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解构主义实质是对于结构主义的破坏和分解,具有很大的个人性和随意性,是对正统的现代主义、国际主义原则和标准的否定与批评,具有很强的“反形式”“反美学”的特点。同现代主义相同,早期的解构主义一直在文学、社会学、伦理学、政治学等领域存在,直至20世纪七八十年代,解构主义对设计领域造成了强大的冲击,进而影响到了服装设计领域。在服装设计中,解构设计的手法带有明显的“破坏性”,破坏了传统的审美标准,将设计的意义扩大到多元的范围。法国著名设计师让保罗•戈提埃(JeanPaulGaultier)是早期因解构主义的设计手法而轰动世界时尚舞台的著名设计师,亚历山大•麦克奎因(AlexanderMcqueen)后来居上,他们都从全新的角度以哲学家般的思想来创立新原则,颠覆传统审美标准,在解构的设计语汇中寻找艺术的支点。他们的设计思想与风格至今仍然对服装设计师们产生深远的影响。还是以中央圣马丁研究生毕业设计作品为例,在2014年的作品中,散乱、突变、动态感、残缺等解构设计的表现语言很明确地强调与突出了服装设计的表现力与创意。从某一方面来看,构成形态的表意性已经超越了服装的实用功能。在作品4中,设计者从全新的角度来阐释服装的设计观念,颠覆传统审美标准,创立新原则,强调各元素的综合,把质素不同的面料重合在一起,通过荒诞组合、随意结构堆砌,呈现出不确定、破碎的设计语汇特征,把构成形态的观念带入设计语汇中;在作品5中,服装的结构被重新分割,服装结构的传统样式和细节被完全进行改造,抛弃比例、形式美法则等基本要素,没有优劣判断标准,整个作品在构成形态上有着极大的可再创造空间;在作品6中,传统服装的面料搭配方式被彻底改变,用破坏的方法解构了面料的完整性,同时不受限制地重构了服装的新面貌,这是一个拆解、重组的构成手法,其设计意义也在于不断流变的设计过程。当下,解构主义的设计手法逐步形成了一股影响世界的强大设计潮流,解构主义并不是设计思想上追求随心所欲、漫无目的,而是具有重视内在结构因素和总体性考虑的特征。它打破了正统的设计原则与规矩,重构新的结构形态,以新的构成形态理念占据未来的设计空间。
三、构成形态的符号转译
服装设计是一种综合的语言符号系统,具有“表征”和“被表征”、“能指”与“所指”的关系。对于服装设计而言,在语言符号系统方面可以概括地分为三种符号类型:图像符号、指示符号、象征符号。图像符号服装设计的表层意义,是“所指”的东西,是服装材料与结构的外在表现;指示符号是“能指”的东西,是服装设计师想要表达的设计思想与设计理念;象征符号是服装设计构成语境的引申意义,是在一定的生活方式背景的观照下,经过设计与思考而呈现出的深层意蕴和象征意义。在构成设计活动中,设计者通常在动态的设计过程中产生丰富的“联想”,这种联想通常来自于设计者自身过去的审美经验和情感。当设计活动开始时,在相关因素刺激下,引起对过去情感经验的反应。服装设计作品的构成形态正是这种审美经验中的视觉与知觉作用联系起来的一种视觉语言,去除生活中具体的形象,并以抽象的几何构成形态作为其主要的表现形式,强化了服装构成形态语言的抽象性符号化特质。“联想”是设计思维活动的关键,构成与服装设计的动因,服装设计构成形态中,通过“联想”进行设计符号的转译,最终会使服装设计产品具有深刻的人文意义。
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(三)面点的扩大或聚集形成面;线移动的轨迹形成面,线的闭合或聚集也能形成面;线移动方向的不同会形成不同的面。面是自然界中最基本的形,造型艺术中的面总是以形的特征出现,所以,“面”也可以称为“形”。在平面设计中,凡是不被认为有点线形态的都是面也是形,形状强调的是一种轮廓特征。“形”具有有定形的“形”和无定形的“形”两种,有定形的“形”和无定形的“形”具有“图”与“地”关系。“图”与“地”都是有意义的形状,把握好它们之间的和谐构成关系并运用到设计中,做出有美感的图形,才是设计师的最高境界。如图8,美国乔治斯恐龙公园标志,阴形和阳形所占的比例相当,阳形成角龙,阴形成恐龙,阴形中的阳形和阳性中的阴形,成为两个动物的眼睛,阴阳相生,相映成趣。如图9,伊瓦海滨鱼市标志,以阳形为主的标志设计,整个鱼形为阳形,中间的鱼眼部分形成图形中的阴形。如图10,北京女美术家联谊会标志,标志创意的灵感来自于画家常用的调色板和充满朝气的女性侧面头像,将两个创意图形进行叠加后,外轮廓实形为调色板,内部的虚形为女性的侧面像。整个标志采用流畅的线条与造型,虚实相生,阴阳相通,体现出现代女美术家勇于奋进、探索不息的精神风貌。)如图11,美国田纳西洲水族馆,贯通式标志,以水族馆中的各种生物形象作为创意的出发点,采用贯通式的创作手法,实形为动物的造型,虚形在实形之间贯通游走,形成流动的水泊,整个标志图形阴阳结合,恰到好处。)如图12美国萨克拉曼多动物园标志,点、线、面结合在一起,根据各自不同的特点充当画面中的视觉元素,阴阳相称的面作为图形的主要造型,面转换成曲线形成标志动物的尾巴,点成为动物的眼睛。面在标志设计中的出现使得标志更饱满,更稳重。
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色彩构成这一概念是在德国包豪斯设计学院伊顿开设的色彩基础课程上发展而来的。它是按照构成原理,将色彩按一定的关系法则去组合、调配出适合目的的美好色彩关系;是从色彩的物理性、心理性、生理性,配色原理及色彩调和等方面来进行系统的研究;是通过对具有一定形状、面积、位置关系的不同色彩之间的搭配关系,来探索色彩美的构成规律和提高色彩敏感度。伊顿主张“从科学的角度研究色彩使学生能够对色彩有一个实在的了解,而不仅仅存在于个人的不可靠的感觉水平之上”。通过这种教学,学生形成了对色彩的明确认识,并且能够熟练地运用色彩,所以色彩构成是一门理论性强的实践课。它着重于一种思维方式的视觉训练,把学生美术高考学过的视觉习惯完全洗掉,取而代之的是理性的视觉规律。
三、关于色彩构成结合各课程设计专业特点的教学研究
