基于感性工学和空气动力学的轿车造型优化设计

论文摘要

随着经济的发展和消费水平的提高,轿车已经成为人们信赖的交通工具。由于轿车的基本功能已经基本成熟,这样使得轿车的造型设计尤为重要。由于设计人员与顾客对产品的心理感知存在差异,轿车设计决策面临着如何识别顾客的感觉特性需求及如何将顾客的感觉特性需求整合到轿车设计过程中等关键问题。本文从以上问题入手,主要研究内容为：(1)通过视线追踪技术获取重要的轿车造型特征。(2)对轿车的侧视顶型特征线进行坐标点定义,对前脸的离散变量进行提取,生成可供选择的轿车造型图片,作为评价量表的图库,该部分主要是建立评价量表的图库。(3)收集筛选轿车造型感觉特性评价词对,构建轿车造型评价量表,该部分主要是研究如何建立评价量表。(4)感性偏好与感觉特性评价词对关系模型的构建,该部分是研究消费者感觉偏好与感觉特性评价词对关系模型的建立方法。(5)感性偏好与相关设计变量关系模型以及空气动力性与相关设计变量关系模型的构建,并将两个目标转化为一个目标：总偏好与设计变量的关系模型。该部分是在对产品感觉特性设计变量分析基础上,找出产品不同的相关设计变量取值及组合对总偏好的影响。(6)轿车造型特征的多目标优化设计,该部分是在确定某款车型的基础上,初始化遗传种群,以产品感觉特性与设计变量关系模型为适应度函数,在相关设计变量的取值范围内,代代遗传优化,寻找到最符合感性意象目标的设计变量取值。本文的研究成果可为设计人员在进行产品设计时提供一定的参考和理论依据,具有一定的借鉴意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 感性工学的相关概念
• 1.1.2 感性工学的重要性及其在轿车设计中的应用
• 1.2 研究目的和意义
• 1.2.1 研究目的
• 1.2.2 研究意义
• 1.3 研究内容与方法
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 研究方法
• 1.4 论文结构
• 第2章 文献综述与相关理论
• 2.1 文献综述
• 2.1.1 国外文献综述
• 2.1.2 国内文献综述
• 2.1.3 文献评述
• 2.2 轿车造型特征相关理论
• 2.2.1 轿车造型特征
• 2.2.2 轿车造型特征线的提取
• 2.2.3 轿车结构分析
• 2.2.4 空气动力学
• 2.3 主要统计方法
• 2.3.1 语义差异法
• 2.3.2 意象尺度法
• 2.3.3 因子分析
• 2.4 视线追踪技术
• 2.5 建模优化方法
• 2.5.1 形态分析法
• 2.5.2 最小二乘支持向量机
• 2.5.3 灰色预测
• 2.5.4 遗传算法
• 第3章 轿车造型感觉特性评价量表的构建
• 3.1 轿车造型感性评价词对的选取
• 3.1.1 初始评价词对的收集
• 3.1.2 代表性评价词对的筛选
• 3.2 轿车造型代表性图片的选取
• 3.2.1 使用眼动仪获取重要的轿车特征
• 3.2.2 轿车侧视顶型线的生成
• 3.2.3 轿车造型形态分析表的确定
• 3.2.4 轿车造型图片的生成
• 3.3 问卷调查及数据收集
• 3.4 感觉特性评价量表的确定
• 3.4.1 各意象语汇与总体相关性分析
• 3.4.2 因子分析与评价量表的建立
• 3.4.3 量表的信度与效度检验
• 3.5 本章小结
• 第4章 轿车造型特征模型的构建
• 4.1 感性偏好与感性意象词对关系模型构建
• 4.1.1 输入向量与输出向量的确定
• 4.1.2 最小二乘支持向量回归参数的确定
• 4.1.3 模型构建
• 4.1.4 模型验证
• 4.2 感性偏好与设计变量关系模型构建
• 4.3 空气动力性与设计变量关系模型构建
• 4.4 本章小结
• 第5章 轿车造型特征模型的优化
• 5.1 轿车造型特征模型构建
• 5.1.1 定义决策变量
• 5.1.2 建立目标函数
• 5.1.3 定义约束条件
• 5.1.4 模型的构建
• 5.2 模型优化
• 5.2.1 编写目标函数
• 5.2.2 编写约束条件
• 5.2.3 优化结果
• 5.3 最优轿车造型设计及结论验证
• 5.3.1 最优轿车造型设计
• 5.3.2 轿车造型优化模型算法验证
• 5.4 本章小结
• 第6章 总结与展望
• 6.1 论文的主要工作
• 6.2 论文的创新点
• 6.3 研究不足及展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录
• 附录A 轿车评价词对调查问卷
• 附录B 轿车造型的调查问卷
• 附录C MATLAB GA具箱操作截图