时序等内容。在总体方案经过充分讨论或论证后开始CI产品的开发。CI的开发阶段包含了设计输入、功能仿真、综合、DFT(可测试设计)、形式验证、静态时序分析、布局布线等内容。而CI的后端设计包括布局、插入时钟树、布线和物理验证等内容，后端设计一般能在软件中自动完成，如SIE软件就能自动完成布局布线。
三、IC开发过程介绍
IC开发过程包括设计输入、功能仿真、综合、可测试性设计DFT、形式验证、静态时序分析、布局、插入时钟树、布线、物理验证等内容，下面分别进行详细介绍。
设计输入:一般包括图形与文本输入两种格式。文本输入包括采用verilog和vHDL两种硬件描述语言的格式，verliog语言支持多种不同层次的描述，采用硬件描述语言主要得益于采用综合器来提高设计效益;图形输入一般应该支持多层次逻辑图输入，主要应用在一些专门的电路设计中，但是图形输入耗时费力且不方便复用。
功能仿真:功能仿真的目的是为了验证设计功能的正确性和完备性。搭建的测
试环境质量和测试激励的充分性决定了功能仿真的质量和效益，仿真工具也是比较多，而且功能比较齐全。
综合:所谓综合，就是将设计的HDL描述转化为门级网表的过程。综合工具(也可称为编译器)根据时间约束等条件，完成可综合的TRL描述到综合库单元之间的映射，得到一个门级网表等;综合工具可内嵌静态时序分析工具，可以根据综合约束来完成门级网表的时序优化和面积优化。
可测试性设计DFT:目前大多数CI设计都引入可测试结构设计，一般在电路初步综合后可进行DFT设计。典型的DFT电路包括存储单元的内建自测BIST电路、扫描链电路和边界扫描电路。BIST电路是为了测试而设计的专门电路，它可以来自半导体生产厂商，也可以用商用的工具自动产生。扫描链电路一般是用可扫描的寄存器代替一般的寄存器，由于带扫描功能的寄存器的延时与一般的寄存器并不一致，所以在综合工具进行时序分析时最好就能考虑这种“附加”的延迟。边界扫描电路主要用来对电路板上的连接进行测试，也可以把内部扫描链的结果从边界扫描电路引入。
形式验证是一种静态的验证手段，它根据电路结构静态地判断两个设计在功能上是否等价，从而判断一个设计在修改前和修改后其功能是否保持一致。
静态时序分析:静态时序分析是CI开发流程中非常重要的一环。通过静态时序分析，一方面可以了解到关键路径的信息，分析关键路径的时序;另一方面，还可以了解到电路节点的扇出情况和容性负载的大小。
布局:布局被认为是整个后端流程最关键的一步，布局首先是在满足电路时序要求的条件下得到尽可能小的实现面积，其次布局也是把整个设计划分成多个便于控制的模块。布局的内容包括把单元或宏模块摆放到合适的位置，其目的是为了最大限度地减小连线的RC延迟和布线的寄生电容效应，此外，良好的布局还可以减小芯片面积和降低布线时出现拥赛现象的几率。
插入时钟树:时钟树又称时钟网络，是指位于时钟源和它所有扇出的寄存器时钟输入端之间的BUFFER驱动逻辑，时钟树通常根据物理布局情况生成。时钟树的插入关键在于如何控制时钟信号延时和时钟信号扭曲，因为较大的延迟对解决电路的保持时间问题不利，较大的时钟扭曲往往增加寄存器锁存不稳定数据的几率。但是时钟信号延迟和时钟信号扭曲问题是对矛盾，如果设计对两者都要求比较严格的话，时钟树的插入往往需要考虑比较多。
布线:布线分为两个阶段完成:预布线和详细布线，预布线时版图工具把整个芯片划分为多个较小的区域，布线器只是估算各个小区域的信号之间最短的连线长度，并以此来计算连线延迟，这个阶段并没有生成真正的版图连线。详细布线阶段，布线器根据预布线的结果和最新的时序约束条件生成真正的版图连线。但是如果预布线的时间比布局运行的时间还要长，这就意味着布局的结果是失败的，这时候就需要重新布局以减少布线的拥赛。