很多学生学习了色彩构成,了解了色彩的基本原理、色彩的混合、色彩的对比、色彩的调和及色彩与心理等知识后,能做出符合色彩构成课相关的作业。但不能把这些知识运用于实际的设计中或是运用到其他设计领域,不会主动地去思考它们之间的连贯性。因此,在教学中,除了对本身固有色彩知识的学习外,还应注重对后续学科的延展性。针对服装设计专业的特点,我们可以将色彩构成的其中一项课题作业这样设计:(一)让学生寻找杂志上的服装模特图片(或者鼓励学生自己创作素材,如用数码相机进行拍摄后打印出来),复印成高20CM,宽10CM的4张相同黑白图,然后剪下来;(二)我们给学生两组作业命题:1.色彩同类色(临近色)之间的强对比1张,以及相对应的弱对比1张;2.色彩对比色(互补色)之间的强对比1张,以及相对应的弱对比1张。这里所指的强对比是指高纯度色彩之间的对比,弱对比指的是低明度低纯度色彩之间的对比。这两组作业命题同时考验了色相、明度、纯度之间的对比关系和对冷暖鲜灰调的掌控能力。然后学生对黑白图中的模特进行服装色彩配置(这个过程中服装的式样不需要改变,只需在原有式样上搭配色彩关系),并且设计背景颜色。这一步,需要同学们注意的是,色相对比是否准确,模特与服装之间的色彩搭配关系是否协调,服装模特与背景的色彩关系是否协调;(三)色彩整体关系搭配好后,还要注重和深入细节,通过对衣服配饰、头饰、服装花纹的色彩配置的练习,达到深入画面细节的能力。
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2.培养学生对人物形象的塑造力
色彩最能体现个人的魅力、个性及审美情趣,也是最能激发其想象力和创造力的动力源泉。人们对色彩的感知会因为个人的性别、年龄、经历、文化背景、社会环境、传统习俗等方面因素而受到影响,所以色彩的心理感知也就形成了不同的层次结构,色彩的知觉过程是人们的心理与生理对于色彩的感知过程,色彩知觉的审美过程,正是人们从记忆到想象的创造性思维过程,是主观审美主体与客观审美对象互相作用的心理过程。在色彩构成的教学中,教师应引导学生深入研究色调和色彩的功能、色彩的视觉心理、色彩的采集重构组合,分析不同性别、不同年龄层次的人物特点,让色彩突出人物形象个性,展现服装风格。色彩是构成服装形式美的重要因素,了解色彩规律,掌握色彩构成原理,在服装设计中正确运用色彩,才能使服装设计锦上添花,取得更好的视觉效果。
3.训练学生对三维空间的创造力
创造力是指在现有的知识和经验的基础上,通过加工组合,进一步创造新思想、新事物的能力。运用创造力,学生可结合一些外在因素,如解构分割、排列重构等创作形式,创作出更浅析服装设计中的构成教学钟朝玲摘要:构成设计作为艺术设计理论的基础,重点培养学生的形象思维和创新设计能力,是最为典型的一门专业基础课程。多不同风格的服装。立体构成是现代设计专业的基础课程,由最简单的造型元素点、线、面在三维空间中对学生进行训练的结合体,可以使学生直观地意识到空间的存在,提高空间感,以自然的形式创造更多的空间。人体是一个天然的造型,立体构成不可能创建一个与人体的具体形状完全一致的造型,但可以创造出三维人体的结构模式。在立体构成的训练中,可以选择比较常见的材料,如,纸类材料有白色卡纸、有色卡纸、吹塑纸、牛皮纸、普通纸和皱纹纸;线类材料有棉、麻、羊毛织物;面料有棉布、斜纹布、纱;此外还有钣金、玻璃纸、塑料管;等等,只要可以使用的材料都可以利用起来。在实际表现中,引导学生先用纸张剪出一个原型纸样,黏合人体模型后,再将该模型结合服装款式的变化进行服装造型的表现,这一过程的方法是多种多样的,可采用普通的切割方法,也可以采用粘接方法,只要达到最佳着装形态即可。在最短的时间里,让设计人员在真实的三维空间内能直观地了解服装设计创意的成形效果,而不是真正制作服装,这样能减少材料的消耗,是一种简单灵活的服装建模方法。由于这一过程能产生偶发的奇趣效果,学生在获得空间感的同时也可以激发自身的创造性思维,增强空间想象力。
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(二)立体构成的运用
立体构成主要是把点、线、面、体进行组合,构成新的立体形态,它是由二维平面形态进入三维立体空间的构成表现,与平面构成既有共性又相区别。一个完整的发式造型是由前面、后面、左面、右面、顶面五个面组成的三维立体造型,运用立体空间的构成方法,结合发型的结构和轮廓变化,形成风格各异的发式造型。例如电视剧《武则天秘史》中武则天的发式设计,设计师结合立体构成空间性、轮廓不确定性、动态的稳定性的特点,完成了半翻髻发式的设计。再加上发饰的点缀,形成了空间层次分明,富有节奏感的发式造型。
二、构成在化妆设计中的运用
(一)平面构成的运用
在化妆设计上采用点、线、面等元素来完成创作是近年来的趋势,尤其是线的运用更为广泛。首先,是线粗细变化的运用。由于线具有宽度这一性质,使得它在造型中更加丰富多彩。例如在眼部塑造时,就可以通过线条的粗细变化来完成眼线的塑造,从而表达特定的化妆情绪。纤细的眼线给人以含蓄、干练的感觉,较粗的眼线则给人奔放、妖艳的感觉;其次,是线浓淡变化的运用。深浅不同的线具有不同的感情性。例如在角色化妆中,用较浅且具有变化的线来创作女性化的妆面,给人含蓄、谦虚的感觉。用较实且棱角分明的线来体现男性的阳刚之美。当各式各样的线条与艳丽缤纷的色彩搭配在一起时,会使妆容更具时尚感、性格感。
(二)色彩构成的运用
色彩是形象设计的重要元素之一,它与平面构成及立体构成共同作用于人物形象设计的创作,色彩不能脱离形体、空间、位置、面积、肌理等而独立存在。不同波长的色彩通过视觉器官,传入大脑后,经过思维,使人在生理上和心理上产生一系列的色彩心理反应。色彩学家和心理学家发现色彩能左右人的情绪,体现人的性格。在形象设计中,艺术家通常运用色彩来体现人物的性格和情感。例如电视剧《红楼梦》中“林黛玉”的化妆设计,就运用了冷灰色调的眼影色彩,来体现林黛玉“喜散不喜聚”、“喜静不喜动”的性格特点。
(三)立体构成的运用
