第一篇：材料感覺特性在產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用案例

材料感覺特性在產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用案例

案例一：swan chair

Swan chair—1958年由丹麥設(shè)計師雅各布森所設(shè)計，其外觀宛如一個靜態(tài)的天鵝，線條流暢而優(yōu)美具有雕塑般的美感，在制造技術(shù)上十分創(chuàng)新，椅身由曲面構(gòu)成，完全看不到任何筆直的條，椅身為合成材料，包裹泡綿后在覆以布料或皮革，表現(xiàn)出雅各布森對材質(zhì)應(yīng)用的極致追求。一次性成型玻璃鋼內(nèi)坯，四星亮光鋁腳，表面拋光處理，拐彎處順暢，光滑不留痕跡, 椅子可以360度旋轉(zhuǎn)。皮革包裹給人柔軟，感性，浪漫，手工，溫暖的感覺，用鋁做成的支撐具有金屬光澤給人堅硬，光滑，理性，現(xiàn)代，科技，放心的感覺。

案例二：雛菊

雛菊—設(shè)計師阿爾比尼1950年的作品。雛菊是當(dāng)時流行的藤編家具中最著名的范例：材料是棕櫚樹干架子，白藤編織，海綿橡膠坐墊，籠子式的構(gòu)造舒適又富有彈性，白藤編織顯得透明和輕盈，包卷的椅面和扇形的椅背坐起來尤其舒服。

案例三：可堆積的兒童椅子

設(shè)計師：馬克.加奴索

里查德.薩帕。采用的材料是聚丙烯，設(shè)計了可以拆卸、堆積、和容易使用的椅子：它仿佛一個模塊，可以在空間中組合和重疊，K999因而也變成了一種游戲以及孩子們造房子的一個元件。塑料給人以人造，輕巧，細(xì)膩，艷麗，優(yōu)雅，理性的感覺。

案例四： SGARSUL—搖椅

1962年設(shè)計師嘉艾.阿烏萊狄的作品。材料：櫸木，橡膠海綿，陽極化處理的AL部件。水滴形狀的連續(xù)和彎曲的線條。為減少縫紉的工作，椅面經(jīng)過了多次修改，采用有彈性的布料，內(nèi)裝橡膠海綿。這樣的一個物品完成了“從長方形幾何時代象纏繞的感性的過渡”，織物包裹海綿給人舒適、柔軟的感覺；木材給人自然，協(xié)調(diào)，親切，古典，手工，溫暖的感覺。

案例五：BLOW 042 —充氣扶手椅

設(shè)計師：J.德?帕斯，D.杜爾比諾，P.羅馬茲。BLOW把沙發(fā)變成了動態(tài)的東西：輕、經(jīng)濟(jì)、容易移動、可壓縮的極小。設(shè)計師應(yīng)用小汽艇的構(gòu)成原理，用透明PVC材料，通過電焊各個部位的連接。透明PVC給人輕巧、柔軟、輕松的感覺，缺點是PVC會發(fā)熱，如果坐的時間太長，它就會粘在腿上。

案例六：UNIVERSALE4867

1967年，設(shè)計師：喬.科隆波。這是第一把完全用合成材料注模的椅子，當(dāng)時的廣告這樣介紹它：?..不會變老，不會壞，扔出窗外，放在室外，浸在水里，帶入極地或沙漠，它將常新不舊。這款椅子堅固簡樸，容易相疊，最初采用ABS樹脂，隨后采用聚丙烯，其名字本身說明它適用于任何環(huán)境，不管是室內(nèi)還是室外，是公共空間還是私人空間。

案例七：王后牌陶器

魏德伍德公司于1790年生產(chǎn)的“王后”牌陶器，陶瓷給人以高雅，明亮，整齊，精制，干凈，優(yōu)美而簡潔、非常樸素的感覺，反映了材料自身及其生產(chǎn)工藝的特點。

案例八：圈椅

圈椅，由交椅發(fā)展而來。最明顯的特征是圈背連著扶手，從高到低一順而下，座靠時可使人的臂膀都倚著圈形的扶手，感到十分舒適，頗受人們喜愛。造型圓婉優(yōu)美，體態(tài)豐滿勁健，是我們民族獨具特色的椅子樣式之一。圈椅是實木家具的一種，現(xiàn)在已成為經(jīng)典，具有很高的藝術(shù)價值以及收藏價值。木材天然的紋理優(yōu)美，更加自然、協(xié)調(diào)，親切溫暖，古典，手工制作，粗糙，感性。

案例九：德國慕尼黑酒店酒具

慕尼黑酒店玻璃器皿簡潔的設(shè)計是由許多不同的因素造成的。首先，它們必須能經(jīng)受得住粗暴的使用，因為當(dāng)時的餐館都是很嘈雜擁擠的；其二是由于這些產(chǎn)品平凡而普及，其簡潔為社會所承認(rèn)；其三是這些產(chǎn)品基本上是為保守的用戶而生產(chǎn)的，包括酒店的老板和他們的顧客，都喜歡自己熟悉的形狀。玻璃酒杯高雅，明亮，光滑，干凈，整齊，協(xié)調(diào)，自由，精致，活潑。

案例十：橡膠手環(huán)

橡膠手環(huán)柔軟，容易拉伸，人造，低俗，陰暗，束縛，笨重，呆板。

工業(yè)設(shè)計102班

李軒

201009010224

第二篇：淺析設(shè)計心理學(xué)在產(chǎn)品概念設(shè)計中的應(yīng)用

研究生學(xué)院

設(shè)計心理學(xué)

學(xué) 號：142130500446

專 業(yè)：設(shè)計學(xué)

學(xué)生姓名：許立棟

任課教師：龐峰 教授

2015年1月

淺析設(shè)計心理學(xué)在產(chǎn)品概念設(shè)計中的應(yīng)用

許立棟

1.有關(guān)概念設(shè)計的理解

概念設(shè)計一詞源于國外，在國內(nèi)有關(guān)于它的討論一直持續(xù)著，對于它的概念的理解也是眾說紛紜，通常我們可以將這些說法概括為以下三種：

（1）概念設(shè)計是由分析用戶需求到生成概念產(chǎn)品的一系列有序的、可組織的、有目標(biāo)的設(shè)計活動，它變現(xiàn)為一個由粗到精、由模糊到清楚、由抽象到具體、不斷進(jìn)化的過程。

（2）在具體的產(chǎn)品設(shè)計過程中，我們把從設(shè)計創(chuàng)意的提出、設(shè)計草圖、效果圖的制作直到產(chǎn)品樣機(jī)的制作，這一過程稱為產(chǎn)品的概念設(shè)計階段，也可以理解為產(chǎn)品未投入生產(chǎn)之前的設(shè)計階段。在國外大公司的產(chǎn)品設(shè)計部門包括①（Concept design）概念設(shè)計；②（Detail design）細(xì)節(jié)設(shè)計；（Manufacturing design）制造設(shè)計，可以看出概念設(shè)計的重要性及重要地位。

（3）有關(guān)于概念設(shè)計中概念一詞，可理解為一種新的創(chuàng)造性新想法，更是一種較為理想化的設(shè)計形式，一個概念的提出，其目的往往在于引導(dǎo)人們發(fā)現(xiàn)一種新的生活方式及引發(fā)一種新的消費潮流，概念產(chǎn)品中體現(xiàn)出一種前瞻性，這種前瞻性或許在短期內(nèi)不能成為現(xiàn)實的消費品，但它們會為設(shè)計者及消費者關(guān)于某一類產(chǎn)品提供一些新的想像空間。

從以上對于概念設(shè)計的理解中，我們可以看出概念設(shè)計在產(chǎn)品設(shè)計中占有的重要的作用，好的概念的提出對于產(chǎn)品能否成功投入市場起到至關(guān)重要的作用，但是這種成功的幾率是較小的，通常來講，在100個概念中，往往只會有2—3個概念是可行的，因此這在無形中就加大了概念設(shè)計的難度。而設(shè)計心理學(xué)作為一門指導(dǎo)性學(xué)科，貫穿于設(shè)計過程的始終，在概念設(shè)計這一環(huán)節(jié)中，同樣發(fā)揮著重要作用。在概念設(shè)計的教學(xué)中，“斷鑰”的教學(xué)案例廣為流傳，這便是體現(xiàn)二者重要聯(lián)系的典型案例，民間傳說將斷了的鑰匙掛在小孩身上，取“斷藥”諧音，寓意從此孩子遠(yuǎn)離藥品，不再生病。將“斷鑰”這一概念物化到產(chǎn)品設(shè)計中來開發(fā)一款保健類概念座椅，便是設(shè)計心理學(xué)與產(chǎn)品概念設(shè)計相結(jié)合的典型教學(xué)案例。這其中涉及到了設(shè)計心理學(xué)中的一個名詞——心理暗示。心理暗示定義是指人接受外界或他人的愿望、觀念、情緒、判斷、態(tài)度影響的心理特點。是人們?nèi)粘Ｉ钪?，最常見的心理現(xiàn)象。它是人或環(huán)境以非常自然的方式向個體發(fā)出信息，個體無意中接受這種信息，從而做出相應(yīng)的反應(yīng)的一種心 2

