“构思“设计”法将产品的方案设计分成“构思”和“设计”两个阶段。“构思”阶段的任务是寻求、选择和组合满足设计任务要求的原理解。“设计”阶段的工作则是具体实现构思阶段的原理解将方案的“构思”具体描述为：根据合适的功能结构，寻求满足设计任务要求的原理解。即功能结构中的分功能由“结构元素”实现，并将“结构元素”间的物理联接定义为“功能载体”，“功能载体”和“结构元素”间的相互作用又形成了功能示意图(机械运动简图)。方案的“设计”是根据功能示意图，先定性地描述所有的“功能载体”和“结构元素”，再定量地描述所有“结构元素”和联接件(“功能载体”)的形状及位置，得到结构示意图。Roper，H.利用图论理论，借助于由他定义的“总设计单元(GE)”、“结构元素(KE)”、“功能结构元素(FKE)”、“联接结构元素(VKE)”、“结构零件(KT)”、“结构元素零件(KET)”等概念，以及描述结构元素尺寸、位置和传动参数间相互关系的若干种简图，把设计专家凭直觉设计的方法做了形式化的描述，形成了有效地应用现有知识的方法，并将其应用于“构思”和“设计”阶段。从设计方法学的观点出发，将明确了设计任务后的设计工作分为三步：1)获取功能和功能结构(简称为“功能”)；2)寻找效应(简称为“效应”)；3)寻找结构(简称为“构形规则”)。并用下述四种策略描述机械产品构思阶段的工作流程：策：分别考虑“功能”、“效应”和“构形规则”。。矩阵设计法在方案设计过程中采用“要求—功能”逻辑树(“与或”树)描述要求、功能之间的相互关系，得到满足要求的功能设计解集，形成不同的设计方案。再根据“要求—功能”逻辑树建立“要求—功能”关联矩阵，以描述满足要求所需功能之间的复杂关系，表示出要求与功能间一一对应的关系。Kotaetal将矩阵作为机械系统方案设计的基础，把机械系统的设计空间分解为功能子空间，每个子空间只表示方案设计的一个模块，在抽象阶段的高层，每个设计模块用运动转换矩阵和一个可进行*作的约束矢量表示；在抽象阶段的低层，每个设计模块被表示为参数矩阵和一个运动方程。键合图法将组成系统元件的功能分成产生能量、消耗能量、转变能量形式、传递能量等各种类型，并借用键合图表达元件的功能解，希望将基于功能的模型与键合图结合，2结构模块化设计方法从规划产品的角度提出：定义设计任务时以功能化的产品结构为基础，引用已有的产品解(如通用零件部件等)描述设计任务，即分解任务时就考虑每个分任务是否存在对应的产品解，这样，能够在产品规划阶段就消除设计任务中可能存在的矛盾，早期预测生产能力、费用，以及开发设计过程中计划的可调整性，由此提高设计效率和设计的可靠性，认为专用机械中多数功能可以采用已有的产品解，而具提倡在产品功能分析的基础上，将产品分解成具有某种功能的一个或几个模块化的基本结构，通过选择和组合这些模块化基本结构组建成不同的产品。这些基本结构可以是零件、部件，甚至是一个系统。理想的模块化基本结构应该具有标准化的接口(联接和配合部)，并且是系列化、通用化、集成化、层次化、灵便化、经济化，具有互换性、相容性和相关性。。根据机械零部件的联接特征，将其归纳成四种类型：1)元件间直接*，并具有自调整性的部件；2)结构上具有共性的组合件；3)具有嵌套式结构及嵌套式元件的联接；4)具有模块化结构和模块化元件的联接。并采用准符号表示典型元件和元件间的连接规则
概念设计在设计人员中提得比较多,但人们往往片面地理解它,认为概念设计主要是用于一些大的原则,如确定结构方案,结构布置等。其实,在设计中任何地方都离不开科学的概念作指导。计算机技术的迅猛发展,为结构设计提供了快速、准确的设计计算工具。但不可迷信电脑,不能做电脑的*隶,应做电脑的主人。而人的设计,就是概念设计。有很多设计存在诸多缺陷,主要原因就是在总体方案和构造措施上未采用正确的构思,即未进行概念设计所致。1概念设计的意义及依据1.1概念设计的意义能做到结构功能与外部条件一致充分展现先进的设计发挥结构的功能并取得与经济性的协调更好地解决构造处理用概念设计来判断计算设计的合理性。1.2概念设计的依据结构总体系与各分体系的工作原理和力学性质设计和构造处理原则计算程序的力学模型和功能吸取或不断积累的实践经验。2概念设计的一般原则2.1选择合适的基础方案基础设计应根据工程地质条件,上部结构类型及荷载分布,相邻建筑物影响及施工条件等多种因素进行综合分析,选择经济合理的基础方案。设计时宜最大限度地发挥地基的潜力,必要时还应进行地基变形验算。基础设计应有详尽的地质勘察报告,对一些缺地质报告的小型建筑也应进行现场查看和参考邻近建筑*。一般情况下,同一结构单元不宜采用两种不同的类型。2.2合理选择结构方案一个成功的设计必须选择一个经济合理的结构方案,即要选择一个切实可行的结构形式和结构体系。结构体系应受力明确,传力简捷,同一结构单元不宜混用不同结构体系,地震区应力求平面和竖向规则。总之,必须对工程的设计要求、地理环境、材料供应、施工条件等情况进行综合分析,并与建筑、水、暖、电等专业充分协商,在此基础上进行结构选型,确定结构方案,必要时还应进行多方案比较,择优选用。2.3选用恰当的计算简图结构计算是在计算简图的基础上进行的,计算简图选用不当而导致结构安全的事故屡有发生,因此选择恰当的计算简图是保证结构安全的重要条件。计算简图还应有相应的构造措施来保证。实际结构的节点不可能是纯粹的刚结或铰结点,但与计算简图的误差应在设计允许范围之内。2.4正确分析计算结果在结构设计中普遍采用计算机技术,但由于目前*种类繁多,不同*往往会导致不同的计算结果。因此设计师应对程序的适用范围、技术条件等全面了解。在计算机辅助设计时,由于程序与结构某处实际情况不相符合,或人工输入有误,或*本身有缺陷均会导致错误的计算结果,因而要求结构工程师在拿到电算结果时应认真分析,慎重校核,做出合理判断。设计师的知识、经验还是不可缺少的。2.5采取相应的构造措施始终牢记“强柱弱梁、强剪弱弯、强压弱拉原则”注意构件的延性性能加强薄弱部位注意钢筋的锚固长度,尤其是钢筋的直线段锚固长度考虑温度应力的影响。除此之外,还应注意按均匀、对称、规整原则考虑平面和立面的布置综合考虑抗震的多道防线尽量避免薄弱层的出现以及正常使用极限状态的验算等等都需要概念设计作指导。