立体构成主要在塑形化妆中运用的较多。塑形化妆是指用肤蜡、棉花、硅胶等塑形零件进行雕塑化妆造型。在造型时,要结合脸部骨骼结构运用立体构成中的半立体构成和块材构成的创作法则进行设计,如堆砌、拼接等方法。
三、构成在服装设计中的运用
服装设计是科学技术和艺术的结合体,是形象设计的一部分。由于它占人体的比例较大,因此服装设计对整体形象的把握及其重要。“构成设计是人物形象服装设计的基础。服装的平面图案设计、色彩的搭配、立体结构的把握,都在人物形象服装设计中扮演着重要的角色。
(一)平面构成的运用
作品的形态构图是通过形的分割或配置来完成,图形的分割构成运用最多的是线。在服装设计中,无论是结构线、装饰线的设计,还是轮廓线的设计都运用了线的元素。服装结构线的设计主要在省道、开刀线、褶等部位。一般运用重复构成、渐变构成、放射构成等构成形式,来表现服装造型疏密、虚实、变化的艺术美感。例如百褶裙造型,就运用了平面构成中线条的重复与放射来表现它的款式特点。
(二)色彩构成的运用
人物形象中的服装除了款式以外,色彩是最为鲜明和显眼的部分。现代服装色彩的构成,更多地考虑色彩艺术与服装材质、款式地结合。而人物形象设计中的服装设计更注重色彩构成中的色彩个性与人体肤色、人物性格、故事节的融合,传达人物的某种思想、情绪。例如影片《两个人的芭蕾》中的人物形象设计,倪萍饰演的德贵家的服装基本采用带格的冷灰色调,来体现这一家人所处的时代。而女儿所有的服饰都是红色调。运用这样的色彩主要表现人物追求芭蕾梦激情。通过这样的服装色彩构成,推动影片的情绪。
(三)立体构成的运用
立体构成中的半立体构成、线材构成、面材构成、块材构成都会被运用在服装设计中。半立体构成主要在服装表面的肌理制作中使用,如缉缝、抽褶、雕绣、镂空、植加其他材料装饰等方法,都会给服装带来独特的立体感觉。线立体构成和面立体构成都是利用材料,以重复、渐变、扭转、面层和面群排列构成形式,使服装立体造型具有虚实变化的空间层次。如文艺复兴时期的拉夫领造型。块材构成主要是突出服装体积感的表现,如堆砌、拼接等方法。
四、构成对人物造型的影响
充分掌握构成设计的规律,通过构成在发型设计、化妆设计以及服装设计中的合理运用,塑造更贴切的人物形象。随着社会的发展,构成在人物形象中的应用也有了越来越多的变化。构成在人物造型中的运用,具有很强的表现力,对构成设计的深入学习,利于把握人物形象的创作方式,使构成在人物形象设计中发挥出更好的作用。
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线在几何学意义上是一个看不见的实体,没有粗细之分,只有长度与方向。简练的线条清晰明快,繁杂的线条给人混乱模糊的印象;淡而柔的线让人感觉轻松活泼,舒展飘逸;浓而刚的线结实、朴素、浑厚。线的内涵功能在于线给人以运动、力量和速度等主观感觉,各种线的内涵均表现为不同的性格与表情。
面是由于线的移动而形成的,面的移动产生立体。面的形式有几何形、组合形、偶然形成的面等,各具有不同的内涵。几何面给人以明朗、庄重、规范、简洁的理性感受;有机形态的面,亲切、圆润、富有弹性,带给人一种充满生命活力的印象。组合形由两个相同或相异的形连接,重叠或分离后组成,内涵语义较丰富,会产生各种不同心理认知。
构成元素是动画构图的重要组成,在画面组织上具有极大的造型概括力,能将画面中复杂的内容归纳得简练、有序,这样能够直截了当、明确清晰地突出画面的主要意义和隐藏的含义。构成中的点、线、面关系同样是动画构图中的重要组成元素。例如,在大全景的动画设计,其中的建筑群或天空我们就可以看作是面,角色人物和交通工具等可以看作是点,路灯绿植树木等就可以看作是线。如果是中景拍摄表现空旷的场景和孤独的人物,那么其中的角色人物就是面的关系;地平线就是线的关系;远处的小景、植物、动物就是点的关系,而场景中所有这些元素都随着画面的运动而不断交替变化。在动画制作中,如能流畅恰当地运用这种关系进行镜头画面调度调整,能让动画画面更加活跃。
这些动画设计的基本规律是以图形中各种点、线、面的关系在画面中不断地运动变换位置,而产生空间感和动感的画面效果。如果加一些辅的电脑特效,画面将变得更饱满和谐、绚丽多彩,这就是平面构成在数字动画设计运用的一种典型例子。线与面的结合运用是动画设计表现最多的元素之一,线条的韵律运动配合音乐的节奏使得画面丰富多变、动感十足。动画影视画面的线条运动能引导观众的视线走向,也是转换镜头与变换画面元素切合点常用的手法。
任何动画作品中的形态都是由这些基本的形式构成的。动画造型的塑造主要是以体的形式存在,动画角色造型的各个局部,点、线、面都在动画设计的外延功能和内涵功能方面起着重要的作用。在动画角色造型外延功能方面来看,这些元素构成了动画作品最直观的视觉特征,是具有实用功能的;而从内涵功能方面来看,这些元素都是构成动画形态符号的主体,具有象征意义。
无论是平面的、三维的、写实或者写意的动画造型都是由这些基本点、线、面、体构成的,它们通过不同的组合搭配,塑造出了形象生动的动画视觉形象,又向外界传达着其动画作品特有的文化价值并被观众所认知。动画设计中,构图配置了画面场景、角色造型的比例、安排画面中的点、线、面等元素,这些让画面更丰富有趣,强调了动画的焦点,是表达动画主题思想和体现艺术美感的重要手段。从具体的角度来说,动画画面是由角色、场景、道具组成的;而从抽象的构成角度来看,这些画面是不同造型的点、线条、面、光影和色彩,把这些元素合理得当地组成所要的画面,这种构图的方法就是构图的形式美法则。我们所知道的形式美法则—变化统一、对称平衡、对比调和、韵律与节奏等讲的都是同一个道理。一部动画画面的构图与景别是相互联系的,在一部动画作品中,镜头画面不是单独存在、毫无关系的。完整的动画画面构图是由一系列颇费心思的构图组合形成的。在一组画面中,每一个画面都有承上启下的作用,让每一帧都息息相关;然后利用画面构图的关联性,运用重复、变异等手法,连接每组画面,利用元素延展引起下一个画面。
平面构成是在形象思维与逻辑思维方式引导下的造型形式和设计思维的训练。在大自然中、在日常工作生活中、在休息娱乐中,都包含有点、线、面关系,是我们动画设计中,构图形式美感的一个重要源泉。在进行动画构图设计时,要利用我们在平时积累的经验,整理归纳和选取动画场景画面的各个个体之间的关系,通过特殊手段,提炼出有用并且可以让动画角色造型更夺目的构成元素。动画设计创作,就是要善于运用我们所想到和看到的各种点、线、面关系来再现和创作画面的视觉形象,创造出有吸引力的动画画面。
