产品结构设计思路范文

导语：如何才能写好一篇产品结构设计思路，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

本课程作为工业工程专业的一门实践性强的专业核心课程，其主要任务是学习产品功能的设定、常用材料的种类和特性以及加工工艺、产品结构设计的原则以及与产品造型有关的通用结构设计知识，使学生掌握与产品设计相关的基本知识，具有产品结构设计的基本技能，能够完成简单产品设计中从功能定义到材料选择以及最终的结构设计。

1.1本课程的知识模块包括：①产品材料与表面处理工艺常识；②塑料件结构设计的基本原则；③钣金类产品结构设计基本原则；④模具基础知识；⑤产品结构布局设计；⑥产品典型结构。其目的是使学生掌握结构设计的基础知识，培养学生的三维空间想象能力，在实际应用中养学生的新产品开发以及应用计算机绘图的能力。

1.2课程的重点内容包括：①常用塑胶材料基本知识；②常用金属材料基本知识；③常用表面处理知识；④产品结构设计总原则；⑤产品结构关系分析与结构绘图的基本要求。

2《产品结构设计》课程的教学思路

2.1选用教材。目前还没有适合工业工程专业使用的《产品结构设计》教材，所以国内普遍做法是选用产品结构设计方面教材，暂定的教材是黎恢来编写的《产品结构设计实例教程》。该教材将作者十几年的产品结构设计经验总结而成，系统、精细、全面地介绍了产品结构设计知识及设计全过程，明确了产品结构设计的概念和岗位职责，并通过讲解一款电子产品的全套产品结构设计的整个过程，帮助学生融会贯通，更加高效地学习和掌握实用技巧。

2.2教学内容。依据工业工程专业的整体人才培养方案和教学大纲的具体要求，将《产品结构设计》分为六大模块，每个模块里面包括若干的章节，各章节之间既自成体系，又互相有衔接，条理清晰，通俗易懂。

①“产品材料与表面处理工艺常识”模块，主要介绍注塑工艺理论、常用塑胶材料和金属材料基本知识，以及注塑件、钣金件表面处理方法。塑胶的定义及分类方面，介绍ABS、PS、PP、PVC等的应用范围、注塑模工艺条件和化学和物理特性，重点是使学生了解注塑件的常见问题分析及解决，比如缩水、飞边、熔接痕、顶白、塑胶变形等。金属材料方面，介绍一些金属的特性和应用范围，比如不锈钢、铝、铜、镍和锌合金。常用表面处理知识方面，主要涉及塑料二次加工的基本知识，学生需要了解丝印、移印、烫印、超声波焊接、喷涂、电镀和模内覆膜等表面处理工艺。

②“塑料件结构设计规范”模块，重点介绍塑料件在设计和修改阶段需掌握的通用设计规范，比如塑料件的料厚、脱模斜度、圆角设计，能够分析塑料件的加强筋、孔、支撑面的使用范围。在细节部分，应了解塑料件文字、图案、螺纹和嵌件设计。

③“钣金件结构设计规范”模块，介绍钣金类产品设计的工艺要求，包括冲裁、折弯、拉伸、成形工艺，并且让学生了解压铸类产品结构设计的工艺要求。在此模块的教学中，应引入企业实际产品案例进行讲解，以便于学生更好地掌握钣金件的设计规范。

④“塑料模和钣金模基础知识”模块，介绍塑料模和钣金模的基本类型及典型结构，包括模具概述，模具的分类、注塑机介绍等，重点讲解的是注塑模结构里面的浇注系统、顶出系统、排气系统和行位与斜顶，以及二板模和三板模之间的区别和应用，以“实用、够用”为度，学生只需了解典型的模具结构，不需要进行后期的模具设计。

⑤“产品结构布局设计”模块，主要介绍壳体形状结构、密封结构、卡扣结构、螺钉柱结构、螺纹连接结构和嵌件连接结构等知识，以及各个特征的定义、作用和设计原则，特别是特征在使用时的相互配合关系。拓展知识方面，要了解塑料零件自攻螺柱及通过孔设计规则，以及模具设计与产品结构设计之间的联系。

⑥“典型产品结构”模块，重点介绍目前国内普遍使用的三大产品（电子产品、家电产品和电动产品）的典型结构设计知识。每类产品选取一款经典的已批量的产品作为蓝本，深入解剖结构知识在产品设计的运用。比如电子产品选手机为代表产品，讲解手机产品各零部件的结构、前壳与底壳的止口设计、LCD屏限位结构设计和电池固定结构设计，以及内藏摄像头结构设计。家电产品则以电吹风为例，学生要掌握电吹风的功能、材料、结构工艺性等，了解CAD软件在电吹风设计中的应用，能对产品塑料件进行结构分析。在此过程中，还要掌握项目管理方面的知识。