理現(xiàn)象。心理暗示分為自我暗示和他人暗示兩種，所起作用分為積極的暗示作用及消極暗示作用兩種。主要應(yīng)用于心理疾病治療及刑事偵查等行業(yè)中，有關(guān)于心理暗示的案例有許多，常見的有“望梅止渴”、“使因心理障礙導(dǎo)致失明的患者康復(fù)”等等。在這里以一個小故事為例，來說明心理暗示作用對人心理所起到的重要影響。一位在工廠冷藏室工作的工人因錯過了下班時間而被同事反鎖在冷藏室里。到了夜晚這位工人饑寒交迫，因為所處環(huán)境是冷藏室，便感覺到異常寒冷，并越來越冷，到了第二天凌晨，他終于因忍受不了寒冷的侵襲而凍死在冷藏室中，可是當(dāng)人們第二天發(fā)現(xiàn)他時，一個令人費解的現(xiàn)象令人們感到驚奇，由于當(dāng)晚斷電，冷藏室的制冷系統(tǒng)并沒有開啟，那么是什么致死這位工人被“凍死”呢？無疑這是心理暗示的可怕后果，介于人類心理存有的這種特性，我們在日常生活中應(yīng)多給予自己或他人以積極的心理暗示，而避免給予消極的心理暗示，這樣做會對于我們獲取成功大有裨益。這種心理在保健類或者醫(yī)療設(shè)備產(chǎn)品的概念設(shè)計中應(yīng)用較為廣泛，對患者的康復(fù)會起到一定的輔助治療作用。

2.設(shè)計心理學(xué)在概念產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用

接下來就概念產(chǎn)品設(shè)計中不同的設(shè)計方面來說明設(shè)計心理學(xué)在其中的應(yīng)用：2.1在概念產(chǎn)品的需求設(shè)計中的應(yīng)用

需求設(shè)計是指新產(chǎn)品開發(fā)的全生命周期中的一個定義域，即一個子過程。這個過程起始于企業(yè)識別其目標(biāo)市場中的用戶需求，而終止于提出需求說明書來描述滿足目標(biāo)市場的需求產(chǎn)品。

美國著名心理學(xué)家馬斯洛（Raham Maslow，1908—1970）建立了人本心理學(xué)。他與1954年和1957年出版了《動機(jī)與人格〉書中提出了需要層次理論。這一理論在20世紀(jì)五六十年代對心理學(xué)的轉(zhuǎn)折起了重大作用，使美國行為主義理論，也糾正了弗洛伊德后期“騷擾心理不正常人”的心理學(xué)方向。馬斯洛調(diào)查了愛因斯坦等30位“精英”人物，總結(jié)了他們的人生經(jīng)歷，提出人的基本需要是：生理需要、安全需要歸屬和愛的需要、求知審美需要、自我實現(xiàn)的需要。1984年美國奴廷（J.nuttin）提出了另一個需要理論，他認(rèn)為需要是人發(fā)揮行為作用所固有的基本動力，是為了發(fā)揮作用或更好的發(fā)揮作用，人通過自己的行為與環(huán)境構(gòu)成一個互動關(guān)系，每個人都具有一種動力，去保持和發(fā)展自己的動力和作用，每個人都要求與外界建立必要的行為關(guān)系和相互作用。例如：需求的關(guān)系是指：去感覺、去接觸、去操作等，這就表現(xiàn)了這種行為需要涉及各種器官，要讓他們 3

更好的發(fā)揮作用，這意味著在分析需要時，應(yīng)當(dāng)從兩方面入手：發(fā)揮什么作用和建立什么互動關(guān)系。

奴廷提出的“需要”包含以下四層含義:（1）它是指人類所固有的生長和發(fā)展的基本動力，例如：人為了生存所產(chǎn)生的求生的動力，為了與別人交流而產(chǎn)生的各種動力，這種動力就是需要，從心理學(xué)角度看，它可能來自知覺需要或擴(kuò)展知覺需要，這種基本需要主要涉及通訊、交通、居住等方面，目的是挺高生活質(zhì)量。這種需要涉及許多產(chǎn)品的概念，許多新產(chǎn)品就是這樣產(chǎn)生的。

（2）它是人通過自己的行為與各種環(huán)境所構(gòu)成的基本互動關(guān)系。例如：人要在家庭和社會中生存、生產(chǎn)、上學(xué)、工作買東西、看病、在公共環(huán)境里交往，就要適應(yīng)環(huán)境。人與人之間就要形成作用關(guān)系等。這些關(guān)系就是需要，是激發(fā)設(shè)計創(chuàng)新的第二個來源。

（3）它意味著發(fā)揮人的特定作用。例如：要看得更遠(yuǎn)、更小、更清楚，看二維，看三維等。為了看得更遠(yuǎn)，就需要用望遠(yuǎn)鏡，是用它時需要確定地理坐標(biāo)，因此傳統(tǒng)的望遠(yuǎn)鏡不能滿足需要，必須改進(jìn)它，附加一個全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）。為了看到更微小，就需要顯微鏡，以擴(kuò)展人們的視覺作用，同理交通工具擴(kuò)展了人們雙腳的作用，通訊設(shè)備擴(kuò)展了人們的聯(lián)系，計算機(jī)擴(kuò)展了人們的記憶、計算、管理的效率等，工業(yè)化時代以來，交通、運輸、通信一直是重要的、領(lǐng)先的發(fā)展領(lǐng)域，以彌補人的知覺、技藝、體力方面的需要。

(4)從心理學(xué)角度看，“需要”的概念意味著某種形式的“匱乏”“亟待解決的問題”、“迫切愿望”。

我們通過分析馬斯洛及奴廷需求理論歸納出消費者的三個愿望：即安心的生活、方便的生活、快樂的生活愿望就是潛在的消費動機(jī)。基于產(chǎn)品概念設(shè)計首先進(jìn)行的用戶需求研究階段了解消費者的潛在心理需求是極為重要的，這些需要設(shè)計者與消費者進(jìn)行良好的溝通及細(xì)心的觀察，通過消費者的話語及行動來了解其需求心理，舉例說明，消費者常常抱怨電動螺絲刀無法看出其剩余電量，那么這些話語就提醒設(shè)計者可以設(shè)計一款能夠顯示剩余電量的動螺絲刀；人們在日常生活中常為夜晚起床傳錯鞋子而煩惱，那么一款前后左右都能夠穿著的概念拖鞋變應(yīng)運而生了；或者一位白領(lǐng)工作者下班后回家需要得到足夠的休息，但感覺家中燈具不是太亮就是太暗，無法如意，那么設(shè)計者就可考慮設(shè)計可調(diào)節(jié)亮度及色調(diào)的燈具來滿足用戶不同的需要，比如讀書、休息、娛樂等。此外，不同年齡段不 4

同性別的消費這的消費心理也是不同的，在點在概念設(shè)計需求設(shè)計階段也要給予足夠的重視，女性消費者對于流線型產(chǎn)品的偏愛，而男性消費者則會對于線條剛性、大氣的的產(chǎn)品造型風(fēng)格表示歡迎；在兒童房的設(shè)計中要考慮到墻壁及裝飾圖案的選用，多選用可愛的卡通形象，而不選用成人標(biāo)準(zhǔn)的風(fēng)格圖案，這樣會有利于兒童心理的健康成長；對于老年人的房間設(shè)計，我們則要考慮到多數(shù)老年人喜歡清幽、私密性較高不易受人打擾的空間設(shè)計。這些都需要我們設(shè)計工作者對于設(shè)計心理學(xué)的深入研究及對于日常生活的細(xì)心觀察。概念產(chǎn)品可以起到引領(lǐng)生活潮流的作用，在需求設(shè)計階段，認(rèn)真分析體會用戶需求，開發(fā)產(chǎn)品新功能及新的使用領(lǐng)域，對后續(xù)其它階段的設(shè)計發(fā)展起到重要的引領(lǐng)作用。

圖1 消費者三個愿望

圖2 概念拖鞋

2.2在概念產(chǎn)品的色彩設(shè)計中的應(yīng)用

古人認(rèn)為高明的藝術(shù)創(chuàng)作能夠“以色傳神，以色奪人，以色持情，以色寫意”，這說明了色彩的作用。色彩能引人注目，色彩能抓住人心。色彩的心理影響和感情象征，并非任何人主觀臆造的產(chǎn)物，而是人們長期認(rèn)識、運用色彩的經(jīng)驗積累與習(xí)慣形成，是人們憑借正常的視覺和普通的常識，都能感受到的實際存在。色彩感受雖然因人而異，但在總體上，有一個反映消費者心理的基本傾向。色彩的 5