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报刊杂志的版面设计与广告设计有着很大的区别,更多是为了内容服务,换言之,版面设计应该服从于表达需要,要努力在报刊杂志传递信息和读者接受信息之间实现平衡。一定空间内信息量太小,主办方的传达意愿受到压抑;信息量过大,容易对读者造成压迫性。传统报刊杂志版面设计理念中,主办方更注重在有限的版面中传递更多信息量,不仅文章篇幅冗长,版面设计也较为拥挤,挤压感强烈,给人一种很压抑的感觉。现代社会中仍然有个别报刊杂志为了达到某种视觉效果,将版式设计的花里胡哨,各种对比鲜明的色彩、线条充斥其中,由此传递出的信息量杂乱无章。而根据美国心理学家一项研究报告显示,过多的信息量会导致人们无所适从,产生审美疲劳,感觉麻痹;严重的甚至会做出应激性反应,转向自我封闭。其实根据生活常识,版式设计并不一定要以繁杂为最上选择,那些简单的设计能有效消除读者的审美疲劳,反倒更能吸引大众的眼球。当然,简约不等于简单。简约主要体现在线条是否流畅、色彩是否明快以及装饰是否简单明确,而不在艺术设计时的风格繁复和视觉挤压。如何在充分保证编辑表达意愿和让读者更好地接受信息之间保持动态平衡,是进行艺术设计时考虑的核心问题。以《渤海晨刊》为例,此报于2007年6月底由四开大报改为八开小报,不仅版面增加,内容上也更加丰富多彩,贴近民众。在设计理念上,表现出明显的简约风格。该报所有版面都有一个固定版面模式;整版分为左右两部分,其中左栏单辟,形成纵向挺拔之势;重要稿件标题字体为超粗黑,图片顶版横贯至右,如有征稿启事之类,可单辟一栏,造成大两分中的小两分;各版根据内容差异,制作不同细节。整个版式设计清新明快,简约醒目,取得了较好的视觉效果。
3、稳定性诉求
随着时代的发展,大众的审美趣味总是在发生变化。作为和大众接触最为频繁和密切的平面媒体,各个报刊杂志杂志应该保持高度的敏感度,根据自身办刊原则和办刊方向,与时俱进,不断调整自己的版式设计,以期迎合大众口味。但这里要注意一个问题,调整和变化自然有其必要性和合理性,却不能为了调整而调整,为了变化而变化,更不能不顾稳定性盲目持续变化。某些刊物或报纸的忠实读者可能会在几年甚至十几年的时间里对其保持高度关注,这就意味着这些读者在长期的阅读体验中,已经形成了稳定的阅读习惯。编辑切不可轻易对这些报刊杂志的封面、题字、板式结构以及栏目摆放设置进行调整变动。相反,应该利用规范严谨的版式树立起自己简明的视觉形象识别,培养、引导读者的阅读习惯,让他们对该报刊杂志形成高度品牌认同。如果考虑调整版面设计,一定要慎之又慎,拿出成熟的改变方案,进行充分理论论证的基础后循序渐进,先从局部、小处着手,在保持整体风格不大变的基础上慢慢调整。如果改变的幅度太大,完全超出受众的心理期待,会让这他们心生茫然无措之感,不但不会接受这些调整,还会产生排斥心理。这样就适得其反了。
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色彩分为光色和物体的颜色,光色是由各种各样的单色光组成的白光,光与色密不可分,没有光物体就会黯然失色,正如美国完形心理学家阿恩海姆所说:“没有灯光的统一力量,我们的眼睛只能察觉物体是什么,而不是它表现的是什么。”无论是自然光还是人工光源,当它与物体颜色融合后均能产生远超乎人们想象的效果。按照现代色彩学对色彩的分类,色彩分为无彩色系(即黑与白)和有彩色系,有彩色系中色彩具有三个固定的属性:色相、明度、纯度或饱和度。色相起源于以彩虹色顺序排列的可见光谱,明度即色彩的深浅关系,纯度或饱和度是指色相的色性强弱。色彩有三原色,分为色料三原色和色光三原色,色料三原色(红R、绿G、蓝B)实际是色光三原色(青C、品红M、黄Y)的补色。三原色中任何两色调和而成的间色与另一色则为互补色或补色(即色环中直径两端的色)。色彩也可按照色相划分调子,暖色(红、橙、黄)属于高调色彩,绿色属于中调色彩(遇暖则暖,遇冷则冷),冷色(青、蓝、紫)属于低调色彩。色彩可以进行加色混合或减色混合,也可以并置混合(即视觉混色),还可以进行不同色彩搭配,其作用的结果是影响或改变了我们的空间感觉(大小、形式、方位),营造出各种空间氛围。空间配色基本分为两种方法,即单一配色和互补配色。单一配色指在原有空间主色调基础上只运用一种色系的变化,例如,浅黄、深黄;互补配色指用互补的颜色产生视觉平衡感,例如,红与灰。照度和亮度是室内灯光设计首先要考虑的两个主要因素,除此而外,光的色温及演色性也是十分重要的因素。演色性是指光源对物体色的显色现象,不同色温的光源照射在同一颜色的物体上颜色会产生很大差别。色彩与灯光的相互作用不能简单地按照加光混合原理,即物体颜色与灯光颜色的加法混合,应该考虑其演色性。例如,自然光下的黄色物体在普通白炽灯下变成带橙味的黄,而在荧光灯下黄色系列基本无变化。现代化的技术手段为我们进行色彩与灯光搭配提供了很好的技术支持,不仅可以制造出各种灯光色彩和灯具型式,而且可以满足患者对个性化的需求,例如,美国Nemours儿童医院病房变换的灯光,不仅照度可调,而且颜色可变,患者可以根据不同的时间、不同的心情随时调节自己所需要的灯光色彩。乳白色的墙面,局部绿色的墙面,鹅黄色的座椅,湖蓝色的沙发,可在七种灯光色彩的变化中营造出不同的意境,温暖人心,对患者的康复治疗发挥积极的作用。
三、病房的色彩与灯光
目前国内新建综合医院的普通病房一般采用类似宾馆式的布局,标准间建筑面积约为30~35m2一间(包括卫生间),病房的主要功能是康复、治疗、生活等。病房的色彩(包括室内相关的设施及物件)与灯光的设计不仅要考虑营造家庭的温暖感,使患者能习惯于医院的治疗环境并安心治病,同时要方便医务人员的工作,减轻视觉疲劳,有利于配合辅助治疗。
(一)病房色彩