布局布线完成之后，EDA工具根据布局布线的结果产生电路网表，产生真正的互连线延迟数据，这样以前综合工具DC根据线负载模型计算出来的延迟数据与这些互连线延迟数据相比是不够精确的，因此把这些版图提取出来的互连线延迟数据反标给DC重新进行综合优化，如果生成的网表满足了时序、面积及功耗要求后就生成电路版图，电路版图经过验证就可以制成芯片。超级秘书网：
参考文献：
[1]王金明，扬吉斌.数字系统设计与verligoHDL[M].北京:电子工业出版社，2002
设计技术论文范文第9篇
关键词：桥梁伸缩缝设计破坏
引言
随着我国交通运输事业的迅猛发展，桥梁作为交通线中的重要组成部分，其数量的增多、规模的扩大更为明显，而桥梁组成之一的伸缩装置，用量也越来越大，使用范围也越来越广，型式也越来越多了。桥梁伸缩装置在结构中直接承受车轮荷载的反复冲击作用，且长期暴露在大气中，是桥梁中易受破坏且难以修补的部位。因此，选用优良的伸缩装置，使其能适应由于桥梁的各种变化所引起的伸缩。
一、桥梁伸缩缝概述
桥梁伸缩缝是指为适应材料胀缩变形需要而在桥梁上部结构中设置的间隙。为使车辆平稳通过桥面，在桥梁伸缩缝处设置的由橡胶和钢材等构件组成的各种装置称为伸缩缝装置。当前，对于桥梁伸缩缝一般有对接式、钢制支承式、组合剪切式(板式)、模数支承式以及弹性装置。①对接式伸缩缝。对接式伸缩缝装置，更具其构造形式和受力特点的不同，可分为填塞对接型和嵌固对接型两种。填塞对接型伸缩装置是以沥青、木板、麻絮、橡胶等材料填塞缝隙，伸缩体在任何情况下都处于受压状态。该类伸缩装置一般用于伸缩量在40mm以下的常规桥梁工程上，但目前已不多见。嵌固式对接伸缩缝装置利用不同形态的钢构件将不同形状的橡胶条(带)嵌牢固定，并以橡胶条(带)的拉压变形来吸收梁体的变形，其伸缩体可以处于受压状态。也可以处于受拉状态。②钢制支承式伸缩装置。当桥梁的伸缩变形量超过50mm时，常采用钢质伸缩装置。该伸缩装置当车辆驶过时往往由于梁端转动或挠曲变形而产生拍击作用，噪声大，而且容易使结构损坏。因此，需采用设有螺栓弹簧的装置来固定滑动钢板，以减少拍击和噪声，该伸缩缝的构造相对复杂。③组合剪切式(板式)橡胶伸缩装置。该装置是利用各种不同断面形状的橡胶带作为填嵌材料的伸缩装置。由于橡胶富有弹性，易于粘贴，又能满足变形要求且具备防水功能。因此，目前在国内、外桥梁工程中已获得广泛应用。④模数支承式伸缩装置。板式橡胶制品这一类伸缩装置，很难满足大位移量的要求；钢制型的伸缩装置，很难做到密封不透水，而且容易造成对车辆的冲击，影响车辆的行驶性。因此，出现了利用吸震缓冲性能好又容易做到密封的橡胶材料，与强度高性能好的异型钢材组合的，在大位移量情况下能承受车辆荷载的各类型模数支承式(模数式)桥梁伸缩装置系列。⑤弹性体伸缩装置。弹性体伸缩装置分为锌铁皮伸缩缝和TST碎石弹性伸缩缝，弹性体伸缩装置是一种简易的伸缩缝装置，对于中小跨径的桥梁，当伸缩量在20mm-40mm以内时可以采用TST碎石弹性伸缩缝装置，是将特制的弹塑性材料TST加热熔化后，灌入经过清洗加热的碎石中，即形成了TST碎石弹性伸缩缝，碎石用以支持车辆荷载，TST弹塑性体在一25℃～60℃条件下能够满足伸缩量的要求。
二、桥梁伸缩缝设计要点
2.1伸缩缝破坏过早的设计原因伸缩缝的破坏最先从过渡段的混凝土开始。过渡段混凝土的主要荷载为车辆轮压产生的动载，当轮压在伸缩缝上时，其荷载通过锚固系统传递到过渡段混凝土，再传递到梁板上，并产生一定的压缩变形。在设计上而言，造成伸缩缝的破坏过早，无非是以下方面的原因：①伸缩缝在整个桥梁工程所占的份量不多，一般易被设计人员忽视，从而未对伸缩缝进行细致的考虑与设计。②伸缩装置的受力复杂，而与之密切相关起决定作用的锚固系统却不尽合理。③设计方面对施工的实际情况考虑不足。如：锚固混凝土太薄且钢筋密布，伸缩装置的锚固系统很难准确地预埋在梁中，甚至无法预埋，相当一部分锚固系统不得不锚固在整体化层混凝土中。④有的设计工程师在伸缩缝设计过程中只注重计算桥梁的伸缩量，并以此进行选型，而往往对伸缩装置的性能了解不全面，忽视了产品的相应技术要求。
