产品设计考研(产品设计考研考什么)

产品设计考研(产品设计考研考什么)

产品设计考研，产品设计考研考什么

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在产品设计中，Creo应用比较广泛。通常来说，Creo产品设计的思路主要是基于自底向上设计（Down-Top Design）和自顶向下设计（Top-Down Design）展开的。

对于一些简单的定型产品、改良型产品，可以采用传统的基于自底向上设计（Down-Top Design）思路进行，先设计一个个零件，再逐步将设计好的这些单独零件装配起来，设计过程中零部件之间只存在简单的装配关系，并不存在设计参数的关联。这种设计思路、方法很容易掌握，是应用最广的设计思路，但同时这种设计思路、方法也存在诸多弊端，如各零件中的设计数据不具有关联性，设计修改只能一个零件一个零件地去修改而导致设计修改不便，多次修改还容易引起干涉等问题，零件装配操作也相对繁琐，因而设计效率较低。

现在一些新产品设计的周期在加快，使用基于传统的自底向上设计（Down-Top Design）思路已不能满足完全需求，此时可以采用基于自顶向下设计（Top-Down Design）的思路去设计产品。所述的基于自顶向下设计（Top-Down Design）思路其实就是以设计结果为导向，在遵循设计意图的前提下从整体的概念设计出发，规划好产品的层次结构并逐级细化，包括产品布局设计、层级结构设计、详细设计等，最后落实到产品的每个零件的设计。这种设计思路有利于产品从抽象到具体的一步步转换，可以从产品的外观造型出发对产品整体建模，接着根据零部件之间的配合关系拆分出各级零部件的模型，并可参照相互零件的关系进行零件的细节结构设计，最终完成整个产品设计，其设计数据关联性强，产品修改方便，比较典型的应用是使用骨架模型来确保设计意图，或者使用主控件设计方法等。通常利用骨架模型或主控件来创建产品的外观造型并根据零部件之间的配合关系建构用于拆画出各级零部件的曲面、草图等对象，当然不限于此，主要零部件的外观造型等数据可以由骨架模型或主控件模型传递而来。

与传统的自底向上设计（Down-Top Design）思路相比，自顶向下设计（Top-Down Design）思路具有以下明显优势。

1）自顶向下设计（Top-Down Design）思路更符合现代产品的开发过程，也更适应设计者的创新设计思维，是基于设计意图下的“总-分”设计，在设计中优先考虑产品要实现的功能和最终的外观造型，再根据功能和外观造型设计其相应的结构要素，以使结构和功能始终能有效地做到协调统一，不易跑偏。

2）通过骨架模型或主控件应用，能使底层零件与顶层设计信息存在数据关联，便于并行设计和设计修改，如果修改了骨架模型或主控件使顶层设计发生了变更，那么这些变更可以自动传递给受控的底层零件。

图1所示的Creo装配模型树显示的是一个应用了骨架模型的设计。

图1 应用骨架模型的设计

图2的功能手机则应用了主控件设计，主控件其实就是单独在零件设计模式下根据产品功能和外观造型等要求要构建好产品的形状，并以构建好各主要零件的分型曲面和相应的曲线。

图2 应用主控件的设计（功能手机设计）

3）设计好产品基本型后，可以通过修改顶层骨架模型或主控件，来获得同类产品的其他系列化设计形态。自顶向下设计（Top-Down Design）特别适合产品系列化设计，保持同系列产品的一致风格和类似结构，设计效率高，能大幅缩短开发周期。

下面以在Creo Parametric中进行产品结构设计为例，简述其设计过程。

1）在很多消费类电子产品中，产品的内部硬件布局LAYOUT大致决定了产品的外形尺寸和内部关键结构位置。因此，在设计初期，获取产品的硬件布局模型是很关键的，如图33所示（以某功能手机为例）。可以在Creo Parametric中根据硬件布局尺寸和硬件尺寸建模，也可以从第3方硬件布局软件导出相应的数据来生成或辅助生成。

图3 硬件布局LAYOUT模型

2）建立一个装配文件，导入硬件布局模型，再在装配中创建一个实体零件并激活它，根据硬件布局模型、功能、外观设计要求等确定该功能手机的外观模型，以及主要零件的分型曲面等，如图4所示（同样以某功能手机为例），此时需要充分考虑产品的拆分需求，确定产品内部的大体框架结构，即产品整机结构层次要清晰。也可以在装配中创建骨架模型来代替主控件，骨架模型可以理解为一个重要的3D参数化布局，在骨架模型中可以根据整机的硬件布局要求、结构层次规划，把各级装配中需要用到的曲面、曲线等外形信息和需要用到的基准面、基准坐标系、基准点等位置信息设计进来，作为共享数据来影响后面的零部件设计。

图4 主控件设计/骨架模型

3）在装配中创建相应的零部件，并进行整机结构详细建模。在装配中新建新零件后，可以采用多种方式来实现主控件模型或骨架模型到该新零件的数据共享，主要方式有“合并/继承”和“发布几何+复制几何”。其中，“发布几何”和“复制几何”特征是自顶向下的设计工具，它们配合使用，用于相互之间传递设计标准和数据。在一些大型设计中，使用参考顶层产品骨架的“复制几何”特征，每个设计组均可在其子装配中创建骨架模型，而无需访问顶层装配，由于每个组的骨架都包含复制参考，故每个人都使用相同的设计标准，保持着相同的关联性。

l“合并/继承”：可以将主控件、骨架模型中的所有几何特征复制合并/继承过来。

l“发布几何”：该特征包含独立的局部几何参考，不允许外部参考，它实际上是多个可复制到其他模型的局部参考的综合体。可以在零件、骨架和装配模型中创建“发布几何”特征，选择的参考几何必须在源模型中选择。例如，使用“发布几何”功能可以选择骨架模型中的几个几何特征作为一个整体提供给目标零件进行共享。

l“复制几何”：该特征用于在模型之间传播几何参考和用户定义的参数。在目标零件上使用“复制几何”，可以把骨架模型或主控件中发布的几何复制到目标零件中来，作为目标零件建模的基础和参考，同时可减少会话中的数据量，无需检索整个参考源模型。

4）在各个激活的零部件中进行细化结构设计，有些结构需要在建模过程中参考其他零部件。设计参考效果如图5所示。

图5

5）激活顶级装配，进行“全局干涉”“间隙”等相关检查，以检验是否有不必要的干涉状况，对于一些运动机构，还可进行运动仿真模拟等操作。如果发现有静态干涉、动态干涉情况，则认真分析，并想方设法改正、优化。

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