病房的面积不大,功能相对简单,房间内物件较少,因此整个空间的色彩构成不宜复杂,应主要做好主色调的确定、色彩对比与面积及位置的关系、色彩混合及色彩平衡等因素。病房的色彩调子应采用暖色调或中间色调,例如,浅黄、米色等,但如果在南方较热的地区也可考虑采用冷色调,例如,白色、浅灰色。根据问卷调查,有60%以上的患者认为,病房的色彩采用暖色调的浅色会令人感觉更舒适。病房色彩的确定首先要考虑色彩调子的协调统一,不仅是与医院的整体色调,而且房间内部空间也要协调统一。其次,应该根据病房服务对象的病兆以及年龄、性别等因素依次确定病房的色彩层次,即背景色、主体色和重点色。背景色指大面积的墙面色彩,能够对房间内其它物件起衬托作用;主体色指在房间内占有“统治”地位的家具、门窗、窗帘、床单被罩、多床间限定个人领域空间的围帘等;重点色指医疗带、装饰画、植物等,甚至患者的病号服。见国内外病房空间常用的色彩调子及搭配表。
(二)灯光布置
病房灯光的主要功能有普通照明、治疗检查、阅读、夜间照明等,布置灯光时要避免对卧床的患者产生眩光,同时要营造出居家的温暖感。病房可采用的照明方式有直接照明、半直接照明和间接照明等,可采用的光源类型有白炽灯、荧光灯、LED灯。值得一提的是,LED灯的技术近几年发展成绩可喜,可以满足医院各个部门对照明的不同需求,只是目前价格稍贵,但从长期的综合效益看,值得广泛应用。病房的灯光布置一般采用3个层次:直接式照明或半直接式照明,灯布置于顶棚;辅助式照明,灯布置在病房入口处墙壁或顶棚,或踢脚线处(夜间照明);集中式照明,灯布置在床头或医疗带的卡槽内,用于阅读等。病房的灯光显色性要好,白炽灯的显色指数Ra接近100,日光色荧光灯80-94,白色荧光灯75-85,LED灯显色指数最高可达95。综合考虑各种因素,建议病房采用以下照明方式以便能与房间的色彩进行搭配产生较为理想的室内效果。优先选用显色性高的LED灯作为直接式照明或半直接式照明,其次是日光荧光灯,选用白炽灯作为辅助式照明,可调LED灯作为集中式照明。
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项目化教学作为近年来职业教育院校教育教学改革的热点,是按照企业、行业调研分析,围绕相应工作岗位技能的需要确定工作任务,按照工作过程来选择和组织教学内容,师生通过共同实施一个完整的项目工作而进行的教学活动。《采购实务》项目化课程设计是以采购业务为载体,以完整的工作过程为行动体系总体设计要求,按照以就业为导向、以能力为本位、以学生为主体、以职业实践的主线,通过任务驱动构建的课程项目体系。
3《采购实务》项目化课程改革的实施
3.1明确课程地位和培养目标
采购是物流生产企业的核心环节,《采购实务》作为物流管理专业的核心课程之一,在物流管理专业课程体系中起着非常重要的作用。课程以职业能力培养为重点,目标是为生产企业、商贸连锁及经营企业的采购部门培养熟练掌握采购流程的人才,树立现代采购与供应管理理念,掌握采购议价策略与谈判技巧,获得供应商信息调研、采购比价、采购执行、货物检验、订单制作等各项技能,通过工学结合、校企合作方式培养学生良好的职业道德、专业技能和可持续发展能力。
3.2课程改革思路
《采购实务》课程在课程设计中,通过对行业、企业调研,了解市场对人才的需求,邀请企业专家、技术骨干一起对采购岗位进行职业分析,以人才需求为导向,以岗位技能要求为依据,制定课程标准,重构课程内容,教学过程重视学生职业素养的训导,强化学生的安全、质量意识和职业道德,精心选取典型工作任务,形成采购管理与组织的认知、采购前准备、采购过程组织与实施、采购后管理四个具有职业性特点的教学项目,积极引入现代企业管理的运作模式,采用多元化的评价标准和考核办法。通过本课程的教学,使学生熟悉采购流程,树立现代采购与供应管理理念,掌握采购议价策略与谈判技巧,获得供应商信息调研、采购比价、采购执行、货物检验、订单制作等各工作环节的岗位技能,从而在未来职业发展中,获得较好的岗位能力提升。
3.3课程改革的组织与实施
《采购实务》课程改革的实施过程中引入助理物流师职业资格标准,紧紧与采购工作过程相联系,以采购流程典型工作任务为驱动,让学生掌握真实采购工作过程和方法,以达到相应的知识目标和能力目标,这种项目化的教学模式不仅可增强学生的综合实践技能,而且可加强学生的实际工作能力。
3.3.1课程内容的选取。
在实施课程项目化改革的过程中,《采购实务》课程团队从培养学生的职业能力标准出发,将课程内容与工作过程紧密联系,根据典型的工作任务设计出采购管理与组织的认知、采购前准备、采购过程组织与实施、采购后管理4个项目10个工作任务。
3.3.2教学方法与手段的改革。
(1)项目驱动教学方法。
在《采购实务》教学组织中,根据四个教学项目的特点,按照课程任务驱动的教学方法来组织,教学过程以学生为中心,教师进行引导、讲解和评价。在项目实施过程中,以每个任务为引导,若干个学生组成小组,相互配合完成相应任务和最终项目。如在组织采购谈判计划与实施任务中,由教师布置谈判条件和谈判目标,由小组同学共同运用一定的谈判技巧和专业知识来实现相应的目标,这种教学模式不仅调动了学生的学习积极性,提高了学生的学习效果,而且还培养了学生协调、沟通、领导和组织能力,增强了团队合作能力。
(2)情境教学法。
根据采购实务课程的教学内容,充分利用学院物流实训室的采购软件,让每组给小组成员分配不同的岗位,共同完成相应的教学任务,如采购计划的制定及实施,通过情境教学完成教学内容,增强了学生的学习兴趣,同时,学生的素养也得到了锻炼。
(3)现场教学法。
课程创新了教学模式,利用已有校内实训条件,把课堂教学和现场教学结合起来,实现既定的教学目标。如在讲授采购计划的编制时,如果教师仅单纯地介绍计划的编制方法,则学生无法动手操作,此时若借助采购实训软件,对采购计划的编制方法进行演示,让学生形成较好的直观印象,后由学生自己动手完成计划的编制,学生便能深刻体会并熟练运用多种不同的方法。
3.3.3教学考核与评价。