2.3教学方法。在教学中，提倡基于工作过程为导向的项目化教学，理论教学与实践练习相结合，增加实践课时的比例，培养产品设计的实践能力。教师引导学生建立实用合理的知识结构，强化学生的自觉体验和掌握知识的迁移能力，淡化理论和实践的界限。在基础知识够用的前提下，采用任务驱动教学法、项目教学法，通过在具备多媒体教学设施的校内实训基地开展新产品和新工艺的开发工作，使学生体会具体产品的外观造型和结构设计过程，提高学生的综合应用能力和实际应用能力。

3《产品结构设计》在工业工程专业总体实训的具体应用

篇2

结构设计的前题是要理解该产品的相关标准，包括国标及出口国家的标准，使参数设计符合要求。结构设计最重要，基本上就是定型产品了，包括各个零部件的材料、质量及加工工艺，可以预计产品的价格、功能情况。同时，好的结构设计可以节约能源和原材料，提高劳动生产率，并使得装配容易等。例举产品的机头内部图如图2所示。

1.1产品结构设计遵循自顶向下的装配思路，通常画出装配草图。先简单画出零件功能造型，经装配后再修改成实际形状。创建标准零件库，可重复地使用库里的零件，也可通过修改参数做出一个新零件，提高了设计效率。

1.2干涉检查是三维设计软件最大的优点，非常实用与方便，其目的是减小设计过程中的疏忽。运行干涉检查，可在本装配中以警告色显示干涉处，也可在不同的剖切面直观显示，检查移动零件有无碰撞情况，修改好零部件直到没有出现干涉。

1.3按设计要求模拟出机构的动作，提高设计的成功率。通过运动模拟，可以摆脱大量的复杂计算，避免了重复的制图，减少了设计人员的劳动。曲轴与给进刀架简化运动分析结果如图3所示。图中的曲轴以500r／min的转速旋转，进刀架按水平方向做往返运动。通过运动分析及综合模拟情况的反馈，进一步地调整结构，使产品设计更合理。

1.4静态应力分析，其归属于有限元分析，是软件的高级应用。如图4所示为数控插针机上部的圆盘支架中心轴静态应力分析配置图。指定中心轴为普通碳钢（屈服强度为220MPa，密度为7800kg／m3），固定好约束面，对中心轴施加1000N的静态压力，网格化分析零件（网格尺寸5mm×5mm，网格公差±0．25mm）。图5所示为分析的结果图，最大应力处在中心轴的根部为32．7MPa，最大位移处在中心轴的头部0．02mm处。分析结果符合使用要求。工程材料的力学性能有屈服强度、塑性性能、硬度等参数，他们是设计结构与选用材料的主要依据，关系到产品的质量与使用寿命。在实际设计中设计人员时常是通过对相同材料、形状相近的样件与设计件进行比较，记录好数据，来提高对结构的判定能力与选择材料的经验。

2知识扩展

知识扩展对设计人员也很重要，只有学到这方面的知识，才能设计出真正的产品，才能正确加工设计件，使结构设计得以成功实现。工业产品设计中常用的知识如下。

2.1钣金知识钣金归属于冲模，如图6所示为机床前盖的外形与钣金展开图。在实际应用中，可通过修改折弯系数（K因子）与软件内置计算表，来提高展开尺寸的准确度，通过调整钣金件的形状，来改善实际生产中的合理排料。级进模设计有Logopress插件，UG为Pro－gressive、Die、Wizard，软件中的模拟程序可方便地计算冲模的中心重力点、材料的使用率及需要的冲床压力吨位。特别是Logopress插件，正确装配好模具零件后，在软件中设定好进料步距、冲头行程、卸料行程，可以模拟出冲孔、翻边、拉深等各个工位状态的动画。

2.2模具知识模具广泛应用于汽车、家用电器等领域。工程塑料具有质量轻，耐化学腐蚀等优点，设计合理的塑料件可代替复杂加工的金属件。随着高分子工程塑料的性能提高，更多的金属零件被塑料零件所代替。如图7所示是本机器内部电器盒的模具分解图，在图中可以看到产品、已分开的静模腔、动模芯、铜极及侧抽芯。此产品的材料为阻燃聚碳酸酯，可顺利脱模，模具工艺正确，设计件符合注塑加工。注塑模、压铸模设计有Imold插件，UG为Moldwizord，包括设计初始化、模具修补、分型、标图7电器盒的模具分解图准模架的添加、标准件的添加和管理、浇注系统和冷却系统的设计等。