情感是含蓄和抽象的，所以更能引起欣賞者的共鳴。

2.2.1色彩的主觀情感

色彩的主觀性是結(jié)合一個人的思想、感情和行為的方式賦予色彩的含意。人 是有主觀能動性的，人對色彩的好惡與其心理狀態(tài)，個性特征有密切的關(guān)系。如果說主觀的色彩象征一個人的性格和氣質(zhì)，那么他們的思想感情和行為方式多半能從色彩組合中推想出來。心理學(xué)研究表明，人們的色彩感覺中鮮明地表現(xiàn)出主觀情緒成分，紅色使人興奮，藍(lán)色寧靜，黃色歡快，黑色肅穆，紫色華貴，綠色青春等。同樣，個人的主觀情緒也影響對色彩的感受，當(dāng)感受沮喪、懊惱時，會呈現(xiàn)冷灰、深藍(lán)等中灰度反主觀色彩，當(dāng)人感受喜悅、歡快時，會呈現(xiàn)大紅、明黃等高度的主觀色彩。

2.2.2色彩的客觀情感表現(xiàn)

色彩是一種獨特的訴諸人的心靈的情感語言，它以其注目性、象征性、情緒性會讓人們產(chǎn)生情感?？陀^情感是指人們對外界環(huán)境和自身價值的評價在心理上引起的反應(yīng)，而主體的共同的客觀感覺我們稱之為統(tǒng)籌。

2.2.3本能水平設(shè)計中色彩的應(yīng)用

設(shè)計心理學(xué)中產(chǎn)品的情感設(shè)計分為三個層次：本能水平設(shè)計階段、行為水平設(shè)計階段、反思水平設(shè)計階段。色彩設(shè)計在本能層水平設(shè)計階段占有重要比例。

產(chǎn)品的形式與色彩在消費領(lǐng)域中產(chǎn)生的各種情感作用，直接或見間接影響消 費者的購買情緒。其中色彩通過視覺感官，直接與消費者產(chǎn)生共鳴。情感心理實 驗表明：“當(dāng)人們把知覺的對象評估為有益時，產(chǎn)生接近的體驗和相對的生理變化模式。”

產(chǎn)品的色彩是設(shè)計中最具感染力的藝術(shù)因素，而作為情感的符號，當(dāng)色彩作 用與人的時候，將出現(xiàn)兩種情感與之呼應(yīng)：一種是主要由人的生理需求產(chǎn)生的情感，歸結(jié)為感知情感；另一種是主要由心理意識需求產(chǎn)生的情感，歸結(jié)為高級情感。色彩通過人的生理、心理情感轉(zhuǎn)換作用，產(chǎn)生各種視覺效應(yīng)，被稱為情感色彩效應(yīng)。在對產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計時一定要把握好色彩情感這一要素，才能使產(chǎn)品更具魅力。

色彩是一件產(chǎn)品最先映入消費者眼睛的元素，也有人曾說過：“購買商品實際上是在購買色彩”，因此我們說色彩的選用對于產(chǎn)品的受歡迎程度起著重要作用。人們對于一件產(chǎn)品的好惡，很大程度上源于對于色彩的好惡。好的色彩設(shè)計能夠引發(fā)消費者產(chǎn)生共鳴，從而產(chǎn)生極大的購買欲望。影響色彩作用的因素有： 6

社會背景、心理需求、文化與年齡差異、場合與用途的差異等等。以下我們舉幾個例子來說明，比如說心理需求，不同冷暖的天氣，人們會對所處空間環(huán)境及所著衣物的顏色產(chǎn)生不同的需求，通常為寒冷的冬天人們會偏向于選擇暖色系的衣物，處于暖色調(diào)的空間中，在心理上會產(chǎn)生一種溫暖的感覺，同樣道理在炎熱的夏季，人們則會選擇冷色系偏亮色調(diào)的衣物，在心理上會產(chǎn)生清爽的感覺；在食品包裝上，糖果包裝宜采用淡粉色系色彩，因其比較符合少女的心理喜好；不同的國家對于色彩的喜好與禁忌各不相同，在美國淺潔的色彩會受到歡迎，如象牙色、淺綠色、淺粉色，淡黃色等，而在墨西哥紫色卻被認(rèn)為是不吉利的棺材色，因此在設(shè)計中應(yīng)避免使用，希臘人喜歡藍(lán)白相配，討厭黑色等等。因此在進(jìn)行產(chǎn)品的概念設(shè)計過程中，了解不同社會階層，不同年齡段、不同國家，不同民族對于色彩的喜愛與禁忌是十分必要的。對概念產(chǎn)品色彩的選用要符合使用者的心理需求，對不同國家、文化背景、年齡階段的消費者提供不同的色彩選擇方案。

圖3符合女性消費者色彩喜好心理 圖4符合男性消費者色彩喜好心理 的概念手機(jī) 的概念手機(jī)

2.3在概念產(chǎn)品個性化設(shè)計中的應(yīng)用

我們在生活中接觸最多也是媒體關(guān)注最多的產(chǎn)品概念設(shè)計多是概念汽車設(shè)計、概念服裝設(shè)計等等，一年一度在米蘭召開的國際服裝設(shè)計周上展示的造型特異，用色大膽的時尚服裝們往往能夠令我們瞠目，并給人留下深刻的印象，作為引領(lǐng)設(shè)計發(fā)展趨勢的概念產(chǎn)品設(shè)計在個性化方面的要求同樣的極高的。個性化設(shè) 7

計與人性化設(shè)計及和諧設(shè)計等等理念現(xiàn)今以為越來越多的設(shè)計人士所關(guān)注。在心理學(xué)上人們表現(xiàn)有排斥從眾心理，喜歡標(biāo)新立異，來表示自己與眾不同的品位，并將其作為一種地位的彰顯，在物質(zhì)極大富足的今天，人們已經(jīng)不再滿足于千篇一律的產(chǎn)品樣式，這是一個標(biāo)榜個性的時代。比如說，現(xiàn)在十幾至二十幾歲的消費群體，他們是非主流的一帶，對于時尚具有著高超的敏銳度，最先接受概念產(chǎn)品的人群是他們，因此了解他們的心理需求是很有必要的，產(chǎn)品無論在造型、色彩設(shè)計上都可以進(jìn)行大膽嘗試，以突出個性為主要出發(fā)點，不失為一個好的設(shè)計策略。鑒于概念產(chǎn)品的設(shè)計在一定范圍內(nèi)可以不受現(xiàn)有產(chǎn)品加工工藝水平的限制，因此在其產(chǎn)品造型上可進(jìn)行大膽的創(chuàng)新，打破原有產(chǎn)品傳統(tǒng)造型，為設(shè)計者提供更大的創(chuàng)作空間。

圖5 形形色色的概念設(shè)計產(chǎn)品

3.結(jié)語

概念設(shè)計作為設(shè)計界的熱點，有關(guān)于它的討論還會繼續(xù)下去，這點我過由于起步較晚，還需要更多的研究與探索，需要更多的向歐美發(fā)達(dá)國家學(xué)習(xí)，而設(shè)計心理學(xué)作為一個巨大的知識寶庫，是一個成功的設(shè)計者的必修課，二者的成功結(jié)合必將引領(lǐng)中國的概念設(shè)計邁上一個新的臺階。

參考文獻(xiàn)

[1]產(chǎn)品概念設(shè)計——理論方法與技術(shù)，鄧家褆、韓曉建，機(jī)械工業(yè)出版社2002（5）[2]計算機(jī)輔助概念設(shè)計研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，孫守遷，中國機(jī)械工程，1999(10)[3]李彬彬.設(shè)計心理學(xué)［M］.中國輕工業(yè)出版設(shè)計，2001：79-104.[4]陳磊.認(rèn)知心理學(xué)在工業(yè)設(shè)計中的應(yīng)用［D］.萬方資源中國學(xué)位論文數(shù)據(jù).南京理工大學(xué)，2004.[5]李樂山.工業(yè)設(shè)計心理學(xué)［M］.高等教育出版社，2004.1:180-187 [6]Murphy K R.Psychological testing:principles and applications.Eaglewo J.PrenticeHall,1994.[7]Sternberg,Robert J.(1996):Cognitive psyhology.Orlando:Harcourt Brace&C [8]維斯托曼著，夢兆蘭譯.情緒心理學(xué)［M］.南開大學(xué)出版社,2000 [9][美]Donald A.Norman.情感與設(shè)計：魅力產(chǎn)品更優(yōu)［J/OL］.Uigarden,200 [10]Alan Dex.The human interface［J/OL］.Uigarden,2005.14]Gretchen Anderson.Making use of user research［J/OL］.Uigarden,2005.8 [11][美]Donald A.Norman.設(shè)計心理學(xué)［M］.中信出版社，2005：18.9

[12][美]艾倫.溫諾.創(chuàng)造的世界——藝術(shù)心理學(xué)［M］.黃河文藝出版社，1988：144.[13][美]Donald A.Norman.情感化設(shè)計［M］.電子工業(yè)出版社，2005：6.[14][美]湯姆.凱利，喬納森.利特曼.創(chuàng)新的藝術(shù)［M］.中信出版社，2004.1：19-46 [15][美]Jonathan Cagan,Craig M.Vogel著；辛向陽，潘龍譯.創(chuàng)造突破性產(chǎn)品［M］.機(jī)械工業(yè)出版社，2004.1：98-128