课程教学考核与评价改变了原有的单一评价体系,将过程考核和结果考核相结合,课程的学业成绩由期末考试成绩、项目考核成绩和平时表现综合而成。期末成绩内容以知识够用为度,强调专业技能,主要侧重考核学生分析问题和解决问题的能力,同时兼顾考查学生对知识的掌握程度;项目成绩从知识、技能、素质三方面考核,考核方式为实训考核和平时表现相结合,每一个项目结束后由学生自评、学生互评和老师评价相结合,形成每个项目的成绩,根据项目的难易程度,定出每一项目的权重,所有项目完成后,得到过程考核成绩;平时表现侧重考察学生的学习态度,用以督促学生认真学习和训练。
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1建筑信息模型技术简述
建筑信息模型技术,也就是BIM技术,是以三维数字技术为基础,集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型,实际上就是用三维数字对工程项目实体、设计和性能的一种表达[1]。通过建立系统完整的信息模型,把项目工程的生命周期内,每个阶段的各项数据、信息、资料进行连接,从而完整的来表述工程项目。并且该模型会随着项目进展不断的深化和改进,有利于工程项目项目设计设计的更加合理、科学,有利于提高解决实际问题的效率,从而更好地保证工程项目的质量。建筑信息模型技术,与传统的技术相比较,具有一定的优势和特点,如:信息完备性、信息关联性、信息一致性、可视化、协调性、模拟性、优化性等,这也是建筑信息模型技术广泛被应用的重要原因。
2地下输电工程结构设计的缺陷和不足分析
在以往的地下输电工程结构设计中,主要采用传统的设计方法,存在着一定的缺陷和不足[2]。地下输电工程一般处于地下,工程项目的规模和空间跨度都很大,输电系统中各个组成部分较为复杂,如,工作井的数量较大,地质环境差异大,排管的布置也具有一定的差异性,荷载也会随时发生变化等。应用传统设计方式,主要是先对地下输电工程系统的具体功能进行分析,然后对地下输电工程结构的外形和尺寸进行设计,再以设计图纸为依据,利用结构设计软件,进行建模计算,最后对施工图纸进行设计。由于地下输电工程处于发展之中,这种传统的设计方式已经不能很不好的满足工程发展的实际需要,在结构设计中也出现了一定的问题。(1)地下输电工程中,工作井数量相对较多,而且每个工作井的实际功能和具体的边界条件具有很大的差异性,在工作井的外形和具体尺寸设计上,就需要区别对待,分别设计,绘制的图纸数量加大,设计工作量也很大,在对结构进行计算时,需要利用相关软件建立多个模型,这样,建模和绘图的所占用的时间非常多,工作效率非常低。(2)修改工作量大,较为困难。在地下输电工程结构设计中,如果相关某个数据发生变化,需要改动,那么模型计算和绘图工作就要重新进行,工作量非常大,修改不方便。(3)设计管理困难,计算结果缺乏准确性。由于地下输电工程结构设计图纸和模型较多,而且具有一定的相似性,很容易发生数据混淆的情况,导致计算结果的准确性降低。
3建筑信息模型技术在地下输电工程结构设计中的应用分析
3.1Revit与建筑信息模型技术结合建立参数化的工作井模型
在地下输电工程结构设计中,应用Revit系列软件,利用建筑信息模型技术建立起具有一定参数信息的工作井模型。成为一个系统的信息数据库[3]。并且根据工程结构设的具体情况,根据工作井的具体涉及要求,进行修改,从而完成工作井模型设计。首先,工作井的设计内容主要是外形尺寸,每个工作井的区别都集中在接口的大小和位置上,除了长宽高等结合数据上的不同以外,还有一些其他方面的差异性,如:防水等级等,都是应用建筑信息模型技术需要的具体参数,通过修改几何参数建立工作井的模型,再与非几何参数结合,建立一个统一的数据库。其次,要在Revit中建立建筑信息模型族库,要应用结构选项卡下的构件,能够掌握结构分析时的数据信息,结合实际需要,合理选择具体的构件后,再把相应的材料、尺寸等具体的参数输入到构件属性的面板中,再把这些参数通过接口传输到Robot中。然后合理放置构件,根据具体的要求生成参数驱动模型。对于工作井来说,主要的构件就是梁板等,要在墙上开洞口,把排管连接好,选定合适的构件,对工作井的模型族库进行准确组装,然后在把所有类型的信息添加进去,生成工作井模型库。
3.2把输电工程结构模型正确导入
Robot在工作井的建筑信息模型建立完成后,要进行检查确认无误后,应用相关接口,把模型的数据信息导入到Robot中,涉及到的主要信息参数有:计算后的结构材料,尺寸信息,荷载等。导入完成后,要在Robot中对模型进行及时更新。对于工作井的建筑信息模型中的各个信息,要保证Robot软件能够完全识别[4]。如果在检查中,发现模型有不合适的地方或者不够合理,要进行及时修改,在发送到Revit中,还要及时查看发送报告,确认信息数据在传输过程中没有发生错误。
3.3对输电工程设计结构进行准确计算
在应用建筑信息模型技术对输电工程结构进行设计时,需要对设计的结构进行计算,结果准确与否,直接关系着设计的质量[5]。Robot就是用来计算的软件,主要是采用有限元算法,对模型的进行动态分析,弹塑性分析等,最后得出计算结果,并且应用表格等把结果的数据输送出去。在实际计算中,只需把Revit中已经设置好的信息全部导入到Robot中,就可以直接对结构进行计算,无需模型修改等,计算效率非常高,而且结果准确。Robot在计算结构时,会提供多种形式的网格控制方法,不仅能够计算出内力,还能够针对不同的设计范围和具体的参数进行结构的计算,如:混凝土结构的配筋等,都可以准确进行计算。在地下输电工程结构设计中,主要是根据模型的实际情况,合理选择网格尺寸和控制方法,结合所有的参数信息进行结构的计算,保证计算结果科学准确,从而提高地下输电工程结构设计的规范性和准确性,有力的保证了工程的质量。
4结论
综上所述,在地下输电工程结构设计中,应用建筑信息模型技术,是输电工程发展的必然趋势,也是科学技术进步的具体表现。通过采用合理的应用方法,打破传统设计的弊端,减少了工作量,提高了设计的效率和质量,地下输电工程的发展具有重要意义。
作者:胡能萍 汪欣 单位:江西省电力设计院
参考文献
[1]陈明,史健勇.建筑信息模型技术在地下输电工程结构设计中的应用[J].工业建筑,2016,12:196~200.
