工业设计中节能技术论文提纲

论文题目：基于光学仿真的新光源产品工业设计研究

摘要：在国家大力倡导节能减排、绿色发展理念并加大力度扶持和发展新光源产业的背景下,LED（Light-emitting diode）终端产品的创新设计开发受到了产业界的高度重视,成为了开拓市场、提高产品附加值和竞争力的重要手段。随着科学技术的迅猛发展与人类对物质生活需求的提高,新光源产品的创新性与实用性的研究将会进一步得到重视。将光学仿真分析的理念与技术运用到产品工业设计开发流程中,能有效提高新光源产品设计的科学性与实用性,提升在后期应用阶段的用户满意度,增加产品的市场竞争力。目前,针对新光源产品的设计仍然存在一定的问题。设计师没有很好地发挥LED的特点和技术优势,同时缺少对照明产品在后期应用阶段的考虑,主要表现在:（1）沿袭传统光源设计的思路与方法,导致产品的功能与外观均与传统光源极为相似,没能合理利用新光源技术的优势与特点以实现真正的突破;（2）缺乏对新光源产品特点的研究,产品设计与照明设计脱节使设计方案与实际照明效果有较大差异;（3）由于国内LED企业普遍缺少工业设计团队,工业设计师也普遍缺乏对LED技术的了解,导致设计与最终生产制造之间严重脱节。本研究提出了基于光学仿真分析的新光源产品设计方法。通过对新光源产品的使用环境进行仿真模拟,根据特定光源的配光参数和照明属性,进行照明效果的仿真计算,确定最佳的照明位置与角度,获得一个指导照明产品工业设计开发的产品原型。上述基于光学仿真的设计方法还可以用来对已有的设计方案和产品进行照明合理性验证,找出产品设计中的问题并提出改进的建议。本研究以读写作业台灯为例进行了基于光学仿真的分析与设计。主要的工作内容包括:（1）研究和分析了读写作业台灯使用场景,并基于人机工程学理论确定的书桌合理尺寸,构建了读写作业台灯的照明环境并在DIALux中完成场景的建模;（2）结合国家相应标准、人机工程学等多项标准要求确定了读写作业台灯的多个光学性能标准;（3）通过光学仿真计算和分析,基于读写作业台灯的光度学性能标准,开展对读写作业台灯的模拟计算并完成产品原型表达;（4）基于产品原型进行深化设计并对最终设计方案进行基于光学仿真的评价分析,验证设计方案的光度学性能,同时说明本研究所提设计方法的可行性。

关键词：光学仿真;新光源产品;工业设计;读写作业台灯

学科专业：机械工程

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 课题的研究背景

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国外研究现状

1.2.2 国内研究现状

1.3 新光源产品工业设计的现状

1.4 研究目的与意义

1.5 研究的主要内容

第二章 光学仿真分析理论的研究

2.1 引言

2.2 光学仿真分析的原理及应用

2.2.1 光学仿真的基本原理

2.2.2 计算机辅助光学仿真分析

2.3 照明设计软件DIALUX

2.4 基于光学仿真分析的新光源产品工业设计方法

2.4.1 引入光学仿真分析的产品工业设计概念

2.4.2 基于光学仿真分析的产品工业设计流程

2.4.3 光学仿真分析的产品工业设计方法的特点

2.5 本章小结

第三章 照明环境的建立

3.1 引言

3.2 照明空间的搭建

3.2.1 书房的空间尺寸确定

3.2.2 书房的简化表达

3.2.3 书房照明要点

3.3 书桌模型的建立

3.3.1 书桌与人体的关系

3.3.2 书桌主要功能尺寸设计

3.3.3 在DIALux中建立书桌模型

3.4 台灯光学性能标准的确立

3.4.1 读写作业台灯性能要求

3.4.2 读写作业的作业面照度要求

3.4.3 照度信息计算范围的确立

3.5 本章小结

第四章 读写作业台灯照度的仿真分析

4.1 引言

4.2 读写作业台灯光源高度范围的初步确定

4.2.1 读写作业台灯光源的确定

4.2.2 照度仿真计算元件的绘制

4.2.3 初步确定读写作业台灯光源的高度范围

4.3 读写作业台灯光源高度范围的最终确定

4.3.1 照度仿真计算元件的绘制

4.3.2 最终确定读写作业台灯光源的高度范围

4.4 读写作业台灯原型的表达

4.5 本章小结

第五章 基于产品原型的台灯工业设计

5.1 引言

5.2 读写作业台灯的CMF研究

5.2.1 CMF设计的概念

5.2.2 读写作业台灯的色彩研究

5.2.3 读写作业台灯的材料研究

5.2.4 读写作业台灯的表面处理工艺研究

5.3 读写作业台灯工业设计示例

5.3.1 产品原型的应用说明

5.3.2 读写作业台灯造型设计示例

5.4 基于光学仿真的读写作业台灯评价分析

5.4.1 基于光学仿真的场景模拟

5.4.2 基于光学仿真的评价分析

5.5 本章小结

结论

参考文献

致谢

附录1 光源发光点位于不同位置高度时的照度信息