发布时间:2023-10-07 15:57:14
序言:写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁,我们为您精选了8篇的产品的结构设计原则样本,期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发,请尽情阅读。
【关键词】包装结构 宜人性 糖果包装
中图分类号:TS206 文献标识码:A
1 研究背景
当今的中国是一个供大于求、物质极大丰富的社会。产品的包装素有“无声推销员”的美誉,在激烈的市场竞争中有着举足轻重的地位。随着生活水平的提高,人们对包装使用时的舒适性和方便性提出了更高的要求[1]。但当前国内普遍不够重视包装结构的设计,“买椟还珠”、“华而不实”以及“金玉其外,败絮其中”等现象泛滥[2],导致市场上的产品包装结构功能不全,很难满足携带、存储以及销售方面的需要。因此对包装结构设计的重新思考势在必行。包装结构是包装功能实现的基础,具有的容装、保护、便利、陈列的功能,在包装工程中占据着十分重要的位置[5]。本文从包装结构功能出发,提出其设计除了考虑基本功能外,还应从人性化的方向去思考,进而更大限度地发挥包装结构的作用。
2 糖果包装结构宜人性设计
包装的宜人性设计即在设计中体现人性化,根据人们的行为习惯、人体的生理结构、人的心理情况、人的思维方式等等,在实现原有设计基本功能和性能的基础上,对产品包装进行优化,使消费者使用更方便、舒适[1]。
包装结构指包装设计产品的各个有形部分之间相互联系相互作用的技术方式。简而言之,宜人性的糖果包装结构就是以人为本的包装结构。根据市场调查,糖果消费者集中于年轻人和儿童,因此本文主要设计了针对年轻人和儿童的糖果包装。
2.1 年轻人
许愿星(wishing star):属于情趣性结构设计,针对年轻人爱幻想的特点,制作了五角星形状的包装,有梦想成真的寓意,用做许愿糖非它莫属。这款包装独特新颖的结构满足了现代年轻人的审美情趣,抓住年轻人的心理特征,会是一款很受年轻人青睐的包装。如图1所示。
2.2 儿童
(1)快乐家家车(Happy truck):这个结构很有童趣,是个大卡车形状,属于造型式结构设计。此结构抓住了孩子天真浪漫且好奇心旺盛的性格特点,能够满足小朋友的好奇心,吸引他们的注意力。如图2所示。
3 糖果包装结构设计的宜人性设计形式
方便性结构:糖果类包装的方便性结构主要形式是手提式纸盒,有便于消费者携带的提手。提手的设计可使整个包装在方便消费者使用、提携的同时,给予包装富有生气的外观,提高包装档次。
花式结构:花式纸盒的种类非常多,盒体通常采用一些变形设计,如斜线设计、曲线设计、边或角的反揿设计等,使纸盒的边产生一些不规则的曲线或花边,具有良好的视觉效果[2]。
造型式结构:这种纸盒结构多采用拟态设计的方法,即模拟自然界某些动植物的形态以及人造的一些形态进行纸盒的设计。拟态设计不是简单的外形模仿,而是采用几何化的处理手法,抓住模拟对象的典型特征进行简化、夸张和变形[2]。
情趣性结构:情趣即情和趣。情是指情感、情调,趣是指趣味、乐趣。包装结构的情趣化设计即是通过结构的设计来表现某种特定的情趣,使商品富有情感色彩[3]。
4 糖果包装宜人性结构设计原则
理性化:理性化原则即应用先进正确的设计方法、合适的结构材料以及加工工艺,使设计标准化、系列化和通用化,符合有关法规。同时还应将包装的可靠性和经济性考虑进去,合理选择材料,减少成本,不盲目追求新颖繁复的造型,而是追求合理可靠、环保节约而又不失美感的结构。
功能性:宜人性包装结构的设计要满足包装的保护、方便以及促销等基本功能。在包装设计中,功能是结构的前提,结构是功能的必要手段。
人性化:人性化设计是以设计的理性化和功能性为前提条件。若包装设计偏离科学结构的理性化和合理的功能性,人性化将走向极端,最终将违背人性[6]。所谓人性化原则即包装结构在消费者携带和使用过程中尽量体现出对人的关心,体现出便利性,便于销售、使用,便于开启、重封等。优秀的人性化设计不仅可以为人们的生活工作提供便利,也能在很大程度上影响人们对自己、对生活、对社会的情感表达和看法。
个性化:产品设计的个性化是指,根据消费者的个性差异,从同类产品中突现自身产品的独特个性,从而引起消费者的注意和喜爱[7]。不同的消费群体的生活习惯和使用习惯是各不相同的,不同地域、文化、民族背景下的人们的审美情趣也各不相同,这就要求宜人性包装结构设计做到满足目标消费群体的个性化要求。
结语
本文结合糖果包装结构的现状与发展趋势,分析了宜人性包装结构设计的意义及其重要性,并根据年轻人和儿童不同消费群体的特点自行设计了许愿星和快乐家家车等宜人糖果包装结构。最后根据查阅的资料和自己的设计总结了宜人性包装结构设计的原则。
宜人性设计的真谛是要做“以人为本”的设计,将消费者作为包装的最终服务对象考虑到设计中去。注重包装结构的人性化设计的同时,也要注重理性化,在实现包装功能的基础上满足消费者的审美等其他要求。
参考文献
[1]李成,董银霞.产品包装设计中的“以人为本”[J].包装工程,2012(10):110-113.
[2]杜玲林,吕培.浅析情趣化产品概念[J].艺术与设计,2010(04):
177-178.
[3]段瑞侠,刘雪莹,陈金周.纸盒结构设计中要考虑的几个要素[J].包装工程,2008(12):242-244.
[4]陈芳.现代艺术品包装设计存在的问题及发展趋势[J].包装工程, 2014(08): 96-99.
[5]周家乐.包装结构设计新思维[J].包装工程,2008(08):233-234.
