第一单元、结构及其设计、第四节、简单结构的设计 课件（76ppt）

(共76张PPT)
第四节
简单结构的设计
人们设计结构是为了完成某种任务或满足特定的需要。
在进行结构设计时，必须明确设计的目标和要求，必须抓住主要因素而展开工作。
任务一分析结构设计应考虑的主要因素
一、结构设计的目标及要求
结构设计应以一种或几种功能的实现为基本目标，应满足设计规范，满足使用者的基本需要。
例如，儿童自行车的结构设计，首先应以锻炼儿童的手脚协调能力为设计目标，同时要满足童车结构设计的国家标准和规范的要求，如自行车的链轮和链条不能裸露在外，车把、车闸的内侧距离不得超过6
cm，外侧距离不得超过8
cm等，否则设计应视为不合格。
童车
再如，儿童玩具体内的金属丝，如果是用于支持或加固框架，在设计时应尽可能考虑用塑料甚至硬质纸板代替；对内装驱动机构的玩具，在结构设计及材料选择时应考虑其壳体的韧性、牢固性等。
商店营业厅的出入门、安全门净宽度不应小于1.40
m，不应设置门槛。
室内楼梯的每梯段净宽不应小于1.40
m，踏步高度不应大于0.16
m，踏步宽度不应小于0.28
m;
室外台阶的踏步高度不应大于0.15
m，踏步宽度不应小于0.30
m;
供轮椅使用的坡道坡度不应大于l：12，两侧应设高度为0.65m的扶手，当其水平投影长度超过15
m时，宜设休息平台。
为实现结构设计的基本目标，进行结构设计时考虑的主要因素有：稳定性、强度、安全性、适用性、耐久性和成本控制要求等。
结构设计
适用性
强度
成本
安全性
耐久性
稳定性
美观
其他
二、结构设计应考虑的主要因素
人的个性化需要
材料
加工工艺
民俗文化
不同的结构设计应考虑的因素各有侧重，但无论在哪一类用途的结构设计中，安全都是至关重要的因素。
设计的一般原则
创新
实用
经济
美观
道德
技术
规范
可持续
发展
…
回顾：
飞机的安全
桥的适用性
灯的成本
人的个性化需要
房屋的美观
桌子的稳定性
房梁的强度
桥梁的寿命
相片架的结构设计可分为两部分，相框和支架。
简易相片架的设计
框
的
形
状
支
架
创意相框设计
创意相框设计
数码相框新时代
结构设计可分为三部分，即桌面、
支撑结构和高度调节结构的设计。
任务二
设计并制作站立式办公桌
1．桌面的设计
桌面要承受一定的外力，需要一定的强度，人机关系要合理。在设计时需要考虑：
(1)桌面的材质要易于加工，抗压抗弯强度好，能承受一般成人伏案时的压力。
(2)桌面的功能分区，根据需求设计整体升降或局部升降。
2．支撑结构的设计
支撑结构的主要作用在于能支撑起桌面，能承受一定的力，且使用时稳定可靠，同时能实现高度调节。在设计中需要考虑：
(1)支撑结构的支撑形式的选择，应具有良好的稳定性和强度。
(2)支撑结构的组合方式、材料的组合方式以及构件之间的连接。
3．高度调节结构的设计
高度调节结构可通过支撑脚的伸缩或几何形变来实现。在设计中需要考虑：
(1)调到合适高度时能固定。
(2)调节方便，高度调节范围应满足人坐着和站立所需的高度差。
4．各部分的连接
根据不同的设计方案，支撑脚与桌面的连接可以是铰连接或刚连接。为了确保连接安装的方便，可以使用市面上已有的五金连接件。连接方法的选择需要考虑：
(1)连接方法能满足功能实现的需要。
(2)连接的强度能满足实际需要。
(3)连接装配操作简单方便。
第2题：第一个方案，支撑脚的组成杆件通过滑槽与圆孔相连，滑动时可调节支撑脚长度，通过可徒手调节的螺栓螺母紧固，紧固后可固定支撑脚长度。由于支撑脚、桌板与支撑框架间均采用铰连接，从而使支撑脚可折叠且桌板的倾斜角度可调节，采用金属斜撑杆支撑倾斜的桌板，使桌板保持一定的倾斜角度。第二个方案，支撑脚由三节杆件组成，杆件之间采用可转动且带有齿轮定位的关节组成。当拉动拉环旋转一定的角度，关节可转动；当拉环复位后，不能转动，从而固定调节后的角度。
中国椅
赶枨（
gǎn
chéng
）
赶枨（
gǎn
chéng
）
圈椅
第1题：“中国椅”在整体上借鉴了圈椅传统的天圆地方构造，但是提高了四条赶枨（
gǎn
chéng
）的位置，甚至去掉，使得椅子下部分“方”的空间变得过于开放，失去了正方体的框架感。“中国椅”这种做法扩大了脚的活动空间，活动起来更舒服，是现代椅子较为常见的设计。
扶手部分有明显差别，圈椅的扶手较长，从侧面看是突出到椅面以外的，而“中国椅”的扶手较短，基本上只能搭肘、斜倚，没法扶握。
两者的座面采用的都是自带软垫，只不过圈椅所用为藤编，“中国椅”系列以布垫和绳编为主。藤编的舒适度不及布垫和绳编，而且较滑；绳编和布垫的摩擦系数更大，使人坐得更稳。另外，“中国椅”是直靠背，圈椅通常是S型或者C型靠背，更能贴合使用者的脊柱，从这一方面看圈椅会更加舒服。