2.3测量知识测量要依据机械制图的绘图原理，合理选择基准面与参照点。在测量各零部件的尺寸中，遇到难以测量的配合尺寸，要制作专用量具或必要时剖切产品来测量。对高精度的曲面可借助三坐标测量仪。

3结语

篇3

而我也有自己对工业设计的理解。在此就以我在某家设计公司实习两个月，将生产实习与毕业设计相结合而看到的，学习的，理解的来逐步阐述我心中所认识的工业设计。

【关键词】：工业设计、外观设计、结构设计、模板制作、工业设计与企业

当你清晨从梦中醒来，和煦的阳光照亮着温馨宜人居室，格调高雅的组合家具，造型精巧的吊灯，形态各异的家用电器……，无不都是你享用的工业设计的成果;工业设计的影子无所不在，它可小到精美别致的打火机，大到翱翔太空的宇宙飞船，随时随地都是工业设计的成果。

由此可见，工业设计已成了我们生活中不可缺少的一部分。因此人们对工业设计越来越重视，逐步加强对工业设计的理解，加深对工业设计的研究。“什么是工业设计”就成为大家探讨的一个首要问题。但是至今，仍然没有固定的概念来表达，可以说是众说纷纭。1980年，巴黎国际学术年会权威的论述是，凭借训练、技术知识、经济及视觉感受，而赋予材料、结构、构造、形状、色彩、表面加工以及装饰全新的品质和风格。更有人说“我们在分析、研究产品开发、产品推广、产品质量、产业结构乃至经济发展的时候，实际上也是在评判工业设计”……。

工业设计是一门涉及领域很广的专业，同时也容易受到周边环境的影响，因此生活在不同环境的人，重视点不一样，带来的工业设计概念就不一样。而我也有自己对工业设计的理解。在此就以我在某家设计公司实习两个月，将生产实习与毕业设计相结合而看到的，学习的，理解的来逐步阐述我心中所认识的工业设计。

在实习前，我认为设计公司是一个充满设计创意，比较随意，艺术气味比较重的地方。但一进公司的门，我就被公司的严谨气氛给震撼了。宽敞的环境，井然有序的布置，与我想象中的随意完全不一样。接待室的展板上写着著名工业设计师DYSON的8大制造业生存哲学：

1、 没有人会因为画板上的创意而成功！有趣的问题和方案来源于接触世界和细心观察日常生活。与世隔绝或放弃必将无所作为。

2、 与生活相关的产品才会有大市场。从现有的产品中找到弱点，虽然改进一个成熟的产品很困难，但在这个产品类别中大有可为，因为市场已经存在了。

3、 引进新技术，真正的技术通过专利保护创意，从而削弱盗版与竞争压力。

4、 爱迪生原则。工程技术是一种思维方式和工作方法，突破只会源于思考与努力工作。不断测试再测试，只相信自己的眼睛，而不是公式套路。

5、 不断革新，对产品的每一个细节进行再思考再改进，让消费者得到最大满足，让自己的产品拥有更多有优势的专利。

6、 设计是表现，最重要的是内在，产品好用才会产生美，好的设计在于功能的说服力，但陈旧的外观会失掉市场，设计是为了消费者的产品体验。

7、 毅力与判断。成功会比想象的来得慢，幸运需要自己为自己创造，坚忍不拔比聪明更易获得成功青睐。

8、 全面控制，不偏离最初的想法会让产品从创意、概念、研发、测试、模型、加工、生产、销售到市场与服务都获得成功。

看到这些，我的心并没有受到很大的震撼，觉得这些感语，对我并没有多大的冲击力。公司的经理告诉我，DYSON的这些话是在长达好几年，不断学习、不断发现、不断的失败成功中总结出来的经验之谈。而我才刚踩在起跑线上，因此还不能由衷的去体会已经跑了一大段路的DYSON和经理的话，不了解他们在比赛路上曾遇到什么样的困难，以及看过什么样的美丽景色。虽然接触工业设计的时间还很短暂，但是在这期间，由于不断的学习、接触新的东西、了解更深层次的概念，回顾以前的我，发现自己对工业设计的想法和了解也随之经历了多次的改变。