关键词:冰箱产品;塑料件;结构设计
中图分类号:TB657 文献标识码: A
一、新时期家电产品中塑料件结构设计中优化造型结构设计理念
1、外观形状设计
外观形状是产品使人体视觉上产生美感、进而达到心理上美的享受的商品的综合印象,要想使家电产品实现上面的效果,设计师在其中就扮演了重要的角色,设计师在外观设计的过程中,通常要通过外观设计中最重要的点、线、面和角等几何元素的综合应用,这些元素的综合应用可以创造家电产品外形的起伏、棱角、曲面和圆角等,从而实现这一效果。
2、图案纹理设计
图案纹理设计在家电产品的设计别重要,其设计内容主要包括:流行时尚和传统元素,对于流行时尚方面而言,要在流行时尚的设计理念的指导下来挖掘设计元素并且寻求设计思想,用图案纹理设计的表达效果给予合追求时尚和跟随流行的消费者一种鲜明的时代感和感染力。对于传统元素方面而言,要从传统元素这种设计思想的指导下寻求创作源泉和创作思想,赋予家电产品古老文明的内涵,通过这种创造给予消费者喜闻乐见的好感。
3、色彩设计
色彩设计主要从以下几方面的内容来设计:其一,家电产品的市场定位和对产品时尚潮流进行研究要从产品的功能和结构两方面来进行分析。其二,通过色彩设计给消费者创造一种温馨的家电环境,从而使使用者感受到家电产品带来的亲切感和愉。其三,家电产品的色彩设计可以实现其和周围环境形成一种和谐的基调,从而使使用者感受到温馨和舒适。
二、冰箱产品中塑料件的结构设计
1、壁厚的设计
壁厚的合理设计对一个塑料制品来说是至关重要的,制品的壁厚一般在1~6mm范围内,而最常用的壁厚数值为2~3mm。壁厚的设计与塑件尺寸有一定关系,其关系见表1。举例说明,在冰箱设计中,门体上下饰条的大面壁厚为2.5mm(材料为ABS),抽屉壁厚为2~3mm(材料为PS),挤出件设计要做到尽量壁厚一致,壁厚一般为2mm。过薄的壁厚不能保证制品的强度,过厚的壁厚要消耗大量材料、增加制品成型后的冷却硬化时间,此外还容易产生气泡、凹陷、夹心和收缩不均匀,从而造成应力集中。
壁厚的设计一般来说应遵循如下原则:制品的设计应尽量保证壁厚均匀,避免壁厚突然变厚或变薄;对于壁厚过厚的地方,采用增加工艺孔等方式去掉多余的壁厚,消除该处产生的内应力。
表1
2、脱模斜度的设计
为了塑料从模腔中脱出,在平行于脱模方向上的塑件表面上设有一定斜度,称之为脱模斜度。脱模斜度的大小取决于塑料的性质、收缩率的大小、制品的壁厚和形状,设计时一般考虑以下几种情况:制品形状复杂,深度较深,不易脱模的,塑料的收缩率大的,应选用较大的脱模斜度;制品尺寸精度要求高的,制品较高、较大的,应选用较小的脱模斜度。一般而言,对于透明GPPS材料的抽屉而言,脱模斜度在不影响外观和使用功能的前提下,应尽量大,正常情况下不小于2度。而对于ABS材料的其他零件,相应的脱模斜度可小些。
3、加强筋的设计
增加加强筋可以在不增加壁厚的情况下,使塑件强度和刚度提升,以节约塑料用量,减轻重量,降低成本。并有效防止塑件翘曲,还起到辅助浇道的作用。加强筋的设计要点:
用高度较低、数量稍多的筋代替高度较高的单一加强筋,避免厚筋底冷却收缩时产生表面凹陷。当筋的背面出现凹陷影响美观时,可采用装饰结构予以遮掩。
筋的布置方向最好与熔料的充填方向一致。筋的根部用圆弧过渡,以避免外力作用时产生应力集中而破坏。但根部圆角半径过大则会出现缩水现象。一般不在筋上安置任何零件。位于制品内壁的凸台不要太靠近内壁,以避免凸台局部熔体充填不足加强筋在防止制品变形、增加制品刚性方面的应用。为了防止正面收缩痕迹,尽量将与正面连接的壁厚减薄,如果强度有影响,可以将连接处局部减薄。一般而言,筋条的厚度为0.5~0.75倍的正面壁厚。
4、孔的设计
塑料制品上的孔通常有两种,一种是制品本身有各种用途的装配孔,另一种是为了改善制品的性能而设置的工艺孔,不管是哪一种孔,设计合理,就会有一个好的质量并且便于制品的成型。具体应用主要分三种情况:当制品需有侧孔时,往往会使模具增加侧抽芯机构,使模具的制造复杂化,因此应尽量改进设计,简化模具结构,确保顺利脱模;制品上孔的位置,应尽可能设置在不易削弱制品强度的位置上;对于脆性制品,相邻孔之间以及孔到制品边缘之间,要留有适当的距离,以防止在连接和固定制品时发生破裂。
三、新时期家电产品中塑料件结构设计中优化功能结构设计技术
1、优化几何形状设计
壁厚:从家电产品的经济角度分析,如果使用过厚的塑料件壁厚,过厚的塑料件壁厚不仅增加了家电产品原材料的成本,同时还有利于延长塑料件的使用周期,这样做的缺点就是会大大增加产品的材料费用和成本;过厚的塑料件壁厚在家电产品设计角度分析,很难达到均匀硬化的状态。太薄的塑料件壁厚太薄,在脱模过程和装配使用的过程中容易发生翘曲变形主要是由于刚度性能差和强度性能差的原因造成的。
2、优化装配设计
2.1塑料件之间的连接方式设计
自攻螺钉连接法有很多优点和特点,简单的模具加工和较好的装配强度是这种方法最好的优点,但这一方法也有其自身的缺点,这种方法需要多的自攻螺钉、较发杂的装配工序和较高的成本费用,同时这种方法在拆卸的过程中也比较繁杂。卡钩-扣位连接法相对于上述方法而言也有很多自身的优点和特点,其中,模具加工复杂是这种方法很大的特点,但这种方法还有很多优点,装配方便是这种方法最重要的优点,卡钩-扣位连接法要求卡钩-扣位之间松紧合适,满足这一要求是为了实现方便事后操作的目的。
2.2间隙配合设计
家电产品的塑料件成型后,会有一些很明显的缺点,塑料件成型后会产生误差,而这个误差产生的原因是多方面的,其一是因为塑料件成型后自身留有残余应力发生翘曲变形导;其二是模具加工制造造成的;其三是由于热胀冷缩造成的。所以,塑料件之间间隙配合不能偏大偏小,应该保持在合理的状态,因为塑料件之间缝隙超标是由于偏大的间隙配合造成的,还有,塑料件之间干涉是由于偏小的间隙配合造成的。
3、强度设计方案的优化
强度设计主要靠零件强度设计和连接强度设计这两种方式来实现其设计效果。决定零件强度的因素很多,其一,家电产品塑料件使用材料的壁厚;其二,所使用的塑料件材料的形状;其三,塑料件的加强筋和结构形式;这三个方面的原因是决定零件强度的主要原因。在加强连接强度的过程中可以选择多种方法,其中螺钉联接和卡钩-扣位联接这两种方式是主要的使用方式,要求在把握产品的总体外形尺寸上,从而加强强度设计方案的优化。
4、降低成本的设计优化
