随着数字化技术的发展,材料作为设计要素在产品设计中的定位被重新定义。这种以材料为主导的设计趋势的出现,带来了设计模式的变革。在产业结构升级、企业转型的特殊时期,各行各业的市场竞争愈演愈烈。传统的产品设计模式下产品结构、形式和材料之间的关联程度低,容易出现设计断层,不足以适应多变的市场竞争。为了更好的保障企业的利益,应对设计新趋势下的挑战,本文在研究产品设计数字化趋势的基础上,从材料角度出发结合用户需求,构建了基于知情构造理论的产品设计模型,以应对材料思维导向的设计趋势变化。基于知情构造理论的产品设计模型以材料计算为基础,以用户需求为原点进行产品设计研究。基于用户需求综合考虑产品设计选材原则,通过甄别用户需求应用规则推理方法实现用户需求到材料属性需求的转变,以提高用户满意度;应用一步质量屋法和竞争性评估的熵分析法计算材料属性的主、客观权重以计算材料属性综合权重,结合模糊综合评价法计算备选材料的综合得分,依据得分确定产品设计的最优材料解。此过程中改善了传统产品设计选材过程过度依赖设计人员主观经验的现象,以融合主、客观属性的综合权重进行考量消除了单一权重选取造成的选材偏差的弊端。通过Ashby材料性能图法对比分析材料优选结果,验证其准确性,后续研究以此作为材料模块添加至有限元分析中,通过对产品结构的有限元分析,输出产品结构在环境变量的约束下的总形变、总应力结果,并以此为依据通过选定目标的拓扑优化方法合理安排材料排布,生成新的结构。通过自行车车架设计研究验证了此模型的可行性。基于知情构造理论的产品设计模型优化了传统的产品设计流程,以材料选择作为设计视角融合用户需求探讨了产品设计的新模式,合理的选择产品设计材料,规避了产品设计中部分风险;以有限元拓扑优化对产品结构进行了力学生形研究,实现了产品材料的高效应用,降低了产品设计开发成本。本模型丰富了新设计趋势下产品设计的内涵,为新形势下的产品设计提供了理论指导。