大学前，我只是一心想把事物用画笔漂亮的表现在图纸上，还不了解什么是工业设计，只是认为工业设计就是把产品外观画得漂亮一点。于是把精力放在素描的物体造型，用美丽的线条去表现物体，以及捕捉物体与环境那微妙的色彩变化。

大学初期，巩固、加深学习以前的专业基础课，像结构素描、色彩构成、平面构成等，除了这些还多了理论方面的知识，从中浅浅的了解什么是工业设计，在我脑中形成模糊的概念。想法还是停留在设计图表达出来的东西有新意、空前绝后，就是好的设计观念上。改变的是在画物体写生时，开始注意物体的结构线了，即为了更准确的把物体透视表现好，花心思去把一个物体的结构了解透彻，同时掌握用线表达物体的技巧。

大学中期，我才真正接触工业设计，开始初步了解人机工程学、机械制图、模型制作等的概念，认识更多产品设计理论方面的东西，如设计原则（功能、人性化、经济等），对工业设计的理解深入了一些。在专业表现上开始用简单的线条去表现物体，即产品的效果图。而产品的效果图，只靠画笔和图纸是不完整的，必须还要用电脑工具去表达。于是学会用平面软件和三维软件去表达产品。

电脑效果图 手绘效果图

带着以前的认识，我还是把产品的外观表现放在第一位，因此，把大部分心思花在电脑的表现效果上，却忽略了模型制作的课程，即忽略了设计创意怎样转为实体这一环节。

大学后期，开始进行了单一化产品设计、产品语意学等课程，接触了更多的设计实践，也更多地注意外观设计所考虑的众多因素，但这些都还是停留在草图和效果图中；产品结构设计的课程让我们开始用ABS塑胶材料制作模型，但没有真正的考虑、研究产品该有的结构，只是用材料拼拼凑凑的把外观表现出来。直到大四，参观了沿海几家设计公司后，我好像突然的被拉到了和以前截然不同的现实中。从参观实习中了解到：各个公司都反映了结构的重要性，一个产品的诞生时间花费较多的就是结构，出问题较多的也是结构，但最后追究责任时，大部分都是外观设计师，因为设计出来的产品结构开不了模。因此在设计公司中结构设计师就占了一大半。这些感受让我非常忧心，因为在大学期间，对产品结构接触的不是很多——应该说是没有把它与产品联系在一起，而是把重点全放在产品好看的表面上了。沿海之行带来的打击很大，因为接触结构方面的知识很少。但那时候的我，由于缺少实践经验，还是觉得产品外观最重要：既然专业名是产品外观设计，只要在产品的线条、颜色、总体造型上多费功夫，其他的由结构设计师、模板制作师去操心，自己只负责将设计清楚的呈现给他们看不就行了吗？

直到进了设计公司，进行真正的实践工作，我的“外观为主”想法才开始改变。

刚去的第一个任务就是根据已经设计好整体造型的电子词典来设计它内部面板造型，以及按键的造型和排列。参考其他电子词典按键排列顺序后，设计了按键外轮廓，并大概的按照间距比例排列起来。后经总监提醒，发现按钮之间的间距是有明确规定的，分别是上下2.2毫米和左右1.6毫米。我想：为什么要把间距体现得那么精确？设计完后交给结构师，让他去想这个问题就好了？！后来才知道，我做的平面图是要直接转换成结构格式交给结构师，然后结构师就按照我做的线条、间距来建模。这样一个小小的按钮设计被翻来覆去的修改，后来终于得到总监的认可。但没想到交给结构设计师后，问题还是没有完全解决。结构师反复的把我叫去，问的可说是以前从没考虑的问题：“表面的凹槽是圆角还是直角”、“这里的凹处深多少”、“按键表面是平的还是有弧度的，要弧度的话，高多少”。完全不知道该怎么回答，最后问了总监才解决了这些问题，其中涉及到的数据全都是零点几毫米。后来设计电子词典的面盖。提供了几十款，被客户选中几个。做模板时，模板制作师还需我考虑配色以喷涂在产品实体上、考虑什么特殊处理效果以及用什么颜色丝印品牌字。