在塑料件的结构强度等各方面的条件满足塑料件的设计要求时,就可以减少塑料件的壁厚,从而达到降低材料成本的目的。当满足塑料件的结构强度和使用要求的条件时,可以减少无关紧要的加强筋的使用,在这一过程中还可以简化零件结构,从而实现零件简单实用的目标。采用低成本的塑料件表面处理工艺设计方案。
四、新时期家电产品中塑料件结构设计的一些建议
1、适应模具加工制造和注塑方面的设计创新
适应模具加工制造和注塑方面的工艺结构设计的创新中,对结构设计师的要求特别严格,结构设计师要充分考虑模具加工制造方面的问题,同时,适应模具加工制造和注塑方面的设计创新和对塑料件设计要以有利于成型、脱模和提高成品质量为设计原则,另外,适应模具加工制造和注塑方面的工艺结构设计的创新中结构设计师还要做到在满足几何形状设计的基础上,充分考虑塑料件结构的细节设计,同时还要让它与几何形状设计的思维方法一致。
2、适应批量生产方面的工艺结构的设计创新
适应批量生产方面的工艺结构设计创新,对结构设计师的要求较为复杂,其主要内容主要是指结构设计师在设计塑料件的过程中要考虑多方面的问题,其一,应该充分考虑生产线上的效率,例如,要创造出方便和快捷的员工装配和操作,这种方式就有利于提高生产效率和经济效益。其二,适应批量生产方面的工艺结构的设计创新离不开工艺结构设计、几何形状设计和成本设计的作用,要求结构设计师适应批量生产方面的工艺结构的设计创新的过程中统筹全局,还要注重细节。
结束语
新时期家电产品中塑料件结构的设计主要包括几方面的内容,其一是家电产品的造型结构设计,其二是家电产品的功能结构设计,其三是工艺结构设计,其中塑料件结构的功能结构设计家电产品结构设计的核心,其二和其三家电产品结构设计的基础,本文从这三方面对新时期家电产品中塑料件结构设计提出了一些创新性的建议。
参考文献
[1]杨德华,陈立新.浅谈冰箱零件结构设计方法[J].科技致富向导,2012,24:148-151.
关键词:高层建筑物;建筑地质;结构设计
中图分类号:[TU208.3]文献标识码:A文章编号:
高层建筑物的地质结构设计是一个高层建筑物设计的最关键的设计环节之一,高层建筑物的地质结构设计的好坏直接决定了高层建筑物的优劣。高层建筑物的设计主要包括了高层建筑物的造型设计、高层建筑物的工艺设计、高层建筑物的地质结构设计、高层建筑物的装饰设计以及高层建筑物的室内设计等等,其中,高层建筑物的造型设计和高层建筑物的装饰设计直接决定了高层建筑物的外观形象,高层建筑物的室内设计直接决定了高层建筑物的内在形象,而高层建筑物的工艺设计决定了高层建筑物的具体施工的细节,而对于高层建筑物来说,高层建筑物的地质结构设计则决定了高层建筑物的一切。
高层建筑物的地质结构设计的必要性
1.1 高层建筑物的后期位移决定了要进行地质结构设计
高层建筑物的设计类似于家具产品的设计,高层建筑物在存在一定的年限之后,它会产生很严重的位移现象,我们从物理学的角度来看,高层建筑物它是通过后期设计而坐落于地面的一个“产品”,它是人类活动的一个产物,因此,它不具备绝对的固定性,它在使用很多年之后也会出现变形和平移的现象。高层建筑物的后期位移这一固有的性质就决定了高层建筑物要进行很严谨的地质结构的设计。
1.2 高层建筑物的结构扭曲决定了要进行地质结构设计
我们应该充分的认识到高层建筑物的设计不仅仅是高层建筑物的外观设计,高层建筑物的设计应该考虑很多物理、数学的问题,而高层建筑物的结构扭曲问题就属于这一问题的范畴之内。高层建筑物的结构扭曲就是指高层建筑物在进行结构设计时没有遵循三个中心合一的原则,也就是说高层建筑物的建筑结构几何中心、高层建筑物的建筑结构刚度中心和高层建筑物的建筑结构重心没有交汇于一点。在实际的高层建筑物的地质结构设计中我们应该充分的考虑到高层建筑物的结构扭曲问题,应该有目的地选择高层建筑物的布局和高层建筑物的结构形式,使高层建筑物的地质结构设计充分符合高层建筑物的布局方式和高层建筑物的结构形式的原则,应该充分考虑高层建筑物的结构扭曲问题,使高层建筑物的地质结构设计达到三个中心合一的要求,这样我们的高层建筑物才不仅仅只有良好的外观,还能够达到为人们长期所用的最终目的。
1.3 高层建筑物的受力情况决定了要进行地质结构设计
我们可以以物理学方面的知识了解到高层建筑物的整个的受力情况:高层建筑物对地面有着很大的压力,而高层建筑物的底面对整个的受力影响很大,高层建筑物的底面主要影响着高层建筑物空间形式的水平和垂直方向上的受力情况,高层建筑物的底面对整个的受力影响非常大。通常来说,一个高层建筑物它具有很大的重量,高层建筑物的结构构件也很大,在结构的设计上要传递高层建筑物的本身的重量,而且要使高层建筑物的本身的重量垂直地作用于地面,而我们可以想象的到,高层建筑物它不同于普通的低层建筑物,它有着相当高的高度,高层建筑物的本身的高度越高,那么它的垂直方向上的受力就越强烈,也就意味着高层建筑物的地质结构设计的重要性越来越明显。因此,我们在进行高层建筑物的地质结构设计时,我们应当充分的考虑到高层建筑物的受力问题,应该有目的地选择高层建筑物的结构设计的形式,使高层建筑物的设计根本上区别于低层建筑物的设计,避免在高层建筑物的后期使用中出现许多由于受力而引起的众多问题。
2. 高层建筑物的地质结构设计的基本方法
2.1 合理地进行高层建筑物的初步设计
在整个的设计过程之中,笔者认为比较重要的就是设计的初步设计,当然,高层建筑物的设计也符合这一原则。高层建筑物的初步设计非常重要,它为后面的地质结构细节设计提供了最原始的数据,为后面的设计奠定了坚实的基础,没有高层建筑物的初步设计就不会有高层建筑物的地质结构设计和高层建筑物的施工工序。在高层建筑物的初步设计阶段中,我们应该依据高层建筑物的工程地质条件、高层建筑物上部的结构类型、高层建筑物的荷载的分布、高层建筑物相邻的各高层或者低层建筑物的影响与施工条件等等综合的因素开展高层建筑物的设计分析,挑选出符合经济合理原则的基础性方案。在高层建筑物的基础设计阶段,就要形成完整的地质勘察材料,对于部分缺乏地质报告的高层建筑物,也要实施现场查看,并参考附近高层或者低层建筑物的相关资料。总而言之,高层建筑物的初步设计相当重要,一个高层建筑物的好坏很大程度上取决于高层建筑物的初步设计,没有合理的高层建筑物的初步设计,那么就无法去谈论高层建筑物的设计。