第三篇：金屬材料在產(chǎn)品設(shè)計中應(yīng)用研究報告

金屬材料在產(chǎn)品設(shè)計中應(yīng)用研究報告

——鈦合金

一、相關(guān)定義

鈦是20世紀(jì)50年代發(fā)展起來的一種重要的結(jié)構(gòu)金屬，鈦合金因具有強(qiáng)度高、耐蝕性好、耐熱性高等特點而被廣泛用于各個領(lǐng)域。世界上許多國家都認(rèn)識到鈦合金材料的重要性，相繼對其進(jìn)行研究開發(fā)，并得到了實際應(yīng)用。20世紀(jì)50～60年代，主要是發(fā)展航空發(fā)動機(jī)用的高溫鈦合金和機(jī)體用的結(jié)構(gòu)鈦合金，70年代開發(fā)出一批耐蝕鈦合金，80年代以來，耐蝕鈦合金和高強(qiáng)鈦合金得到進(jìn)一步發(fā)展。鈦合金主要用于制作飛機(jī)發(fā)動機(jī)壓氣機(jī)部件，其次為火箭、導(dǎo)彈和高速飛機(jī)的結(jié)構(gòu)件。α鈦合金

它是α相固溶體組成的單相合金，不論是在一般溫度下還是在較高的實際應(yīng)用溫度下，均是α相，組織穩(wěn)定，耐磨性高于純鈦，抗氧化能力強(qiáng)。在500℃～600℃的溫度下，仍保持其強(qiáng)度和抗蠕變性能，但不能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化，室溫強(qiáng)度不高。β鈦合金

它是β相固溶體組成的單相合金，未熱處理即具有較高的強(qiáng)度，淬火、時效后合金得到進(jìn)一步強(qiáng)化，室溫強(qiáng)度可達(dá)1372～1666 MPa；但熱穩(wěn)定性較差，不宜在高溫下使用。α+β鈦合金

它是雙相合金，具有良好的綜合性能，組織穩(wěn)定性好，有良好的韌性、塑性和高溫變形性能，能較好地進(jìn)行熱壓力加工，能進(jìn)行淬火、時效使合金強(qiáng)化。熱處理后的強(qiáng)度約比退火狀態(tài)提高50%～100%；高溫強(qiáng)度高，可在400℃～500℃的溫度下長期工作，其熱穩(wěn)定性次于α鈦合金。

三種鈦合金中最常用的是α鈦合金和α+β鈦合金；α鈦合金的切削加工性最好，α+β鈦合金次之，β鈦合金最差。α鈦合金代號為TA，β鈦合金代號為TB，α+β鈦合金代號為TC。

鈦合金按用途可分為耐熱合金、高強(qiáng)合金、耐蝕合金（鈦-鉬，鈦-鈀合金等）、低溫合金以及特殊功能合金（鈦-鐵貯氫材料和鈦-鎳記憶合金）等。典型合金的成分和性能見表。

熱處理鈦合金通過調(diào)整熱處理工藝可以獲得不同的相組成和組織。一般認(rèn)為細(xì)小等軸組織具有較好的塑性、熱穩(wěn)定性和疲勞強(qiáng)度；針狀組織具有較高的持久強(qiáng)度、蠕變強(qiáng)度和斷裂韌性；等軸和針狀混合組織具有較好的綜合性能。

二、應(yīng)用領(lǐng)域

鈦合金具有強(qiáng)度高而密度又小，機(jī)械性能好，韌性和抗蝕性能很好。另外，鈦合金的工藝性能差，切削加工困難，在熱加工中，非常容易吸收氫氧氮碳等雜質(zhì)。還有抗磨性差，生產(chǎn)工藝復(fù)雜。鈦的工業(yè)化生產(chǎn)是1948年開始的。航空工業(yè)發(fā)展的需要，使鈦工業(yè)以平均每年約 8%的增長速度發(fā)展。目前世界鈦合金加工材年產(chǎn)量已達(dá)4萬余噸,鈦合金牌號近30種。使用最廣泛的鈦合金是Ti-6Al-4V(TC4),Ti-5Al-2.5Sn(TA7)和工業(yè)純鈦（TA1、TA2和TA3）。

鈦合金主要用于制作飛機(jī)發(fā)動機(jī)壓氣機(jī)部件，其次為火箭、導(dǎo)彈和高速飛機(jī)的結(jié)構(gòu)件。60年代中期，鈦及其合金已在一般工業(yè)中應(yīng)用，用于制作電解工業(yè)的電極，發(fā)電站的冷凝器，石油精煉和海水淡化的加熱器以及環(huán)境污染控制裝置等。鈦及其合金已成為一種耐蝕結(jié)構(gòu)材料。此外還用于生產(chǎn)貯氫材料和形狀記憶合金等。

中國于1956年開始鈦和鈦合金研究；60年代中期開始鈦材的工業(yè)化生產(chǎn)并研制成TB2合金。

鈦合金是航空航天工業(yè)中使用的一種新的重要結(jié)構(gòu)材料，比重、強(qiáng)度和使用溫度介于鋁和鋼之間，但比強(qiáng)度高并具有優(yōu)異的抗海水腐蝕性能和超低溫性能。1950年美國首次在F-84戰(zhàn)斗轟炸機(jī)上用作后機(jī)身隔熱板、導(dǎo)風(fēng)罩、機(jī)尾罩等非承力構(gòu)件。60年代開始鈦合金的使用部位從后機(jī)身移向中機(jī)身、部分地代替結(jié)構(gòu)鋼制造隔框、梁、襟翼滑軌等重要承力構(gòu)件。鈦合金在軍用飛機(jī)中的用量迅速增加，達(dá)到飛機(jī)結(jié)構(gòu)重量的20%～25%。70年代起，民用機(jī)開始大量使用鈦合金，如波音747客機(jī)用鈦量達(dá)3640公斤以上。馬赫數(shù)小于 2.5的飛機(jī)用鈦主要是為了代替鋼，以減輕結(jié)構(gòu)重量。又如，美國SR-71 高空高速偵察機(jī)(飛行馬赫數(shù)為3，飛行高度26212米)，鈦占飛機(jī)結(jié)構(gòu)重量的93%，號稱“全鈦”飛機(jī)。當(dāng)航空發(fā)動機(jī)的推重比從4～6提高到8～10，壓氣機(jī)出口溫度相應(yīng)地從200～300°C增加到500～600°C時，原來用鋁制造的低壓壓氣機(jī)盤和葉片就必須改用鈦合金，或用鈦合金代替不銹鋼制造高壓壓氣機(jī)盤和葉片，以減輕結(jié)構(gòu)重量。70年代，鈦合金在航空發(fā)動機(jī)中的用量一般占結(jié)構(gòu)總重量的20%～30%，主要用于制造壓氣機(jī)部件，如鍛造鈦風(fēng)扇、壓氣機(jī)盤和葉片、鑄鈦壓氣機(jī)機(jī)匣、中介機(jī)匣、軸承殼體等。航天器主要利用鈦合金的高比強(qiáng)度，耐腐蝕和耐低溫性能來制造各種壓力容器、燃料貯箱、緊固件、儀器綁帶、構(gòu)架和火箭殼體。人造地球衛(wèi)星、登月艙、載人飛船和航天飛機(jī)也都使用鈦合金板材焊接件。高溫鈦合金

世界上第一個研制成功的高溫鈦合金是Ti-6Al-4V，使用溫度為300-350℃。隨后相繼研制出使用溫度達(dá)400℃的IMI550、BT3-1等合金，以及使用溫度為450~500℃的IMI679、IMI685、Ti-6246、Ti-6242等合金。目前已成功地應(yīng)用在軍用和民用飛機(jī)發(fā)動機(jī)中的新型高溫鈦合金有.英國的IMI829、IMI834合金；美國的Ti-1100合金；俄羅斯的BT18Y、BT36合金等。表7為部分國家新型高溫鈦合金的最高使用溫度[26]。

近幾年國外把采用快速凝固/粉末冶金技術(shù)、纖維或顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料研制鈦合金作為高溫鈦合金的發(fā)展方向，使鈦合金的使用溫度可提高到650℃以上[1,27,29,31]。美國麥道公司采用快速凝固/粉末冶金技術(shù)戚功地研制出一種高純度、高致密性鈦合金，在760℃下其強(qiáng)度相當(dāng)于目前室溫下使用的鈦合金強(qiáng)度[26]。

鈦鋁化合物為基的鈦合金

與一般鈦合金相比，鈦鋁化合物為基鈉Ti3Al（α2）和TiAl（γ）金屬間化合物的最大優(yōu)點是高溫性能好（最高使用溫度分別為816和982℃）、抗氧化能力強(qiáng)、抗蠕變性能好和重量輕（密度僅為鎳基高溫合金的1/2），這些優(yōu)點使其成為未來航空發(fā)動機(jī)及飛機(jī)結(jié)構(gòu)件最具競爭力的材料[26]。