[2]牟茗.四维建筑信息模型技术研究[D].北京林业大学,2013.
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1城市道路工程的路面结构设计
城市道路工程在进行路面结构设计之前,需要重点研究城市道路,深入分析城市道路的实况,进而才能真实的设计出路面结构的方案。设计人员要选择有代表性的城市道路进行研究,路线、路段需属于典型城市道路,由此才能提升路面结构的设计水平[1]。路面结构设计时,按照《城市道路路面基层施工技术规范》中的要求,提前选择一定年龄的路面,约3年或以上年龄,调查路面的性能状况,尽量包含不同类型的路基结构,所以针对城市道路路面结构设计的调查工作,提出三点要求。第一,路面结构设计和调查的过程中,需要反馈不同调查路段的具体情况,特别是城市道路的修建水平,以便优化方案的设计,进而为路面结构设计提供详细的依据。第二,掌握道路路面结构设计部分的土基实况,尤其是强度等级、回弹模量范围等项目内容,各项参数之间的关系如表1所示,促使设计人员掌握路面设计中的各项要点内容,有效控制路面结构设计中的影响因素,一方面控制结构设计时的沉降,另一方面优化路面的设计过程。第三,根据路面结构设计的要求,确定结构的设计类型,维护路面设计组合的优质性,以免路面结构工程中出现误差,体现设计的科学性。
2城市道路工程中路面结构的方案设计
2.1设计原则
设计原则是城市道路路面工程中的主要部分,专门用于约束路面设计,确保路面设计的规范性[2]。例举路面结构设计的原则,如:(1)站在经济、技术角度上分析城市道路路面的整体设计,改进方案中的不足点,选择最优的结构设计方案;(2)路面结构材料的选择,必须考虑到城市道路所处的环境,包括交通环境、气候环境等,有针对性的选择路面材料,维护路面结构的稳定性;(3)设计人员着重分析沥青的面层结构,在质量、力学等方面评价路面结构设计,为路面结构提供优质的级配方案,强化路面的结构;(4)路面结构设计中,设计人员要遵循环保、节能的原则,既要保障城市道路的质量和性能,又要落实相关热的原则。
2.2结构材料
结构材料是路面结构的一大设计因素,需依照城市道路工程路面的设计实况,挑选恰当的结构材料。以某城市路面结构设计为例,该工程是城市路网的重要组成部分,总长0.72公里,宽30m,分析其在主要材料上的选择方式。如:(1)面层材料,分为上、中、下三部分,均以沥青材料为主,该路面结构设计,按照常用沥青的级配,合理分配其在不同面层部分的应用;(2)下封层材料,用于加强面层、基层的连接,防止相连层面发生侧滑,该工程将改性沥青做为吸收膜,降低侧滑的发生机率;(3)基层材料选择,该工程通过试验分析的方式,选择基层强度的指标,以指标为基础选择可用的材料,以水泥稳定砂砾此项材料为根本,逐步提升基层结构的密实性强度和刚度,保障路面设计材料的科学使用。
2.3设计方案
2.3.1新建路面结构的方案设计。城市新建的公路工程内,路面设计新可分为4个部分,分析如:(1)主线行车道设计方案,其为新建道路路面结构设计中的主要部分,按照城市道路的要求,主线行车道的不同层面,使用了不同的混合材料,以混凝土为主进行分析,新建路面的上面层部分,使用改性沥青混凝土,厚度为5cm,同时使用75cm的应力吸收膜,中间结构选择中粒式沥青混凝土,保持4~6cm的厚度,下方厚度要大,基本可以设计为8cm,材料为粗粒式混凝土,用于稳定路面的结构基础,其中基层要求达到30cm,垫层也要达到30cm厚度,具体厚度依照实际情况分配;(2)地面铺道行车设计中,仅仅分为上下两部分,取消了中间部分的设计,上方设计5cm的细粒式沥青结构,下方可以根据实际情况设计,一般为5cm的粗粒式,基层与垫层的厚度保持30cm;(3)非机动车道设计方案内,分为20cm的垫层,采用天然的砂砾材料,基层厚度控制在20cm,选择含有5%水泥成分的砂砾,而且砂砾材料要具备足够的稳定性,防止影响基层的结构性能,面层厚度为4.5cm,路面结构的全部非机动车道的结构厚度,不能超出44cm;(4)人行道的结构设计方案,与非机动车不同,面层同样需要分为上面层和下面层,使用材料为:预制混凝土透水砖、水泥砂浆,厚度是7cm、4cm,基层、垫层及非机动车道结构设计中,材料一致,厚度范围是15~20cm。
2.3.2改建道路路面结构设计方案。城市道路工程中,存在部分需要改进的道路,同样需要设计路面结构。一般情况下,城市道路改建道路路面结构设计时,涉及到结构翻挖、结构挖除的情况,需要先处理旧路面的结构,再实行新路面结构设计[3]。分析需要修改建设的道路,其在路面结构上的设计方式,如:(1)吸收膜结构,根据修改要求,分为基层、底基层两个部分,基层厚度30cm,底层按照实际情况设定;(2)车行道结构,下方部分的设计厚度是7cm,材料粗粒式沥青混凝土,上方结构4cm,材料细粒式混凝土,上、下面层的相互稳定,划分为两层施工,材料为砂砾,底基层厚度30cm,选择天然砂砾,用于确保底基层的稳定性。
3城市道路工程中路面结构设计的注意事项
城市道路在路面的结构设计项目上,还要考虑到工程指标的差异,特别是城市自身规定与国家规定的差别,其中各项设计指标均有细小的差别,应该遵循路面结构设计的实际情况,由此才能保障结构设计的真实度。不同规定中的设计指标,对路面结构设计有一定的限制,所以设计人员综合分析设计指标,按照城市道路路面结构的设计需求,选择可遵循的指标项目[4]。除此以外,路面结构设计中,还要注意试验路的铺筑和养护,以试验路为标准,落实路面结构的设计方案,严格遵循结构设计的方案要求,落实设计要求,最主要的是依照试验路的设计方法,完善路面结构的具体设计,尽量避免出现不良的影响因素,强化城市道路的路面结构,进而提升城市交通的安全水平,保障路面通行的良好性能。
4结束语
道路路面修建工程中,提高了对结构设计的重视度,根据道路路面的基础特性,如:强度、抗滑、耐久性等,都需合理的设计路面结构,改善城市道路的特性,最主要的是保障城市道路的稳定与安全,全面体现路面结构设计的优点,防止干扰城市的车辆通行。路面设计过程内,必须依照城市道路的实际情况,安排规划设计的工作,提升城市道路的设计能力。
作者:崔君 单位:苏州市晓阳市政建设设计有限公司
参考文献:
[1]崔永日.浅析半刚性城市道路路面结构设计[J].才智,2011,36:225.