2.2 合理地进行高层建筑物的地质结构设计方案的推敲
对于一个高层建筑物的地质结构设计或者说整个的高层建筑物的设计来说,我们都应该始终记得我们设计高层建筑物的最初目的,我们的最初目的还是获得最大限度的利益,所以在进行高层建筑物的地质结构设计或者说整个的高层建筑物的设计时,我们应该合理的选择比较经济的高层建筑物的地质结构设计方案,但是在选择比较经济的高层建筑物的地质结构设计方案的同时,我们也应该考虑高层建筑物的地质结构设计方案的可行性,高层建筑物的地质结构设计方案的可行性对于高层建筑物的地质结构设计来说非常重要,在进行高层建筑物的地质结构设计方案的推敲时,我们应该对高层建筑物的工程设计的要求、高层建筑物的材料供应以及高层建筑物的施工情况做出综合的分析,和水、暖、电等一起开展高层建筑物的设计协商,并以此为基础开展高层建筑物的结构选型,并确定合理的高层建筑物的地质结构设计的方案。
2.3 合理地进行高层建筑物的地质结构设计的预测
在进行完高层建筑物的地质结构设计方案的推敲之后,我们应该对高层建筑物的地质结构设计进行精确的计算和一定的预测。如今是一个科学技术高速发展的时代,我们有着很好的科学技术条件去进行高层建筑物的地质结构辅助设计,我们可以充分地利用计算机技术去进行精确的计算和预测,但是现在有很多高层建筑物的地质结构辅助设计的软件,我们应该合理的选用比较好的软件,如果没有选择很好的软件,我们可以通过不同的软件得到很多不一样的结果,作为高层建筑物的地质结构的设计人员来说,在利用软件进行精确的计算和预测之前,我们应该自己人工的进行精确的计算和预测,这样才能得到比较精准的结果。
3.结语
高层建筑物的地质结构设计对于一个高层建筑物的设计来说十分的重要,我们应该高度重视高层建筑物的地质结构设计,从上文我们可以了解到,高层建筑物的地质结构设计不是一蹴而就的,它是一个不断推敲和摸索的过程,其中充满了不确定的因素,在进行具体的设计中,我们应该注意本文所提及的内容。
参考文献:
关键词:建筑房屋;结构设计;优化方法;应用;
中图分类号:TU2文献标识码: A
建筑行业民用建筑市场的内需一直在随着现代人口的增长而不断扩大,这也间接推动了建筑行业朝着民用房屋结构方向发展。而现代社会也是一个追求高效和速度的时代,在现代房屋结构项目中,人们更追求的是高质量、高品位和低成本。因此,为了房屋建筑行业中获得成功,占有市场,现代建筑企业和设计师更多的在其房屋结构设计中使用了优化理论和方法,这样能够运用建筑工程、数学等等科学知识方法和现代化手段来最大程度上节约资源和成本,并确保工程的质量安全和经济效益都能够实现。下面文章简要探讨了建筑房屋结构设计优化的理念意义、方法原则和其具体应用。
一、简述建筑房屋结构设计优化及其意义
建筑房屋结构设计优化的理论主要是从其不断的实际应用中提炼出来的。顾名思义,建筑房屋结构设计优化就是对建筑房屋的整体结构和分化结构的设计进行优化处理处理,确保整体结构经济、实用、美观、大方、安全,对每部分细节都要做到尽善尽美。这才能够使得其设计产品在建筑结构设计作品中脱颖而出,才能够使得其设计作品得到大众和企业的认可。在建筑结构设计优化中,主要包括结构项目整体和项目具体分布结构的设计优化。项目整体结构主要就是要考虑其整个结构系统的设计、建筑群体围护结构等等设计。而项目具体分布结构则要考虑的是其房屋形体、内部结构分布、剪力墙等受力结构分布等等。
建筑设计师对于房屋结构项目进行优化处理也就是会对其作品的所有整体部分和细节部分进行精细琢磨,设计师们会广泛调查参考市场设计作品,对其设计作品进行再三计算和研究,这对于建筑产品质量而言,无疑有着极大的保障,因为设计师在对其作品精益求精的同时,也使得其对房屋结构的稳定安全和原材料等等元素都进行大量的演算和实践,因此设计产品质量是毋庸置疑的。与此同时,对房屋结构进行优化设计,是大量运用了科学知识,这能够充分运用其资源成本,使得其结构既安全、美观,又经济实用。而且通过调查发现,经过优化设计的房屋结构其质量和成本都远远要优于其他没有运用结构优化设计的。由此可见在现代建筑市场,运用优化设计理念和方法是实现建筑行业可持续发展的必要手段,也是提高现代人们生活质量,确保人们经济效益的重要途径。
二、建筑房屋结构设计优化的方法原则
一般来说,建筑房屋结构设计优化要遵循一些原则。首先就是要符合企业和社会大众的需要,也就是要确保建筑能够满足现代人们日常生活的基础功能,使得居住者能够生活方便、舒适。其次,要充分考虑使用者的健康安全,也就是在进行优化设计中,必须要把安全性和环保性放在第一位,要使得其作品能够长久使用,使得居住者舒适愉悦。然后,还要考虑到开发商的经济效益,因此设计师们在优化结构时,也要使得建筑项目资源分配最优化,尽力节省资源和成本。最后,建筑设计师在对其结构进行综合设计和考虑时,在充分结合前人的经验和时尚元素后,还要大胆进行创新,实验一些新的结构和思路,在设计过程中不仅仅要使得结构匀称规则,充分融合自己的设计理念和元素,还要按照建筑结构特点,尽量使得建筑结构的纵向功能齐全、承重应力均匀,刚柔度适中。这才是确保其设计作品获得成功的主要基础,也就是要使得其建筑设计作品在优化的同时,也要实用。
三、建筑房屋结构设计优化的具体应用
建筑设计师们在对房屋结构进行设计和优化时,一般会按照从总到分的步骤来进行。
首先就是对房屋整体结构进行优化设计。在设计优化项目整体模型和结构时,设计师一般会建立一个数学模型,也就是把影响结构设计效果和作用的元素作为设计变量元素,如结构安全稳定度、结构造价、应力约束、弹性约束等等,然后确立其模型的控制参数和目标,通过确定其房屋结构的约束条件,然后综合计算其结构的最优结果。简而言之,也就是把建筑结构设计的影响元素进行组合来代入到设计好的模式和函数中,运用数学知识方法来评比出最优结构。一般在进行计算时会大量运用到一些数学知识、如拉式乘法等等,而且其计算量也会很大,这是就会要求设计师根据优化结构模式,综合考虑其计算方法和变量来设计计算程序。通过这些步骤的计算和验证,逐步找出其设计中的不科学、不完善的地方,然后进行逐一改进优化,最后达到整体结构的完美。