这次设计，让我大概了解了设计公司工作的总流程，也是公司拟定的工作流程：

-- 方案策划（产品规划的重要阶段）

-- 效果图绘制（准确表达量产产品时的虚拟真实效果）

-- 外观模型（为结构设计、开模提供最直观的参考）

-- 结构设计（为模具加工提供准确可靠的数据，也是对产品设计的完善和规范）

-- 结构手板（是对造型内之结构的仔细研究，是模具制造前的检验）

-- 模具注塑（好的模具、注塑工艺是优质产品大批量生产的根本保证）

-- 喷油丝印（色彩计划的具体实施）

这些程序，缺少任何一个都不行。而且要调节好各个环节之间的关系。

实习给我最大的启示就是一个产品结构的重要性。很多客户与外观设计师讨论争执最多的并不是产品的外形好不好看，而是把矛头指向结构方面的各种问题。

“那以外观为主要学习对象的我们岂不是没有多大的用处？”。其实，一个设计公司起着重要作用的，就是外观设计师。只不过，有一个观念是必须要去转变：不能称自己为外观设计师，而应该是工业设计师。意思就是，从事这个专业不能只停留在漂亮的设计效果图纸上，还要学习掌握结构、材料、生产工艺等，不能做到深刻学习，但得清楚产品设计的全过程。

在设计公司里，工业设计师是必须要从头到尾，一直负责到底的。无论是在做外观设计和结构的时候，还是在做模板的时候，你都要随时与结构师、模具师沟通，监督整个过程，来保证客户所选好的方案，能够准确、实实在在的体现出来。从这点可看出设计不是一个人就能完成的。但是作为工业设计师的你不能把一个产品的结构完全的交给结构设计师做，因为你设计的产品的每一根线条的表现只有你自己最能够体会，而结构设计师只是根据你画的三视平面图来建模，一遇到以弧面为主的设计，他不能够协调面与面之间的关系，不能够把设计师所设计的产品完美的表达出来。所以，一般情况下，工业设计师在设计好产品后，都要用专业模具软件（PRO-E）把产品的外部结构做出来，然后交给结构设计师把内部的结构完善。因此我进了公司后，就被要求把PRO-E学好。

一段时间的实习实践为之后的数码相机设计（毕业设计，同时也是为XX公司做的一个设计项目）打下了基础。一听到数码相机，在我脑海中就闪过像尼康、奥林巴斯、索尼、佳能、富士等几个高档的数码相机的造型。

市场数码相机产品

但是一听到经理的说明，我就开始纳闷了。原来这个客户要生产的是市场销售价仅一百多元的数码相机。想一想，如今市场上的数码相机，都是价值几千元的，廉价的产品有市场吗？带着问题我开始从各方面进行调查。

长久以来，很多消费者一直认为数码相机的像素是评价数码相机档次的最重要指标，因此高像素的数码相机一直占据着市场的主流地位。然而，由于高像素数码相机的价格一直居高不下，因此在很大程度上抑制了数码相机在家庭用户中的普及，目前中国城市家庭拥有数码相机的比例只有0.83%。这主要是因为应用环境还不成熟：价格与规格的壁垒导致数码相机的普及困难。如今国内数码相机市场的主流产品都是300～500万像素的数码相机，而普通消费者的需求并没有达到专业级别。今年开始，由于普通消费者对数码相机的需求节节攀升，国内外众多厂商纷纷推出了低价格、低像素的数码相机。因此，当一批廉价的数码相机出现在市场上时，便迅速得到用户的青睐。XX公司就是看中了这一点，才大量生产廉价的数码相机。由此可见，廉价的数码相机是有市场的。这样，我明确了设计的方向。

这次设计不是想怎样就怎样的，因为XX公司提出了多个要求：产品大小都规定在900mm*600mm之间，厚度在30mm内；材质方面，不能用铝合金等高成本材料；功能简单，满足拍照就行，不带闪光灯，附加LCD数字液晶显示，尺寸在13mm*13mm之间，用AAA两节电池供电，内部有图片内存件，用USB接口导出；结构方面，尽量做到成型工艺简单，且时尚。总体来说就是——成本低且时尚。 转贴于

为了设计好产品，我到各个商场进行数码相机外观调查。大小方面，现在的数码相机都趋向小巧化，大小就和XX公司所规定的大小差不多；材质方面，市场上大部分的数码相机都采用铝合金，由于其成本太高，在这次设计中不被采用；功能是市场上数码相机的主要卖点，里面的都采用高科技的元件，特别是镜头；结构方面，市场上的结构都是很简单的，重点都放在了材质（铝合金等）的处理上，大部分结构都采用一般常见的方体设计，因为铝合金等高档材料成型工艺成本很高，而且塑造有一定的局限；在颜色方面，大部分都采用白、灰、银等流行色彩，体现金属质感。廉价的数码相机要做到功能简单、材质便宜且易成型，其中材质是考虑的重点。近几年来，塑胶材料受到设计家的青睐，最重要的因素是它不但成本低，造型工艺简单且塑造性强，而且在设计中加以特殊处理，并采用最新流行色彩，能创造出独特的美感，使原本低价塑胶产品的附加值大为提高。因此塑胶是这次设计的主要“角色”。定下大概的方向后，就开始草图的绘制了。客户要五个方案， 为了让客户满意，我从三个方面下手，设计三种类型的产品来让客户进行选择。定位上分为方体改良式设计、造型创意设计和使用方式设计。