目前，已有兩個Ti3Al為基的鈦合金Ti-21Nb-14Al和Ti-24Al-14Nb-#v-0.5Mo在美國開始批量生產(chǎn)。其他近年來發(fā)展的Ti3Al為基的鈦合金有Ti-24Al-11Nb、Ti25Al-17Nb-1Mo和Ti-25Al-10Nb-3V-1Mo等[29]。TiAl（γ）為基的鈦合金受關(guān)注的成分范圍為Ti-（46-52）Al-（1-10）M（at.%），此處M為v、Cr、Mn、Nb、Mn、Mo和W中的至少一種元素。最近，TiAl3為基的鈦合金開始引起注意，如Ti-65Al-10Ni合金[1]。

高強(qiáng)高韌β型鈦合金

β型鈦合金最早是20世紀(jì)50年代中期由美國Crucible公司研制出的B120VCA合金（Ti-13v-11Cr-3Al）。β型鈦合金具有良好的冷熱加工性能，易鍛造，可軋制、焊接，可通過固溶-時效處理獲得較高的機(jī)械性能、良好的環(huán)境抗力及強(qiáng)度與斷裂韌性的很好配合。新型高強(qiáng)高韌β型鈦合金最具代表性的有以下幾種[26,30]：

Ti1023（Ti-10v-2Fe-#al），該合金與飛機(jī)結(jié)構(gòu)件中常用的30CrMnSiA高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼性能相當(dāng)，具有優(yōu)異的鍛造性能；

Ti153（Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn），該合金冷加工性能比工業(yè)純鈦還好，時效后的室溫抗拉強(qiáng)度可達(dá)1000MPa以上；

β21S（Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.2Si），該合金是由美國鈦金屬公司Timet分部研制的一種新型抗氧化、超高強(qiáng)鈦合金，具有良好的抗氧化性能，冷熱加工性能優(yōu)良，可制成厚度為0.064mm的箔材；

日本鋼管公司（NKK）研制成功的SP-700（Ti-4.5Al-3V-2Mo-2Fe）鈦合金，該合金強(qiáng)度高，超塑性延伸率高達(dá)2000%，且超塑成形溫度比Ti-6Al-4V低140℃，可取代Ti-6Al-4V合金用超塑成型-擴(kuò)散連接（SPF/DB）技術(shù)制造各種航空航天構(gòu)件；

俄羅斯研制出的BT-22（TI-5v-5Mo-1Cr-5Al），其抗拉強(qiáng)度可達(dá)1105MPA以上。

阻燃鈦合金

常規(guī)鈦合金在特定的條件下有燃烷的傾向，這在很大程度上限制了其應(yīng)用。針對這種情況，各國都展開了對阻燃鈦合金的研究并取得一定突破。羌國研制出的Alloy c（也稱為Ti-1720），名義成分為50Ti-35v-15Cr（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），是一種對持續(xù)燃燒不敏感的阻燃鈦合金，己用于F119發(fā)動機(jī)。BTT-1和BTT-3為俄羅斯研制的阻燃鈦合金，均為Ti-Cu-Al系合金，具有相當(dāng)好的熱變形工藝性能，可用其制成復(fù)雜的零件[26]。

醫(yī)用鈦合金

鈦無毒、質(zhì)輕、強(qiáng)度高且具有優(yōu)良的生物相容性，是非常理想的醫(yī)用金屬材料，可用作植入人體的植入物等。目前，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中廣泛使用的仍是Ti-6Al-4v ELI合金。但后者會析出極微量的釩和鋁離子，降低了其細(xì)胞適應(yīng)性且有可能對人體造成危害，這一問題早已引起醫(yī)學(xué)界的廣泛關(guān)注。美國早在20世紀(jì)80年代中期便開始研制無鋁、無釩、具有生物相容性的鈦合金，將其用于矯形術(shù)。日本、英國等也在該方面做了大量的研究工作，并取得一些新的進(jìn)展。例如，日本已開發(fā)出一系列具有優(yōu)良生物相容性的α+β鈦合金，包括Ti-15Zr-4Nb_4ta-0.2Pd、Ti-15Zr-4Nb-aTa-0.2Pd-0.20~0.05N、Ti-15Sn-4Nb-2Ta-0.2Pd和Ti-15Sn-4nb-2Ta-0.2Pd-0.20，這些合金的腐蝕強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度和抗腐蝕性能均優(yōu)于Ti-6Al-4v ELI。與α+β鈦合金相比，β鈦合金具有更高的強(qiáng)度水乎，以及更好的切口性能和韌性，更適于作為植入物植入人體。在美國，已有5種β鈦合金被推薦至醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，即TMZFTM（TI-12Mo-^Zr-2Fe）、Ti-13Nb-13Zr、Timetal 21SRx（TI-15Mo-2.5Nb-0.2Si）、Tiadyne 1610（Ti-16Nb-9.5Hf）和Ti-15Mo。估計在不久的將來，此類具有高強(qiáng)度、低彈性模量以及優(yōu)異成形性和抗腐蝕性能的廬鈦合金很有可能取代目前醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中廣泛使用的Ti-6Al-4V ELI合金[28,32]。

三、加工工藝

1、熱處理

常用的熱處理方法有退火、固溶和時效處理。退火是為了消除內(nèi)應(yīng)力、提高塑性和組織穩(wěn)定性，以獲得較好的綜合性能。通常α合金和（α+β）合金退火溫度選在（α+β）─→β相轉(zhuǎn)變點以下120～200℃；固溶和時效處理是從高溫區(qū)快冷,以得到馬氏體α′相和亞穩(wěn)定的β相,然后在中溫區(qū)保溫使這些亞穩(wěn)定相分解，得到α相或化合物等細(xì)小彌散的第二相質(zhì)點，達(dá)到使合金強(qiáng)化的目的。通常(α+β)合金的淬火在(α+β)─→β相轉(zhuǎn)變點以下40～100℃進(jìn)行，亞穩(wěn)定β合金淬火在(α+β)─→β相轉(zhuǎn)變點以上40～80℃進(jìn)行。時效處理溫度一般為450～550℃。

總結(jié)，鈦合金的熱處理工藝可以歸納為：

（1）消除應(yīng)力退火：目的是為消除或減少加工過程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。防止在一些腐蝕環(huán)境中的化學(xué)侵蝕和減少變形。

（2）完全退火：目的是為了獲得好的韌性，改善加工性能，有利于再加工以及提高尺寸和組織的穩(wěn)定性。

（3）固溶處理和時效：目的是為了提高其強(qiáng)度，α鈦合金和穩(wěn)定的β鈦合金不能進(jìn)行強(qiáng)化熱處理，在生產(chǎn)中只進(jìn)行退火。α+β鈦合金和含有少量α相的亞穩(wěn)β鈦合金可以通過固溶處理和時效使合金進(jìn)一步強(qiáng)化。

此外，為了滿足工件的特殊要求，工業(yè)上還采用雙重退火、等溫退火、β熱處理、形變熱處理等金屬熱處理工藝。

2、切削 切削特點

鈦合金的硬度大于HB350時切削加工特別困難，小于HB300時則容易出現(xiàn)粘刀現(xiàn)象，也難于切削。但鈦合金的硬度只是難于切削加工的一個方面，關(guān)鍵在于鈦合金本身化學(xué)、物理、力學(xué)性能間的綜合對其切削加工性的影響。鈦合金有如下切削特點：

(1)變形系數(shù)小：這是鈦合金切削加工的顯著特點，變形系數(shù)小于或接近于1。切屑在前刀面上滑動摩擦的路程大大增大，加速刀具磨損。

(2)切削溫度高：由于鈦合金的導(dǎo)熱系數(shù)很小(只相當(dāng)于45號鋼的1/5～1/7)，切屑與前刀面的接觸長度極短，切削時產(chǎn)生的熱不易傳出，集中在切削區(qū)和切削刃附近的較小范圍內(nèi)，切削溫度很高。在相同的切削條件下，切削溫度可比切削45號鋼時高出一倍以上。

(3)單位面積上的切削力大：主切削力比切鋼時約小20%，由于切屑與前刀面的接觸長度極短，單位接觸面積上的切削力大大增加，容易造成崩刃。同時，由于鈦合金的彈性模量小，加工時在徑向力作用下容易產(chǎn)生彎曲變形，引起振動，加大刀具磨損并影響零件的精度。因此，要求工藝系統(tǒng)應(yīng)具有較好的剛性。

(4)冷硬現(xiàn)象嚴(yán)重：由于鈦的化學(xué)活性大，在高的切削溫度下，很容易吸收空氣中的氧和氮形成硬而脆的外皮；同時切削過程中的塑性變形也會造成表面硬化。冷硬現(xiàn)象不僅會降低零件的疲勞強(qiáng)度，而且能加劇刀具磨損，是切削鈦合金時的一個很重要特點。