然后就是对房屋分部结构的优化设计,这主要包括其房屋结构的基础拉梁、荷载、钢筋混凝土结构、建筑剪力墙结构等等进行优化处理。在房屋基础拉梁结构上,设计师一般会从其要求高度、层数来综合考虑其防震性和稳固性,然后对其基础桩基和基础拉梁的配筋率进行综合计算,确保整个拉梁基础和桩基能够和谐一致。在对房屋的荷载设计上,设计师也会充分考虑其施工地周围的土质状况,明确其地基的受力荷载状况,然后根据这些情况和风力、气候等等元素来设计其基础结构。在设计建造房屋的钢筋混凝土和剪力墙结构时,一般会采用准则方法的设计步骤,对结构整体受力和部件受力状况进行演算,通过核定其单元截面上的受力优化不断推进,从而得出整体结构受力的优化。通过这些步骤能够辅助设计师找出最适合、最低成本、最稳定安全的结构设计。
最后,在对其整体结构和分部结构都进行优化设计后,也要注意以下问题。一般来说,除了能够在书面上进行优化计算的结构外,建筑工程中也有其他部位构件能够进行优化处理,因此,设计师们在完成以上步骤后,也要综合考虑其设计原则规定和标准不断验证核算其构件截面结构,抱着精益求精的态度和鸡蛋里挑骨头的劲头来不断完善其结构的含金量和尺寸。与此同时,在实际施工过程中,可能会产生一些误差或者其他因素,对于其结构超限项目和软件结构模型也要随机应变,运用概念设计优化方法来调整其后期设计,使得其设计作品趋向科学、合理及优化。
结束语
综上所述,现在房屋建筑行业是追求经济效益和社会效益俱全的领域,在房屋建筑工程中,为了房屋项目工程的经济适用性、安全稳定性以及长久性,就必须要在其结构设计中和原材料等等上面下功夫。通过对房屋结构的整体和所有细化项目的优化处理,确保整个项目结构的所有部位都能够达到综合最优和平衡状态,使得项目的质量安全得到保障,促进项目的社会经济效益最大化,也是现代建筑设计师们灵活运用结构设计优化的主要目标,更是其使用优化设计方法的综合体现。为了达成这一目的,并使得自己和企业都能够获得成功,现代设计师们就必须要朝着这个方面不断研究和努力。促进自己优化设计水平和实力的稳步增长。
参考文献
[1]王爱娟,刘士英.探析建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2013(5).
[2]樊剑.关于建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用探究[J].城市建设理论研究(电子版),3013(24).
[3]杨海鸥,段江渝.建筑结构设计优化方法在房屋结构设计中的应用[J].城市建设理论研究(电子版),3013(21).
关键词:绿色设计;包装设计
中图分类号:J524.2 文献标识码:A 文章编号:1005-5312(2015)08-0069-01
绿色设计做为当代设计的一个大的时代趋势,受到越来越多的关注,如何在视觉传达领域中更好的运用绿色设计这一概念并能够与之与市场结合,是视觉传达设计师需要面临及解决的问题,而包装设计做为视觉传达领域中与绿色设计关系最为紧密的学科,更需要引起设计师的注意。包装设计中包装结构不仅起到保护商品、方便商品运输的作用,同时成功的包装设计还可以美化商品,建立品牌标志,提升企业形象,是完成产品由生产者向消费者转移的重要环节之一。随着环境与现实的矛盾冲突不断加剧,缓解环境和资源压力迫在眉睫,节约资源、保护环境、回归自然等新兴价值观倡导绿色包装的兴起。包装除了应本着“科学、美观、实用、经济、促销”的原则,还要考虑到环保的效应,这也是对一个设计师和包装设计作品的评价标准。
绿色设计所倡导的3R原则reduce、reuse 、recycle成为了设计师们设计的准则。最早推崇包装材料回收的国家―――德国制定了“循环经济法”,丹麦率先实行“绿色税”制度;很多国家要求制造商、进口商与零售商负起将包装材料回收利用与再制造的责任。绿色设计所倡导的这一种思想与中国传统的造物观不谋而合,中国的造物思想是以儒家文化为核心的,多重文化传统为底蕴的,与中国的文化史,思想史密切相关。不论是战国时期的“天地有大美而不言”,还是汉代的“天道自然”,唐代的“同自然之妙有”,宋代的“天人合一”,这些美学命题无不反映了人与自然的和谐。
在现代包装设计中,绿色设计以实用、美观、创意、环保为基本设计标准。遵循reduce的设计原则,要求设计师在设计生产过程中,尽量节约资源,减少耗材,降低污染物排放。这就形成一种简约的设计风格,在包装设计中,尽量减少不必要的奢华的繁琐的过度包装。近年来以豪华月饼为代表的商品过度包装现象一直是社会关注的热点问题,过度的包装使得环境和资源承受巨大的压力,产生了许多“美丽的垃圾”,值得我们去反思。在纸质包装上,尽量减少不必要的包装层数,降低空隙率,减少印刷、胶类的应用。如通过巧妙的结构设计,甚至可以“一纸成型”,减少不必要的浪费,尽量以内部的纸质结构设计来完成商品的保护功能,完成包装的要求。例如图一这款展示型烟包造型结构设计,整体使用环保纸来完成其内部的纸质结构,并尽量通过巧妙的结构设计,起到保护商品、展示商品的目的。同时减少粘合面,“一体成型”,节约了资源,并便于大规模生产。
目前有些产品包装只用本色瓦楞纸包装,以涂鸦的方式表达产品品牌特征、性能,从而降低印刷用料,减少环境污染,并达到一种非常好的视觉效果。无印良品是包装设计中一个极其成功的典范,与当时盛行的产品过分包装之风形成了鲜明的对比,不仅给日本,给整个世界也带来了一阵冲击。无印良品的包装多以透明、半透明或是本色的牛皮纸为主,给人以朦胧或是自然的美感。强调产品以本色示人,而不做过多的修饰,简洁清新,并做到了绿色环保。
包装结构设计是包装设计中的重要环节,它对包装设计的艺术性和实用性起着重要的作用。因此,从包装结构的绿色设计着手,将更有利于设计出满足低碳环保要求的绿色包装。
一、纸包装结构的减量化设计
在包装物与包装容积空隙相对合理的情况下,通过包装结构设计上的巧妙创新,实现内容物重量与包装材料重量比的最大化,从而实现减量化设计。如匹萨的包装,用八角形盒子比用方盒节约10%的包装材料,相应地减少10%的碳排放。
二、设计多功能包装
通过合理的包装结构设计,使包装的基本功能发挥后还能另作它用,避免包装物的随意丢弃。如Yves Behar 为儿童低卡路里饮料设计的Y Water瓶除带给消费者鲜明生动的形象外,喝完的饮料瓶还能成为全新的智力玩具,如图1所示。
三、设计“零废弃”包装
【关键词】:建筑结构设计安全问题控制 应用
中图分类号: TU318 文献标识码: A 文章编号:
“以人为本,安全第一”是建筑结构的设计原则,本文通过通过提高结构的安全水平与抗御灾害的能力;强调了结构设计要考虑的耐久性和安全性的原则下,通过实践经验分析当前建筑结构设计中的安全问题的控制以及应用情况。
一、建筑结构的设计原则概述
以混凝土为主要材料制成的结构,包括素混凝土结构、钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构等。混凝土结构的结构型式如排架结构、框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构、简体结构、板柱结构等。为满足建筑方案并从根本上保证结构安全,结构设计内容从以构件(或截面)设计为主扩展到整个结构体系,为此,强调结构设计应考虑的内力分析、截面设计、连接构造要求、特殊工程的施工可行性及性能设计等。才能满足建筑结构安全性、耐久性的设计要求。以混凝土结构为例,通常基于安全性与耐久性原则,均采用概率极限状态设计方法进行具体计算各分项系数的形式。其中包括:结构重要性系数、荷载分项系数、材料性能分项系数、构件分析系数等。混凝土结构的极限状态设计应包括:承载能力极限状态:结构或结构构件达到最大承载力、出现疲劳破坏或不适于继续承载的变形,或结构的连续倒塌;正常使用极限状态:结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值。
二、建筑结构设计过程中的安全问题
混凝土结构安全设计,在承载能力极限状态中应增加结构防连续倒塌设计的内容;为提高使用质量。非荷载间接作用包括温度变化、混凝土收缩、徐变、强迫位移、环境引起材料性能退化等造成的影响。设计时应根据有关标准、工程特点及具体情况分析作用的效应,通常采用经验性的构造措施进行定性设计。混凝土结构的安全等级和设计使用年限应符合现行国家标准的规定。混凝土结构中各类结构构件的安全等级,宜与整个结构的安全等级相同。对其中部分结构构件的安全等级,可根据其重要程度适当调整。对于结构中重要构件和关键传力部位,宜适当提高其安全等级。
1、建筑结构方案设计对结构安全性的影响
结构方案对安全有着决定性的影响。在与建筑方案协调的条件下,结构体型(高度比、长度比)应适当,传力途径和构件布置应保证结构的整体稳固性。因此应从各个角度提出在方案阶段应考虑的结构选型与构件布置的基本原则。
2、结构缝的设计对混凝土结构的不利影响
应根据结构受力特点及建筑尺度、形状、使用功能,合理确定结构缝的位置和构造形式; 宜控制结构缝的数量,并应采取有效措施减少设缝的不利影响;可根据需要设置施工阶段的临时性结构缝。为改善混凝土结构受力,设计中往往要设缝将结构分割为若干相对独立的单元。结构缝往往会对建筑功能,如:止水防渗、保温隔声等、结构布置、构件传力、构造做法和施工可行性等造成影响。应遵循“一缝多能”的设计原则,并采取有效措施,合并并减少结构缝的数量。
3、结构构件连接对结构设计产生的影响
连接部位的承载力不应小于被连接构件的承载力,并应保证被连接构件之间的传力性能;当混凝土构件与其他材料构件连接时,应采取可靠的连接措施;应考虑构件变形对连接节点及相邻结构或构件造成的影响。构件间连接构造设计的原则是保证连接节点的性能不低于被连接构件;与其他材料(钢、砌体等)构件的连接应选择合理的连接方式以保证可靠传力;连接节点尚应考虑被连接构件的变形相容条件。
三、建筑结构设计过程中安全问题的控制
1、结构设计过程中的结构方案控制和布置
结构方案阶段尚应综合考虑的其它问题:抗震、防灾、耐久、节材、降耗、环保等各方面的要求。对关键传力部位和重要的构件适当提高安全等级,以提高构件重要性系数等方法确保结构的安全;对可更换构件以及重要结构中的次要构件,可以降低其重要性系数。混凝土结构设计应考虑施工技术水平以及实际工程条件的可行性。有特殊要求的混凝土结构,应提出相应的施工技术要求。
建筑结构强调设计与施工的关系。结构设计不能脱离实际,而应考虑现有的技术条件(材料、机具、工艺等)的可行性。对特殊结构,设计应提出关键技术控制及质量验收的要求,以达到设计要求的目标。未经技术鉴定或设计许可,不得改变结构的用途和使用环境。
2、预应力混凝土构件的裂缝控制
考虑到建筑的耐久性影响,预应力混凝土构件的裂缝控制更为重要。三级裂缝控制等级的预应力构件按荷载效应的标准组合计算裂缝宽度,不利环境时按荷载效应的准永久组合计算,控制拉应力不大于混凝土的抗拉强度标准值。允许对厚保护层构件适当放宽裂缝宽度限值,以适应耐久性要求增大保护层厚度带来的变化。因为构件表面的裂缝宽度与钢筋表面的裂缝宽度相差很大,厚保护层时较大的表面裂缝宽度尚不至于明显影响构件的耐久性。
任何对结构的改变(无论是在建结构或既有结构)都必须经过设计许可或技术鉴定。房屋交付使用时,除质量保证文件外,还应提出合理使用、维护的要求。结构改变用途和使用环境(如加层改造、超载使用、凿墙打洞、功能改变、环境腐蚀等)都会影响其安全及使用年限。
3、混凝土结构设计实现耐久性设计的措施
耐久性设计按正常使用极限状态控制,表现为:钢筋混凝土构件表面出现锈渍或锈胀裂缝;预应力筋开始锈蚀;结构表面混凝土出现可见的耐久性损伤(酥裂、粉化等)。耐久性引起的材料劣化进一步发展,还可能引起构件承载力破坏,甚至结构倒塌。由于影响混凝土结构材料性能劣化的因素复杂,规律不确定性很大,目前一般建筑结构的耐久性只能采用经验性的方法解决。影响混凝土结构耐久性的主要内因是混凝土材料抵抗性能退化的能力,因此,从建筑材料的角度控制混凝土的质量,控制混凝土水胶比、强度等级、氯离子含量和含碱量的要求。以保证结构的耐久性。
4、不同构件在各种恶劣环境下的针对性保护性措施
预应力筋有应力腐蚀及氢脆等不利于耐久性的弱点,且直径一般较细对腐蚀更为敏感,破坏后果更严重。故除应满足一般要求外,尚应考虑采取有效地构造措施以保护预应力筋、锚头等容易遭腐蚀的部位。提高混凝土抗渗、抗冻性能,有利于结构在恶劣环境下的耐久性。混凝土结构在设计使用年限内尚应遵守下列规定:结构应按设计规定的环境类别使用,并定期进行检查维护;设计中的可更换混凝土构件应按规定定期更换;构件表面的防护层,应按规定维护或更换;结构出现可见的耐久性缺陷时,应及时进行检测处理。
【参考文献】:
[1]马利平.浅谈民用建筑结构设计中荷载取值与组合[J].科技风,2011,(11):165-166.
