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铝合金轮毂设计的技术美学基础及应用研究

孙利  
【摘要】:技术美学是在艺术与技术融合的基础上产生和发展起来的一个新的学科领域,其本质是在产品设计过程中追求美学与技术的相对平衡和最佳效果。轮毂做为汽车的一个重要零部件,其设计应在美学与工程方面做出双重考量,需要造型设计师和技术工程师密切配合协同完成任务。然而,目前在生产实践中,两方面的工作脱节现象还比较严重,轮毂造型设计师只专注造型创意,技术工程师则更多关注产品的可靠性和可制造性。在铝合金轮毂的设计研发阶段,实现二者之间的最佳平衡是本文研究工作的主要出发点。本文根据在轮毂设计研发过程中应该引入技术美学的设计理念,给出了基于技术美学思想的轮毂设计研发流程。基于产品设计的造型美学和平面构成理论,针对轮毂产品特有的中心对称发射功能结构形式,通过对静态轮毂的造型美学表征的解析及与生物遗传规律的比较,提出轮毂具有“V形记忆曲线”的美学结构和造型基因特征。运用感性工学方法,研究了不同群体对轮毂风格的感性认知差异,并通过对问卷调查的量化分析,得到了轮毂风格意象与造型要素之间的关系,使设计师通过造型所传递的感性意象能与消费者接受的感性意象形成共鸣。建立了具有黄金分割比例和符合渗流美学规则的五辐15×6J简约型风格轮毂模型,通过以消费者满意度为核心指数的视觉美学实验的调查研究,得到了符合消费者视觉美学规律的五辐15×6J简约型风格轮毂的单根轮辐宽度范围值。通过CATIA软件建立了6个五辐15×6J简约型风格6061铝合金轮毂的虚拟台架试验有限元模型,采用ABAQUS有限元分析软件,进行了弯曲疲劳、径向疲劳和13°冲击虚拟台架试验有限元分析,得到了轮毂正面和背面容易失效或破坏的部位及其变化规律,为设计师和工程师在轮毂设计实践时提供准确的工程指导。


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