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供料机构是为秤体加料这种需求而设计的。其底部是加料闸板,向秤体加料时,闸板首先由全关状态变为全开,当加料量达到足量的百分之八十左右时,关闭,但不是全关,其关闭程度是使闸板的边缘的豁口继续漏料,以细流补充不足,当秤体内的物料的重量达到期望值时,闸板进一步关闭,达到全关的位置。由全开到全关的两个过程,是靠两个气缸对顶串联的方式实现的,全开时两个气缸全部伸出,当加料量达到足量的百分之八十左右时,串联的两个气缸中行程较长的气缸收缩,完成进料时,较短的气缸,再收缩,完成一次测量的全部加料。这种结构中的存料部分,即插板以下进料闸板以上的部分,储料量应为供料量的百分之七十到八十。只要将此部分加人到秤体内,就可以关闭粗门开始细料流的控制,因此可以减少时间,提高称量速度。
3卸料机构设计
将底门设计成对称的两扇门,其动作由气缸伸缩来控制,以实现关闭和打开动作。气缸是经过改造了的。将两气缸的缸体对顶安装成为一体,两端的阀杆在气源的作用下同时伸缩,将这种组合气缸水平安装于秤体的侧面,当其伸缩动作时,在水平方向上不产生位移,实现了对称运动。克服了秤体的摆动,确保了测量的快速性。并形成专利,并由中华人民共和国国家知识产权局颁发了实用新型专利证书,专利号ZLO32026862。结构示意见图l底「1(卸料翻门)的搭口结构保证了在称量粉类物料时也不会出现漏料现象。,‘仕楠件/‘;县;本图1结构示意图1石结构优化设计二•二。”,小。二结构优化设计主要体现在对物料人口及出风口面积的匹配设计、供料箱结构尺寸的合理选择、供料翻门一门实现粗流、细流两种功能的设计、卸料翻门搭口结构设计、实现供料及卸料动作的机构设计等。所有这些优化保证了整机的优良胜能。称重精度为0.巧%;称重速度为1000袋/小时(单秤);采样速率:25000次/秒。
4技术特点
儿3000型自动电子计量秤的称量精度达到0.巧%,速度达到1000袋/小时(单称),并提高使用寿命达到2年免维护,并实现自动标定。称重出厂合格率达到100%,满足国家标准的要求。JL3000型自动电子计量秤结构优化设计与应用,并将此发明应用在大庆石化公司塑料厂、大庆石化公司化工三厂成品包装线上使用。经实际运行证明,称量精度高,称重速度快,无漏料现象,这些结构优化设计,保证了整机性能,效果好实用性强。
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满应力设计是通过划分结构设计区和选择关键元的方法实现的。设计区中包括若干个有限元件,从诸元中选出有代表性的元件作为关键元,只对关键元进行强度比再设计。计算时可将结构分为设计区和非设计区。每个设计区受一个变量控制,通过再设计得出各设计区中诸关键元新的尺寸A(k)ij后,再从中选出最大的作为该区的统一变量D(k+1)ij(i∈某区,j∈该区的关键元),然后考虑最大、最小变量约束,再进行下一轮迭代,这就是通常所说的结构元件尺寸(A)与设计变量(D)之间的耦合关系。对非设计区,将不指定关键元,在设计中该区元件尺寸不作改变。
满应力设计的初始设计值取工程估算法估算的初步值,设76个设计区、646个关键元、164个设计变量。表1给出了满应力设计结果。结果表明,经7次迭代收敛,结构质量明显下降,结构减质量24.478kg(14.3%)。经过满应力设计后,各设计区尺寸得到调整,主要体现在缘条面积下降(有的还退回最小限),蒙皮局部厚度增加,总体分布合理。
数学规划法优化设计剪裁
在满应力设计的基础上,用数学规划法进行多约束优化设计,获取满足各种设计要求的最终设计,具体来说是将优化设计归结为求解下述数学规划问题:寻找一组设计变量其中:(fX)为依赖于设计变量向量X的目标函数;gj(X)为性状约束函数;xLi和xUi分别为设计变量xi的下限与上限;m表示设计变量数;n表示约束数。进行数学规划法设计首先要确定约束限,需要把满应力设计结果值返回分析模型,根据再分析结果确定约束限。这里考虑把主翼盒设计成强缘条薄蒙皮的结构形式,初始141.23kg的结构质量也可以接受,因此将满应力设计结果值返回时,局部调整设计变量的下限,使缘条面积不再下降。结构进行再分析,计算结果为:U245653mm,f16.8Hz,η0.81,vF252.3m/s,W141.23kg。
从满应力设计结果,结合结构质量要求、强度要求、以及颤振包线,最终规定出数学规划法设计的约束限为:1)位移约束1个,翼尖后缘点的Y向位移值U245≤628mm;2)振动约束1个,f1≥6.9Hz;3)静弹约束1个,内、外副翼俯仰效率η≥0.815(Ma=0.8,13km);4)颤振约束1个,vF≥300m/s(海平面)。
数学规划法设计设有50个设计区、122个设计变量(设计区为主翼盒段的上下蒙皮、纵向梁缘条和梁腹板)。表2给出了在位移、振动、颤振约束下的最小结构质量设计结果。可见,经4次迭代后,全部满足约束条件,结构质量仅增加10kg左右,而位移降低72.3mm,颤振速度提高了47.66m/s(占18.9%),充分表明优化设计后结构效率明显提高。多约束优化变量收敛后,从优化尺寸分析看,内外翼转折部蒙皮的±45°和0°铺层厚度都明显增加,这种尺寸分布可以提高结构的弯曲和扭转刚度,对综合满足多种约束条件有利。为进一步说明±45°、0°和90°铺层比例对结构弯曲和扭转频率的影响,详细分析了在相同铺层厚度的情况下,机翼振动、颤振特性随蒙皮不同铺层比变化情况,见表3。
表3中f1、f2、f3、vF分别对应结构的一弯、二弯、一扭频率和颤振发散速度,可以看出,在相同铺层厚度的情况下提高±45°铺层比例,可有效提高结构的扭转频率,从而提高结构的颤振速度。