1.1参数化设计概述

如果从字面含义来理解，参数化设计就是“参数”化了的设计活动，“参数”是一个变量，也叫参变量，其概念源于数学，是表明任何现象，设备或某种工作过程中的某一种重要性质的量。作为一种参变量，“参数”在系统中充当关系组织者角色，它描述系统中各个要素的组成关系和运作方式，决定了系统的变化规则：在一个动态或开放的系统中，这种参数的变化会改变系统的内在秩序，这种参数组织的关系早期源于拓扑学思想(拓扑学研究的是几伺形体在连续形变之下保持不变的性质)，如此来理解“参数化设计”就是基于拓扑学思想的一种设计方法。然而，参数化发展至今，通过20多年的实践，参数化得益于计算机辅助技术的发展和复杂性科学思想的影响，“参数化设计”这一词汇有了更丰富的内涵和精神。

在徐卫国的《参数化设计与算法生形》一文中，清华大学建筑学院徐卫国教授说：“参数化设计是把影响建筑设计的多方面复杂因素作为设计过程中的前提并综合考虑，最终以物质形态的方式来解决设计中问题的一些方法”。软件参数模型给建筑设计带来了灵活性，可以满足设计过程中生命有机特性及动态连续复杂性的要求。当参数变量的大小值改变时，可以在已有参数模型上，改变输入信息得到新的结果，这样，设计结果变得可控，也使得设计效率大大提升。在刘金《门座起重机参数化建模与仿真分析》一文中，作者指出，“在对门座起重机进行安全评估时,存在大量结构类似的门座起重机,不同的只是一些尺寸参数,如果对每一台待评估门座起重机分别从头开始进行建模分析,这样势必会耗费大量时间,大大提高了人力成本,延长了向门座起重机使用单位出具评估报告的时间。为克服上述重复建模与分析带来的问题,引入参数化建模与仿真分析技术,提高仿真分析的效率。”不同行业领域的参数化设计中其参数化对象因子不同，但参数化作为一种设计方法论和大量的计算机使用联系在一起成为了大家的共识，并为设计工作带来了极大的便利。

1.2国内外研究现状

计算机技术是参数化设计的重要基础和手段，自20世纪60年代，计算机具备绘制直线功能，这使参数化设计成为可能。20世纪80年代以后，随着计算机硬件与软件的发展，数值设计、算法设计、面向对象设计、参数化设计等方法开始普遍应用。C·亚历山大与威廉·米歇尔解决了参数化设计中的最关键问题，C·亚历山大在《论形式的构成》一文中提出将设计理性化和逻辑化的概念，使计算机强大的计算功能得以应用到参数化设计过程中，米歇尔也是将工作的重点放在如何将设计过程转化为计算机过程。20世纪90年，西方国家就已经开设数字建筑设计的相关教学课程并设立相关研究机构，目前西方发达国家在该领域相对比较成熟。我国近几年参数化设计方法也有较大的发展，许多工程实践都采用了相关技术，比如北京的鸟巢就采用了参数化建筑设计方法。此外，国内的一些研究人员都对参数化技术在起重机领域的应用展开了广泛深入的研究。武汉理工大学的李勇智教授团队对一种新型的臂桥架起重机的参数化仿真进行了探讨,建立了起重机的参数化模型,在此基础上,对起重机进行了静力学分析、瞬态分析等；晋民杰等运用Creo和MATLAB软件对折臂式随车起重机进行了参数化动力学研究,为折臂式随车起重机的设计提供了一种高效便捷的方法；韩晓君等对一种新型壁行式悬臂起重机的参数化建模分析方法进行了研究,可对该型起重机在国内的研究发展提供一定的参考借鉴作用周奇才等利用APDL语言进行二次开发,建立了环轨式起重机参数化有限元模型,并对其进行非线性分析；郭建煌等对大型造船塔式起重机建立参数化模型,并在此基础上进行模态分析；吴淑芳等人对桥式起重机进行了参数化建模与仿真分析的研究,提高了仿真分析的效率。

1.3论文研究的目的及意义

参数化设计是基于复杂性科学理论基础的分形几何学在设计中的应用，是对传统的欧几里得几何的一次飞跃。参数化设计与传统设计的思维方法有很大不同，它是信息时代一系列科学、技术手段飞速发展并深刻影响设计之后而形成的一种必然的设计风格与设计语言。参数化设计无疑是人类设计史上的一次巨大的技术革新，迎合了现代社会对高效率、高性能设计过程的需求。本课题利用SolidWorks、VB和Ansys Workbench等软件对门座起重机总体与箱形臂架结构进行参数化设计，以及有限元分析，将丰富起重机参数化建模理论，并为广大相关领域设计人员提供借鉴和参考。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

2.1.1完成国内外门座起重机及箱形臂架参数化设计开发及应用的调研

了解国内外门座起重机箱形臂架参数化设计的发展情况，对目前的发展阶段有一定的了解，学习箱形臂架参数化设计开发领域的相关知识，了解箱形臂架的结构，功能和相关的设计方法，着重了解参数化设计的发展情况，对于未来的发展方向要心中有数，结合已有的参数化设计方案，吸收消化不断创新，在前人的基础上更进一步的学习研究。