(5)刀具易磨損：毛坯經(jīng)過沖壓、鍛造、熱軋等方法加工后，形成硬而脆的不均勻外皮，極易造成崩刃現(xiàn)象，使得切除硬皮成為鈦合金加工中最困難的工序。另外，由于鈦合金對刀具材料的化學(xué)親和性強(qiáng)，在切削溫度高和單位面積上切削力大的條件下，刀具很容易產(chǎn)生粘結(jié)磨損。車削鈦合金時，有時前刀面的磨損甚至比后刀面更為嚴(yán)重；進(jìn)給量f<0.1 mm/r時，磨損主要發(fā)生在后刀面上；當(dāng)f>0.2 mm/r時，前刀面將出現(xiàn)磨損；用硬質(zhì)合金刀具精車和半精車時，后刀面的磨損以VBmax<0.4 mm較合適。

在銑削加工中，由于鈦合金材料的導(dǎo)熱系數(shù)低，而且切屑與前刀面的接觸長度極短，切削時產(chǎn)生的熱不易傳出，集中在切削變形區(qū)和切削刃附近的較小范圍內(nèi)，加工時切削刃刃口處會產(chǎn)生極高的切削溫度，將大大縮短刀具壽命。對于鈦合金Ti6Al4V來說，在刀具強(qiáng)度和機(jī)床功率允許的條件下，切削溫度的高低是影響刀具壽命的關(guān)鍵因素，而并非切削力的大小。

刀具材料

切削加工鈦合金應(yīng)從降低切削溫度和減少粘結(jié)兩方面出發(fā)，選用紅硬性好、抗彎強(qiáng)度高、導(dǎo)熱性能好、與鈦合金親和性差的刀具材料，YG類硬質(zhì)合金比較合適。由于高速鋼的耐熱性差，因此應(yīng)盡量采用硬質(zhì)合金制作的刀具。常用的硬質(zhì)合金刀具材料有YG8、YG3、YG6X、YG6A、813、643、YS2T和YD15等。

涂層刀片和YT類硬質(zhì)合金會與鈦合金產(chǎn)生劇烈的親和作用，加劇刀具的粘結(jié)磨損，不宜用來切削鈦合金；對于復(fù)雜、多刃刀具，可選用高釩高速鋼(如W12Cr4V4Mo)、高鈷高速鋼(如W2Mo9Cr4VCo8)或鋁高速鋼(如W6Mo5Cr4V2Al、M10Mo4Cr4V3Al)等刀具材料，適于制作切削鈦合金的鉆頭、鉸刀、立銑刀、拉刀、絲錐等刀具。

采用金剛石和立方氮化硼作刀具切削鈦合金，可取得顯著效果。如用天然金剛石刀具在乳化液冷卻的條件下，切削速度可達(dá)200 m/min；若不用切削液，在同等磨損量時，允許的切削速度僅為100m/min。

注意事項

在切削鈦合金的過程中，應(yīng)注意的事項有：

(1)由于鈦合金的彈性模量小，工件在加工中的夾緊變形和受力變形大，會降低工件的加工精度；工件安裝時夾緊力不宜過大，必要時可增加輔助支承。

(2)如果使用含氫的切削液，切削過程中在高溫下將分解釋放出氫氣，被鈦吸收引起氫脆；也可能引起鈦合金高溫應(yīng)力腐蝕開裂。

(3)切削液中的氯化物使用時還可能分解或揮發(fā)有毒氣體，使用時宜采取安全防護(hù)措施，否則不應(yīng)使用；切削后應(yīng)及時用不含氯的清洗劑徹底清洗零件，清除含氯殘留物。

(4)禁止使用鉛或鋅基合金制作的工、夾具與鈦合金接觸，銅、錫、鎘及其合金也同樣禁止使用。

(5)與鈦合金接觸的所有工、夾具或其他裝置都必須潔凈；經(jīng)清洗過的鈦合金零件，要防止油脂或指印污染，否則以后可能造成鹽(氯化鈉)的應(yīng)力腐蝕。

(6)一般情況下切削加工鈦合金時，沒有發(fā)火危險，只有在微量切削時，切下的細(xì)小切屑才有發(fā)火燃燒現(xiàn)象。為了避免火災(zāi)，除大量澆注切削液之外，還應(yīng)防止切屑在機(jī)床上堆積，刀具用鈍后立即進(jìn)行更換，或降低切削速度，加大進(jìn)給量以加大切屑厚度。若一旦著火，應(yīng)采用滑石粉、石灰石粉末、干砂等滅火器材進(jìn)行撲滅，嚴(yán)禁使用四氯化碳、二氧化碳滅火器，也不能澆水，因為水能加速燃燒，甚至導(dǎo)致氫爆炸。

建筑與藝術(shù)學(xué)院工業(yè)設(shè)計1101班

尹曦墨

第四篇：感覺的特性和知覺的特性

感覺的特性和知覺的特性

感覺： 1．感受性

感受性即感覺的能力。不同的人對同等強(qiáng)度刺激物的感覺能力是不一樣的。感受性高的人能感覺到的刺激，不一定能被感受性低的人感覺到。如，有經(jīng)驗的染色工人能辨別出幾十種不同的黑色，而一般人則很難分辨。

一個人的感受性高低不是一成不變的。同一個人在不同條件下，對同一刺激物的感受是有高低的。2．感受性的變化

感受性的變化有下列幾種情況。

(1)感覺的適應(yīng)。適應(yīng)是在刺激物持續(xù)作用下引起感受性的變化。這種變化可以是感受性提高，也可以是感受性降低。通常，強(qiáng)刺激可以引起感受性降低，弱刺激可以引起感受性提高。此外，一個持續(xù)的刺激可引起感受性的下降。例如，當(dāng)你從光亮處走進(jìn)電影院時，起初感到伸手不見五指，要過一段時間才能慢慢看清周圍的東西，這是視覺感受性提高的暗適應(yīng)。反之，從暗處到光亮的地方，最初強(qiáng)光使人目眩，什么也看不見。但過一會兒視力就恢復(fù)正常，這是視覺感受性降低的明適應(yīng)。除了視覺適應(yīng)外，還有嗅覺、味覺等其他感覺的適應(yīng)。古語說“人芝蘭之室，久而不聞其香；人鮑魚之肆，久而不聞其臭”，這是嗅覺的適應(yīng)。適應(yīng)現(xiàn)象具有很重要的生物學(xué)意義，使人能在變化萬千的環(huán)境中，做出精確的反應(yīng)。(2)感覺的相互作用。感覺的相互作用一般是指一種感覺的感受性，因其他感覺的影響而發(fā)生變化的現(xiàn)象。這種變化也可以在幾種感覺同時產(chǎn)生時發(fā)生，也可以在先后幾種感覺中產(chǎn)生影響。一般的變化規(guī)律是：微弱的刺激能提高對同時起作用的其他刺激的感受性，而強(qiáng)烈的刺激則降低這種感受性。如，輕微的音樂聲可提高視覺的感受性，強(qiáng)烈的噪音可以引起對光的感受性降低。感覺的相互作用也可以發(fā)生在同一種感覺之間。最明顯的就是對比現(xiàn)象。如，“月明星稀”，天空上的星星在明月下看起來比較稀少，而在黑夜里看起來就明顯地增多；灰色的長方形放在黑色背景上看起來要比放在白色背景上更亮些。這些是同時性對比。在吃過甜點心之后再吃蘋果，蘋果變得發(fā)酸，而吃了酸蘋果之后再吃甜點心，點心就顯得格外甜。這是相繼性對比。教師在使用直觀教具和組織教學(xué)時，應(yīng)充分考慮感覺的相互作用和對比規(guī)律。例如，淺色的教具可放在黑板前演示，深色的教具可放在白墻前演示。要使學(xué)生區(qū)分出地圖上的不同部位，就可以著上紅綠或黃藍(lán)等對比色。在進(jìn)行字詞教學(xué)時，把不易分辨的形近字：辨、辮、辯的中間部分用紅筆寫，以示醒目。在組織學(xué)生進(jìn)行觀察自然現(xiàn)象、圖片或閱讀課文時，教師的講解、提示的聲音不宜過高，更不允許周圍大聲喧嚷，以免影響學(xué)習(xí)的效果。

(3)感受性與訓(xùn)練。前面提及的兩種感受性的變化是暫時的，有一定的時限。要使個體感受性從根本上提高，則與實踐活動的訓(xùn)練有關(guān)。在人們的生活實踐中，因?qū)嵺`活動的需要，對某種感覺做長期的、精細(xì)的訓(xùn)練，能使感受性大大超過其他人。如，煉鋼工人能夠根據(jù)鋼水的火花判斷爐內(nèi)溫度的高低；染料工人能夠分辨出幾十種濃淡不同的黑色；有經(jīng)驗的面粉工人能夠單憑觸覺，摸出面粉的質(zhì)量以及辨別出這種面粉是由哪個地區(qū)生產(chǎn)的麥子磨成的。此外，由于某種原因造成喪失一種感覺能力的人，他們其他感覺能力會由于代償而得到特殊的發(fā)展。如，聾啞人的視覺特別敏銳，盲人的聽覺和觸覺特別發(fā)達(dá)。受過專門訓(xùn)練的小學(xué)生，能敏銳地辨別相差1/2音高的兩個音，而沒有受過專門樂器訓(xùn)練的小學(xué)生，就是對相差一個音階的兩個音都不易區(qū)分。所有這些事例說明，人的各種感覺能力都蘊藏著極大的發(fā)展?jié)摿?，?jīng)過專門訓(xùn)練可以不斷發(fā)展和完善起來。小學(xué)生的學(xué)習(xí)活動能有效地促進(jìn)他們的感受性的提高。如音樂、朗讀能發(fā)展兒童的純音聽覺和語音聽覺能力，繪畫能發(fā)展兒童的視覺能力，手工、泥塑能發(fā)展兒童的觸覺能力，體育能發(fā)展兒童的運動覺、平衡覺的能力等等。教師要充分利用各種教學(xué)和課外活動，有意識地對兒童的各種感覺能力加以訓(xùn)練和培養(yǎng)。