关键词:建筑结构;概念设计;原则
中图分类号:TU318 文献标识码:A
社会的发展对建筑结构设计提出了更高的要求,需要设计人员加强计算机技术的应用,发展更为先进的计算机理论,研发并应用新型、轻质、高强与环保的建筑材质,从而使建筑结构设计可以更加的安全实用。其中为了防止建筑结构设计人员陷入只注重使用精密计算机进行设计,忽略了实用性尝试的误区,提出了重视概念设计的观点。
1 概念设计的相关介绍
1. 1 概念设计的内涵
概念设计多是不经过数值计算的,它是根据用户的需求进行分析,从而形成概念产品,从需求分析到生成产品的设计过程就是概念设计,这是一个由粗到精、由模糊到清楚、由抽象到具体的过程。简单来说,概念设计就是将设计概念贯穿整个设计过程的设计方法。从建筑结构设计的层面讲,概念设计是在一些不能够做出分析的难题中,对结构体系和分体系进行分析,根据相关内容及自身经验从整体上来进行建筑结构设计,从而做好建筑的总体布置和抗震设计。科技在不断的发展,建筑结构设计也需要不断提高,将概念设计思想应用到建筑结构设计中是正确的选择,在设计过程中,设计的主题思想成为设计概念,而概念设计就是围绕设计概念而展开的设计活动。
1. 2 概念设计的发展状况
概念设计在各项设计活动中都又所体现,有些时候它的存在是有意识的,有些时候它的存在又是无意识的。随着科技的不断发展,设计内容变得越来越复杂,这给设计活动带来了一定的难度,在这种情况下,将概念设计应用到设计过程中尤为重要。但是,在推广概念设计的过程中,因为研究者是来自于不同领域,有关人员如果对相关问题方面没有达成一致,就会在概念设计的理解上有所分歧,因此属于概念设计的领域并未成熟,只是一个创建时期。随着信息化时代的到来,计算机应用变得越来越复杂,这大大推动了概念设计的进一步推广。目前,一些新的产品是在概念设计的基础上研究出来的,概念设计的发展前景十分乐观。
2 概念设计在建筑结构设计中的重要性及应用
2. 1 概念设计在结构设计中的重要性
概念设计对建筑结构设计来说相当重要,它给结构设计师带来了创造灵感,给结构设计带来了新活力,提高了结构设计水平,下面我们就来具体了解一下它的重要性。
( 1) 概念设计改变了计算机设计中的不足之处。在建筑结构设计方案的设计过程中,计算机设计有一定的局限性,它不能够完成方案的初步设计。在结构设计中,计算机技术得到了广泛的应用,但是计算机设计容易给设计师一种错觉,会使设计师感觉计算机程序的应用非常简单,从而过分的依赖计算机软件,减少了结构概念的学习,自身的设计能力逐渐下降。有些设计师就习惯将分析程序用到设计过程中,却不知计算机设计是把双刃剑,如果选择正确的软件会提高设计效率,一旦选择了错误的软件就会导致结构设计出现问题,这种潜在的问题会随着时间的增加而突显出来。为了弥补计算机设计的不足之处,就需要应用到概念设计,设计师需要加强结构概念的学习,做到清楚的掌握有关结构概念,并且根据所学的内容去选择最佳结构方案。
( 2) 概念设计使结构设计更加完美。结构概念是设计师必须掌握的,它能够带给设计师清晰的思路和全新的灵感,在保证正确设计原则的前提下,避免了定性错误、概念混乱等问题。另外,在发现技术问题时,如果能够将概念设计完全掌握,就可以对问题进行原因分析,从而及时的解决有关问题。在现行的《建筑结构设计统一标准》中,就提到了概念理论,制定了以它为基础的结构极限状态设计准则,相对比以往的设计方法,这种方法更具先进性,使结构设计方案更加科学、合理。总之,将概念设计应用到建筑结构设计中,提高了设计方案的可靠性,使设计成果更具创造性,结构设计方案更加完美。
2. 2 概念设计在结构设计中的具体应用
概念设计在建筑结构中的应用表现在很多方面,像抗震设计、方案选择、电算分析等环节,下面分别来了解一下概念设计在相关环节的应用。
( 1) 概念设计在抗震设计中的应用。在进行抗震设计时,我们大多是通过初定的尺寸及砼等级,来进行结构刚度的计算,然后再根据刚度推出地震力,最后再依据地震力算出配筋的数量。众所周知,地震力、配筋数量及结构刚度三者是成正比的,地震力越强大,配筋数量就越多,结构刚度也就越强。反之,配筋数量越多,结构刚度越强,地震力也会越强大。从这一关系中可以看出,用增加配筋数量的方法,反而起到了增强地震力的效果,不能算作一个好方法。而将概念设计思想运用到抗震设计中,就会是设计思路进一步拓展,它改变了传统单一的思考模式,采用了降低作用效应的新思路,为进一步提高抗震设计做出了贡献。例如隔震消能的方法,这种方法的研究就运用了概念设计思想,我们可以在基础和主体间设隔震层,或者在建筑顶端放置“反摆”,通过这些有效的措施来降低了地震力。
( 2) 概念设计在方案选择中的应用。在方案的选择中,要将概念设计思想运用其中,从而保证方案选择的合理性。在基础方案的选择中,我们应该综合地质条件、结构类型、荷载分布情况、施工条件等多方面因素进行考虑,从而选择出最佳基础方案。在基础设计过程中,也要用到概念设计思想,应依据地质勘察报告进行设计,倘若没有报告,要自己调查有关资料,明确建筑场地的地质情况等,只有具备足够的信息量才能使设计更准确,值得注意的是: 在同一个结构单元中,不能够运用其它结构体系。另外,在设计中,应该充分的发挥地基的潜力,有必要的话还要进行变形验算。