2.2伸缩缝设计要点
2.2.1整体设计合理选定恰当伸缩量的缝隙极为重要，缝隙越大伸缩装置越容易遭破坏。采用的缝隙过大或过小，以及没有考虑安装时的温度而调整间隙。特别是针对板式橡胶伸缩装置，易造成破坏。即使是连续桥面，在面层铺装上往往也会出现裂纹。因此。要采取预先切割桥面，设置接缝，或用较软的铺装层来吸收裂缝，或者安设小型的伸缩装置来解决。在较大纵坡的情况下，如不设置考虑适应竖直变位的构造，也容易产生缺陷，引起破坏。伸缩装置沿桥面纵向，即使伸缩量小，也存在挠度差大的问题，因此，在伸缩装置构造上要给予重视。伸缩装置与梁体结合成等强的整体无疑是提高其使用效能的重要手段。除模数式伸缩装置之外的其他类型的桥梁伸缩装置，与桥面板的固定、结合往往不够充分，效果不甚理想，一般构造尺寸较小、刚度不足，而且对新材料的特征、配合等研究不够深入，所以在选型时应作充分的比较研究。为防止因雨水而起的漏水现象，虽然在一些钢制伸缩缝装置中，对配合部位采取插入密封橡胶或将排水装置或铺装层面层作为容易清扫的型式，或在整个缝隙中灌注填人防水材料的实用型式。对与桥面的雨水，一般应在伸缩装置附近设集中排水口；对不在日常养护作多次涂漆的构件上，设计上应采用优质耐久的防护材料作有效的处理。2.2.2实例设计在设计方面，有些设计者误认为上部构造梁板的实际预制长度与理论长度之差就是桥两端伸缩缝的宽度。就一孔20m长的简支梁桥为例，有些设计人员照本宣科，把两端各设一道缝宽2cm的伸缩缝。实际上按温差45℃设计，伸缩量按下式计算：L=Lt+Ls+Lc+Ld+ALe，Ltf=taL。式中：Lt—温度变化产生的伸缩量；a—线膨胀系数，混凝土a=10×10-6，钢a=12×10-6；L—伸缩梁的长度Ls，Lc—由于混凝土收缩和徐变影响而产生的收缩；Ld—梁端转角产生的变形量；Le—制造安装误差。膨胀系数n=10×10-6，干燥收缩度20×10-5，徐变系数ψ=2.0，预应力引起的平均轴向应力σ=6N/mm2，混凝土的弹性模量Eh=30000N/mm2，施加预应力后三个月的递减系数=0.4，则：=45×10×10-6×20000=9mm，L=20×aLβ=20×10×10-6×20000×0.4=1.6mm。L=σ／EhψLβ=6／30000×2×20000×0.4=3.2mm。设梁端旋转水平变形Ld=3mm。总伸缩量L=9+1.6+3.2+3=16.8mm。按此计算，只在一端(若系坡桥只在高处一端)留一道缝宽2cm的伸缩缝即可，另一端桥面铺装与背墙连续，这样，既节约了资金，又减轻了跳车。
合理预留伸缩缝宽度，可使其在夏季挤紧，到冬季温度降低时才会拉开，从而有效提高伸缩缝寿命，减小桥头跳车。据观察伸缩缝挤坏的很少，大部分是缝太宽，引起跳车，跳车越严重缝破坏的越快，形成恶性循环。另外混凝土还有相当高的抗压强度，只要挤压在规定范围内，对桥梁结构不会造成影响。由此可见在伸缩缝的设计中，采用安全系数较大的伸缩缝宽度，是完全没有必要的。:
三、结语
桥梁伸缩缝的破坏，对桥梁使用性能以及通车都会带来严重的影响，因此必须加强桥梁伸缩缝的优化设计，从伸缩缝类型、结构以及环境等相关因素进行强化设计，才能确保伸缩缝在今后的使用中，满足桥梁使用性能。
参考文献：
[1]刘鹏.桥梁伸缩缝设计选型要点[J].山西建筑.2009.(31).333-334.