知覺：

人對于客觀事物能夠迅速獲得清晰的感知，這與知覺所具有的基本特性是分不開的。知覺具有選擇性、理解性、整體性和恒常性等特性。

一、知覺的選擇性

知覺的選擇性在于把一些對象（或?qū)ο蟮囊恍┨匦浴?biāo)志、性質(zhì)）優(yōu)先地區(qū)分出來?？陀^事物是多種多樣的，人總是有選擇地以少數(shù)事物作為知覺的對象，對它們的知覺格外清晰，被知覺的對象好像從其他事物中突出出來，出現(xiàn)在“前面”，而其他的事物就退到后面去了。與此相關(guān)的生理基礎(chǔ)是：大腦皮層中一個興奮中心占優(yōu)勢，同時皮層的其余部分受抑制。知覺的選擇性揭示了人對客觀事物反映的主動性。

知覺的選擇性依賴于個人的興趣、態(tài)度、需要以及個體的知識經(jīng)驗和當(dāng)時的心理狀態(tài)；還依賴于刺激物本身的特點（強(qiáng)度、活動性、對比）和被感知對象的外界環(huán)境條件的特點（照明度、距離）。

二、知覺的理解性

知覺的理解性表現(xiàn)為人在感知事物時，總是根據(jù)過去的知識經(jīng)驗來解釋它、判斷它，把它歸入一定的事物系統(tǒng)之中，從而能夠更深刻地感知它。這就是知覺的理解性。

從事不同職業(yè)和有不同經(jīng)驗的人，在知覺上是有差異的。如工程師檢查機(jī)器時能比一般人看到、聽到更多的細(xì)節(jié)；成人的圖畫知覺與兒童相比，能更深刻地了解圖畫的內(nèi)容和意義，知覺到兒童所看不到的細(xì)節(jié)。

影響知覺理解性的條件有三個。

1．言語的指導(dǎo)作用

言語是語言在交際過程中的應(yīng)用。人的知覺是在兩種信號系統(tǒng)的協(xié)同活動中實現(xiàn)的，詞的作用有助于對知覺對象的理解，使知覺更迅速、更完整。例如，天空中的云彩，自然景色中的巨石形狀，在感知時加以詞和言語的指導(dǎo)，很快就能知覺到。

2．實踐活動的任務(wù)

當(dāng)有明確的活動任務(wù)時，知覺服從于當(dāng)前的活動任務(wù)，所知覺的對象比較清晰、深刻，任務(wù)不同對同一對象可以產(chǎn)生不同的知覺效果。比如，對天安門的素描和用文字的描寫，任務(wù)不同，感知效果就不同。

3．對知覺對象的態(tài)度

如果對知覺對象抱著消極的態(tài)度，就不能深刻地感知客觀事物；只有對知覺對象發(fā)生興趣，抱積極的態(tài)度才能加深對它的理解。

三、知覺的整體性

人在知覺客觀對象時，總是把它作為一個整體來反映，這就是知覺的整體性。知覺對象是由許多部分組成的，各部分具有不同的特征，但是人們并不把對象感知為許多個別的、孤立的部分，而總是把它知覺為一個統(tǒng)一的整體。它是客觀對象的許多部分形成的復(fù)合刺激物，大腦皮層對復(fù)合刺激物的各個組成部分及其相互關(guān)系，進(jìn)行分析、綜合，從而反映客觀對象各種屬性的關(guān)系，形成關(guān)于對象的完整映象。例如，走進(jìn)教室，人們不是先感知桌椅，后感知黑板、窗戶……而是完整地同時反映它們。

知覺的整體性是多種感知器官相互作用的結(jié)果。知覺的整體性與感知的快慢，同過去經(jīng)驗和知識的參與有關(guān)，閱讀速度就是隨著人的閱讀經(jīng)驗的積累及把較小的單元（詞）組成較大的單元（句子）而逐漸加快的。

四、知覺的恒常性

當(dāng)知覺的條件在一定范圍內(nèi)發(fā)生改變時，知覺的映象仍然保持相對不變，這就是知覺的恒常性。例如，對過去認(rèn)識的人，決不會因為他的發(fā)型、服裝的改變而變得不認(rèn)識；一首熟悉的歌曲，不會因它高八度或低八度而感到生疏，或因其中個別曲子走調(diào)，就認(rèn)為是別的歌曲；教師判斷學(xué)生的錯別字，如“尖瑞科學(xué)”，不會因“端”字寫成了“瑞”字，而不去感知尖端科學(xué)。

知覺的恒常性對生活有很大的作用，正確地認(rèn)識物體的性質(zhì)比單純地感知局部的物理刺激物有較大的實際意義，它可以使人們在不同情況下，按照事物的實際面貌反映事物，從而能夠根據(jù)對象的實際意義去適應(yīng)環(huán)境。如果知覺不具有恒常性，那么個體適應(yīng)環(huán)境的活動就會更加復(fù)雜，在不同情況下，每一認(rèn)識活動，每一反應(yīng)動作，都要來一番新的學(xué)習(xí)和適應(yīng)過程，實際上也就是使適應(yīng)變?yōu)椴豢赡艿牧恕?/p>

第五篇：ugwave技術(shù)在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用

UGWAVE技術(shù)在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)

計中的應(yīng)用

1.前言

NX被當(dāng)今許多世界領(lǐng)先的制造商用來從事概念設(shè)計、工業(yè) 設(shè)計、詳細(xì)的機(jī)械設(shè)計以及工程仿真和數(shù)字化的制造等各個領(lǐng)域，是當(dāng)前世界主流CAD/CAM軟件之一。洪都航空工業(yè)集團(tuán)公司是國內(nèi)探索CAD/CAM/CAE/CAT技術(shù)較早的單位之一。早在70年代初期，就在某飛機(jī)研制中建立了飛機(jī)的局部外形數(shù)學(xué)模型。1987年公司引進(jìn)美國UGII軟件用于K8飛機(jī)研制。為了使更多的新品在設(shè)計制造中廣泛地 應(yīng)用 CAD/CAM技術(shù)，公司從1997到2003年又連續(xù)多次從美國UGS公司引進(jìn)了大型CAD/CAM軟件UGII和PDM軟件Teamc，裝機(jī)量達(dá)200多臺，在某高級教練機(jī)飛機(jī)的研制過程中，大量采用了UG進(jìn)行數(shù)字化與制造。從 理論 外形建模到結(jié)構(gòu)件、系統(tǒng)部件的三維模型詳細(xì)的關(guān)聯(lián)設(shè)計取得了良好的效果。

從洪都集團(tuán)以往的實踐來看，推廣應(yīng)用

CAD/CAE/CAM/CAT/PDM技術(shù)，是提高產(chǎn)品質(zhì)量，增強(qiáng) 企業(yè) 應(yīng)變能力和國際競爭能力的必備手段。飛機(jī)設(shè)計與制造過程的全過程采用CAD/CAE/CAM/CAT/PDM技術(shù)進(jìn)行設(shè)計制造對于提高飛機(jī)的制造質(zhì)量、縮短飛機(jī)研制和批產(chǎn)制造周期具有重要意義。

2.相關(guān)性設(shè)計的必要性

在飛機(jī)型號研制過程中，實行并行工程是縮短研制周期、加快上市時間的關(guān)鍵，而并行工程實行的好與否關(guān)鍵在于從總體氣動外形設(shè)計與各個結(jié)構(gòu)詳細(xì)設(shè)計、各個結(jié)構(gòu)設(shè)計系統(tǒng)與輔助系統(tǒng)之間實現(xiàn)最大可能的關(guān)聯(lián)設(shè)計，甚至產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計與工裝設(shè)計之間的最大可能的關(guān)聯(lián)設(shè)計。當(dāng)前該型號的各功能部件設(shè)計之間的協(xié)調(diào)性主要是靠UG的關(guān)聯(lián)設(shè)計WAVE來保證和進(jìn)行，同時關(guān)聯(lián)設(shè)計模塊UGWAVE的應(yīng)用還是在PDM的環(huán)境支持下進(jìn)行的。