( 3) 概念设计在电算分析中的应用。随着信息化时代的到来,计算机技术得到了更广泛的应用,建筑结构设计中也应用了计算机技术。虽说计算机设计给设计人员减轻了工作负担,但是由于多方面因素,计算机软件本身存在一定的问题,不同的软件情况也不相同。因此,通过计算机软件计算出来的结果会出现错误,倘若使用不同的软件,其计算结果也存在差异。针对这种情况,就需要将概念设计应用到电算分析中,在通过计算机软件得出结果后,结构设计师要凭借自身掌握的专业知识和多年的实践经验,来进行电算结果的判断,从而保证计算结果的准确性。
总结:
现代科技在不断进步,我国的建筑结构设计水平也需要不断提高,针对目前的结构设计状况,我们需要在结构设计中提高创新意识,使设计水平迈上一个新的台阶。为此,我们将概念设计应用到了建筑结构设计中,成就了结构概念设计,它是在实践和理论相结合的基础上形成的。概念设计在建筑结构设计发挥了重要的作用,提高了结构设计的可靠性、创新性,改变了计算机设计中的不足,使结构设计方案更加完美,使建筑结构设计水平进一步提高。
参考文献:
[1] 李小华. 浅谈提高建筑结构抗震能力的方法[J]. 科技创新导报. 2011(17)
关键词:机械结构;结构设计;错误;分析
中图分类号: TU318 文献标识码: A 文章编号:
机械结构设计并非是一项简单的设计性工作,其中不仅需要对零件的性能、加工工艺进行分析,也需要进行相关的强度计算以及刚度、精度控制,可以说,机械结构设计能够有效地保证机械产品质量性能。正是因为机械结构设计工作的复杂性,在进行设计过程中需要依据相关的设计准则,并且需要考虑到机械结构件的结构要素,才能够保证机械结构设计图纸的正确性,但是设计人员的疏忽问题或者由于有些机械结构在实际制造或者应用过程中,会与理论的技术要求产生一定的冲突,进而导致机械结构设计中出现一些错误。
机械结构设计中的基本要素
机械结构件的几何要素
机械结构的主要功能的实现是由机械产品的几何形状以及各个机械零件之间的位置关系构成的。机械零部件的几何形状是由机械零部件的表面数量决定的。与其他零件直接基础的机械零件表面为菜单面,其中包括联接表面,即设计时需要考虑到零件与零件之间的联接工艺。菜单面的设计直接决定着两个零部件之间的联接性能,同时也能够控制联接工艺的方式。影响菜单面的几何设计参数主要包括几何形状、尺寸规格、表面数量、位置等等。通过对菜单面的个性化设计,能够得到同一技术功能的不同种结构设计方案,能够实现对机械结构设计的优化。
结构件之间的联接工艺
机械结构件之间的联接工艺分为多种形式,其中包括焊接工艺、铆接工艺、螺栓联接工艺、胶联接工艺等等,这些联接工艺主要是用于直接相关零件,直接相关设计中主要考虑两个机械零部件之间的配合关系。在进行结构设计过程中,也需要考虑到结构件之间间接相关。间接相关指的是位置干涉和运动干涉两种。位置干涉是指两个零件在配合过程中需要遵照一定的位置要求,如减速器中两相邻的传动轴,其中心距需要满足相应的尺寸精度,两轴线需要保持水平且呈平衡关系,进而促使传动齿轮能够正常啮合。运动干涉指的是两个零件之间运动轨迹的干涉,如车床刀架在工作过程中,其运动轨迹需与主轴中心线平行,这种运动干涉是由床身导轨与主轴轴线间的位置干涉决定的。
3)结构件材料以及热处理不同的设计要点
在进行机械结构设计时,应充分考虑到结构件材料以及表面热处理方式的影响。且需要遵照不同的设计要求。如钢材受拉应力与压力的力学特性类似,故钢梁结构为对称结构。但是铸铁材料的抗拉强度则偏软,故承受弯矩的铸铁结构截面为非对称形状以减弱拉应力。在为了增加钢结构的强度以及刚度,可以优化其几何形状且增大截面尺寸,但是为了保证加工工艺的简便性,铸造结构不能过于复杂。且为保证铸造质量壁厚不宜过厚。铸造结构可以通过设置加强筋和加强隔板的方式增大结构的刚度和强度。对于塑料材质的零件,由于其刚度性能差,塑料结构的筋板与壁厚相近且均匀对称以保证铸造时冷却的质量。
对于需要进行热处理加工的零件来讲,在进行结构设计过程中需要考虑到以下几项设计原则:(1)零件的几何形状力求简单且均匀对称;(2)碎玉不等截面的零件,其大小截面间应呈过渡变化,保证相邻部分均匀平缓,进而降低零件内部的内应力;(3)槽、孔以及键连接部位应该设置倒角结构。(4)避免厚薄悬殊的截面,厚薄悬殊的截面在淬火冷却时易变形,开裂的倾向较大
机械结构设计中常见问题分析
螺栓联接中未留有相应的安装空间
图(a)图(b)
在进行机械结构设计过程中,也应该考虑到操作简便性,如图所示图(a)中的设计结构,由于留有螺栓安装空间偏小,在装拆过程中影响螺栓的装入或取出,进而不利于装配人员的操作且影响螺栓联接的实现。
螺杆结构受弯矩时,受力载荷位于螺纹上
为了保证螺纹连接的质量性能,当螺纹连接主体受到弯矩力时,应改善设计结构,进而保证机械结构设计的可靠性。如图所示,当螺纹受力过大时,必然会破坏螺纹质量进而影响装配性能,而改换为圆柱面接触,则能够有效的改变这一状况。
采用螺纹压紧盖压紧密封填料
对于承受很高工作压力的往复式泵的活塞杆或阀杆, 可采用多层填料密封。这些填料的压紧, 不宜采用法兰外表面与箱壁用螺纹配合的结构, 一方面法兰与填料的摩擦会使填料损坏, 另一方面也加大了扭紧所需的力矩。宜采用一个法兰, 用若干个螺钉拧紧压缩填料的结构, 可以保证填料合理压紧。
总结
综上,在进行机械结构设计过程中不仅需要进行相应的强度计算,也应该对其几何结构以及联接方式进行优化,还需要考虑到机械零件的加工工艺以及表面处理工艺,在机械结构设计过程中,如果不综合各项因素对于结构设计质量的干涉,就会导致机械结构设计中出现相应的错误。