[2]张伟.赵山渡渡槽伸缩缝处理方案设计[J].大坝与安全.2009.(3).78-80.
设计技术论文范文第10篇
（一）模具设计各行各业都有相关的工作人员，他们的主要任务就是模具设计。采用数字化的设计手段，工作对象包括型腔模和冷冲模，在充分利用数字化设计工具的基础上，对传统模具进行设计改造，目标就在于提高模具设计的质量，缩短模具设计耗费的周期。
（二）模具设计的步骤首先在设计之前为了确保设计图纸的正确性，通常要对所设计模具的产品进行全面的可行性分析，即工作中设计者所说的套图，确定重点部位的尺寸。其次在分析产品图纸之后，具体构思模具的内部结构、工作程序的编排、确定各个工序之间的冲工内容，以及采用何种软件。这样在绘制模具图中将节省很多时间。然后就是根据产品的展开图纸进行准备材料，然后就可以全面地进入模具图的绘制在工作，再制一份备料图纸出来，进行各组件的绘制。最后对模具的设计图纸进行仔细地校对，确保各模板与孔位是否一致性，以及折弯位置的上下模是否正确的间隙配合。
二、模具设计技术应用
（一）模具设计的造型特点与传统的机械设计不同,在专业化要求上，模具设计有它自身的特点,主要体现在三个方面:第一、从模具生产的范围上看，模具主要用于批量化的大规模生产，因此，模具主要用于加工一些形体复杂的零件。第二、从模具产品的要求上看，模具的几何设计必须符合零部件描述的的所有细节结构,甚至包括产品的浮雕等表面细节结构；第三、从模具的生产手段要求上看，3D模型的修复技术以及CAD系统必须有良好的数据结口的要求也越来越高，才能不断的满足模具型腔结构必须有的拔模模角及必要的圆弧过度。
（二）模具设计的应用范围根据模具的定义，从模具的适用范围上，我们可以把模具设计的应用范围分为两大类，一类是工业装备制造部门及使用部门，比如机械制造、汽车制造、轻工业、家电组装、石油化工、电力设施等；另一类是零件及模具，比如航空发动机关键耐磨件、汽车发动机凸轮轴热挤压模具、轧辊、温挤压膜具、轧钢滚动导卫、热锻摸等。
三、模具设计技术的发展趋势
（一）多集成趋势。现在社会的发展，现代化模具的制造应该打破传统的只重视信息的搜集的发展模式，更应该把技术使用、人力资源和管理技术的引用都囊括在内，多集成趋势越来越明显。多集成概念还表现在学科功能上，模具设计不仅仅要用到最基础的机械科学理论，而且还会用到电磁学、光学以及控制理论等。
（二）智能化趋势。产品从最初的设计要求，到中间的制造过程，再到最后的使用过程，每个环节都将走向智能化的道路。其中，在生产过程中，又包括诸多环节，比如计划、调控、管理等，也将走向智能化的道路。除此之外，模具设计者以及实际操作者，也将会在科学理论的指导下，实现人与工具系统的有机密切配合。
（三）网络化趋势。模具设计常用的软件一般包括AutoCAD、Unigraphics(UG)、SOLIDEDGE、SOLIDWORKS等，都是需要通过网络上的一些软件技术或者硬件技术实现的。自动化、网络化趋势越来越明显，跨国合作设计模具的成功例子已经是屡见不鲜了，而且这种趋势越来越明显。
（四）不断更新趋势。在社会经济飞速发展的同时，模具设计人员应该用发展的眼光看待同行业的竞争情况，瞄准时展的最前沿线。做到任务我有、人有我优、人优我精，保持在同行业的竞争力，稳稳立足于机械制造业，生产革命化的重要措施之一就是采用CAD/CAM技术，这也是模具设计技术发展的一个显著特点。提高产品的质量，提高生产的效率、缩短设计及制造的使用周期、最大限度的降低生产成本、最大限度的满足用户需求、提高模具设计技术在社会进步中的应变能力，是生产制造业，特别是模具制造业的不断追求的目标。