3.自頂向下的WAVE設(shè)計 方法

3.1基本概念

控制結(jié)構(gòu)（Controlstructure）：傳遞飛機(jī)全局性的

參數(shù)、外形、基準(zhǔn)位臵等約束條件至零件進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計的樹狀結(jié)構(gòu)，在Teamc

Engineering中體現(xiàn)為產(chǎn)品裝配結(jié)構(gòu)?？梢杂卯a(chǎn)品結(jié)構(gòu)編輯器（PSE）編輯。

起始部件（StartPart）：包含零件詳細(xì)設(shè)計所必需的各種約束條件（即link鏈接關(guān)系）的Ugpart文件。對于不同零件所需的不同約束條件，通過CopyGeometrytoPart來包含不同的約束條件，可以通過引用集的區(qū)分不同的幾何體。

鏈接零件（LinkPart）：產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹和控制結(jié)構(gòu)樹發(fā)生關(guān)聯(lián)的UGPart文件，在其中進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計，使其成為產(chǎn)品結(jié)構(gòu)樹中的零件或部件。

根據(jù)以下兩點決定不用CreateLinkPart，而采用CopyGeometrytopart：

根據(jù)保密要求只能提供必要的基準(zhǔn)信息到具體的零件UGPart，而CreateLinkPart會將基準(zhǔn)文件的所有信息一起鏈接到具體的零件UGPart；而采用CopyGeometrytopart可以選擇部分基準(zhǔn)信息鏈接到具體的零件UGPart.CreateLinkPart會將基準(zhǔn)文件的所有信息一起鏈接到具體的零件UGPart，這樣會將多余的基準(zhǔn)信息傳遞到具體的零件UGPart，造成基準(zhǔn)信息冗余，在進(jìn)行WAVEUpdate時加大 計算 機(jī)系統(tǒng)負(fù)擔(dān)；而采用CopyGeometrytopart可以選擇部分基準(zhǔn)信息鏈接到具體的零件UGPart，確保具體的零件UGPart的數(shù)據(jù)量最小，提高計算機(jī)處理的效率。

StartPart

與

Part

之間的關(guān)聯(lián)：CopyGeometrytopart.從StartPart通過選用不同的UG對象來生成不同的LinkedPart.3.2WAVE控制結(jié)構(gòu)體系

WAVE的結(jié)構(gòu)體系應(yīng)采用自頂向下的設(shè)計方法，結(jié)構(gòu)體系根據(jù)系統(tǒng)的復(fù)雜性來確定。

a）各個WAVE結(jié)構(gòu)采用UGPart來實現(xiàn)。（可以用或不用裝配的方式來體現(xiàn)結(jié)構(gòu)，總體理論外形與子系統(tǒng)理論外形和子系統(tǒng)設(shè)計基準(zhǔn)不需用裝配的方式來體現(xiàn)。）

b）各個WAVELINK必須采用自頂向下的鏈接方式。

以確保不會產(chǎn)生循環(huán)鏈接的情況發(fā)生。

c）功能級或部件級的WAVE結(jié)構(gòu)中包括本功能或部件的幾何元素和設(shè)計基準(zhǔn)。

d）部件級的WAVE結(jié)構(gòu)并不是必須的。

3.3飛機(jī)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)體系

a）零件中所需的設(shè)計元素（設(shè)計基準(zhǔn)和外形曲面）從控制結(jié)構(gòu)（WAVE源）中鏈接。

b）原則上詳細(xì)設(shè)計的零件與零件之間不進(jìn)行WAVE鏈接。如需進(jìn)行WAVE鏈接，應(yīng)確保不會產(chǎn)生循環(huán)的鏈接情況發(fā)生。

c）幾何體的鏈接原則：統(tǒng)一、清晰。

4.WAVE應(yīng)用在后機(jī)身的實例

以L15后機(jī)身為例，介紹控制結(jié)構(gòu)的構(gòu)建方法：

a）先在Teamc

Engineering中構(gòu)建后機(jī)身WAVE總控PSE結(jié)構(gòu)，它與UG中的裝配文件結(jié)構(gòu)保持同步；

b）后機(jī)身WAVE總控文件L15_RearWAVE_CS由后機(jī)身外形鏈接L15_RearFuselage_Link（它是后機(jī)身外形是通過WAVE_Link的

方式從理論外形中鏈接的）和L15_RearFuselage_Datums后機(jī)身設(shè)計基準(zhǔn)（后機(jī)身中所用的設(shè)計基準(zhǔn)在此文件中創(chuàng)建）組成；其中文件L15_RearFuselage_Link和L15_RearFuselage_Datums是后機(jī)身子系統(tǒng)級控制。

根據(jù)建模功能需要，可以建立功能級WAVE結(jié)構(gòu)控制，如：

L15_RearFuselage_Kuang2后機(jī)身框內(nèi)形控制

L15_RearFuselage_CH后機(jī)身長桁控制

L15_RearFuselage_CM后機(jī)身艙門控制

L15_RearFuselage_HBT后機(jī)身后邊條控制

L15_RearFuselage_LBL后機(jī)身兩邊梁控制

L15_RearFuselage_CWZL后機(jī)尾垂整流包皮控制

L15_RearFuselage_KG后機(jī)身口蓋

L15_RearFuselage_Kuang1后機(jī)身框外形控制

L15_RearFuselage_Datum_C后機(jī)身長桁設(shè)計基準(zhǔn)

L15_RearFuselage_wpk發(fā)動機(jī)尾噴口控制

由于后機(jī)身艙門包括了前艙門，中艙門，后艙門以及有許多鎖扣位臵，隔板，桁條等結(jié)構(gòu)，針對后機(jī)身艙門控制的復(fù)雜性，還可以創(chuàng)建部件級的WAVE控制結(jié)構(gòu)。

L15_RearFuselage_CM后機(jī)身艙門控制

L15_CM_CH_AXIS_LINE

L15_RearFuselage_CM_HCM

L15_HCM_xiaxie_36_37

L15_HCM_xiaxie_37_38

L15_HCM_xiaxie_38_39

L15_RearFuselage_CM_xincai

L15_RearFuselage_CM_zxc_1_2

L15_RearFuselage_CM_zxc_2_3

L15_RearFuselage_CM_zxc_3_4

L15_RearFuselage_CM_zxc_4_5

L15_RearFuselage_CM_xincai_1_2

L15_RearFuselage_CM_xincai_2_3

L15_RearFuselage_CM_xincai_3_4

L15_RearFuselage_CM_xincai_4_5

通過上面幾種 方法 將各級控制幾何和設(shè)計基準(zhǔn)構(gòu)造出來：將整個后機(jī)身各個子系統(tǒng)、功能結(jié)構(gòu)和部件結(jié)構(gòu)的裝配傳遞關(guān)系明晰出來，將公共幾何在控制結(jié)構(gòu)中構(gòu)造出來，形成詳細(xì)設(shè)計的基礎(chǔ)。

5.后記

通過實際項目的實踐，我們充分體會到了UG/WAVE的強(qiáng)大功能，以及對實際工程 問題 的適應(yīng)性；如：

a）WAVE符合我們傳統(tǒng)設(shè)計過程中的自頂鄉(xiāng)下的設(shè)計思路和設(shè)計方法；即先進(jìn)行總體布臵，再進(jìn)行子系統(tǒng)和部件及零件設(shè)計；

b）由于根據(jù)總體布臵設(shè)計、打樣設(shè)計階段和詳細(xì)設(shè)計階段的需求設(shè)計了整個WAVE結(jié)構(gòu)，使任務(wù)分發(fā)成為可能；

在設(shè)計過程中，設(shè)計主管負(fù)責(zé)WAVE結(jié)構(gòu)的構(gòu)建和公用幾何、設(shè)計基準(zhǔn)的建立，并進(jìn)行任務(wù)分發(fā)，一般設(shè)計人員進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計；使得大家的職責(zé)比較明確，工作比較順利；

c）真正用機(jī)身的 理論 外形和設(shè)計基準(zhǔn)控制了整個后機(jī)身的其他子系統(tǒng)和部件的設(shè)計；而且是集中控制，如某個設(shè)計基準(zhǔn)需要更改，我們現(xiàn)在只需要更改一個地方，其它部分均會自動更新；保證整個后機(jī)身結(jié)構(gòu)的一致性，避免錯誤；

d）由于在后機(jī)身設(shè)計中有大量的公用幾何體，采用WAVE結(jié)構(gòu)后，節(jié)省了大量的重復(fù)建模時間，且保證公用部分模型的一致性；也節(jié)省以后修改的時間；大大提高了設(shè)計的效率；

e）WAVE的設(shè)計思路比較清晰，可以作為樣板供以后的項目 參考 使用；

f）為保證用WAVE方式設(shè)計的零部件能夠更新，要求必須用參數(shù)進(jìn)行建模，建模過程比須清晰，也迫使大家提高了建模的水平；

我們將進(jìn)一步 研究 WAVE的 應(yīng)用 技術(shù)，爭取實現(xiàn)整機(jī)的關(guān)聯(lián)設(shè)計和并行設(shè)計；為進(jìn)一步提高的我國航空 工業(yè) 水平出一份力。