-- 方体改良式设计

纵观市场的数码相机产品，大部分都是方体设计，简单且时尚。而它的时尚体现点就是铝合金材质。铝合金经过拉丝等处理后，体现金属那种光泽和硬度，就像钻石一样耀眼夺目。而在结构方面考虑到铝合金的成型工艺，所以不能做复杂的结构，这就是为什么大部分相机的造型都是方体的原因。而我的材质是以塑胶为主，所以造型和结构都可以灵活、复杂一点，多体现些层次感，以设计出与市场不同的方体造型。但是不能像市场上的那些数码相机一样，周围线条都是直的、硬的、面与面都成直角的，要运用些弧面来增添时尚。如果想要有像铝合金那样的光泽，那就用金属色来达到其效果。还可以运用亚加力透明材质，来达到独特的效果：在亚加力材质底部进行挖槽、蚀纹等处理，再在底面喷实色，会有透明的光泽度，颜色会显得特别柔和。

-- 造型创意设计

市场上的以铝合金为材质的数码相机是因为受到材质的约束，而且产品体积又很小，因此不能做到大的、复杂的曲面造型。由于材质的缘故，就可以设计出造型特别、有新意的产品。这一类主要用弧线弧面来设计，外形适度的夸张。在成型工艺上与上面的方体改良设计一样。

-- 使用方式设计

以往的数码相机都是方体造型，所以快门键都是设在长方体的顶部，称为竖式，这个当然是掌握平衡的最佳位置。为了体现新意，所以就从这个使用方式来下手，以打破这个常规。我想到的有横式、侧式、笔式。但是要注意的一点是，要从人性方面去考虑，不能盲目的追求新意，而忽略了产品的实用性。

以上三种设计思路都必须要充分考虑结构问题，一定要想清楚是否能够开模、是否能批量化生产，否则是不会被客户接受的。

这些设计构想真的有别于大学时期的设计想法。在学校时，没有受到大小、材质、功能、结构的限制，根据自己的设计理念来进行设计，尽量展开自己的创造思维，越独特、越有新意就越好，没有想过结构方面的问题，是否能够做出来，更不管是否能够被市场接受。不过这并不是意味大学里的设计思维不对，这个就是大学与社会的不同处。要知道这个可是改良设计。从这次生产实习与毕业设计相结合中，发现我的设计思路比以前清晰得多，考虑的东西也比以前多，像材质、结构、以及成本。其中大部分企业最重视的就是成本。因此单单看产品的工业设计是不够的，还要与市场、企业紧密相联。这种认识使我的设计思路逐渐现实化，也更接近市场产品的总体要求。

总的来说这次实习让我学习了很多的东西，但是心中的问题和想法也多了很多。特别是对于工业设计这个词的概念。工业设计的概念正被越来越多的人所接受，学校把它看作有发展前途的新兴专业，企业依靠它开发产品和促进销售，老百姓通过琳琅满目的新产品憧憬着富裕而美好的生活。在大学里就知道工业设计涉及的领域特别的广，工业设计的核心领域是产品设计。工业设计师从社会、经济、技术、艺术等多种角度，对批量生产的工业产品的功能、材料、构造、形态、色彩、表面处理、装饰等要素进行综合性设计，创造出能够满足人们不断增长的物质需求和精神需求的新产品。工业设计的长远意义还在于对人工事物应当如何存在的深层思考，并协调处理人—产品—环境—社会的关系，对形成可持续发展的人类生活环境、融合全球文化和地方文化、技术文化和人文文化的生活方式产生积极的影响。

但是在实习的这段时间，我发现现在所从事的只是产品外观设计，与真正的工业设计差了很多。经理对我们说这是由中国的国情所决定的。工业设计是一种最新智力资源，就如计算机软件一样，它是产品和企业管理各个方面的系统软件，发达国家对工业设计的作用深有体会，已将这种智力产品商品化。如美国青蛙公司为宏基电脑做了一次工业设计，收取设计费200万美元。工业设计在我国仍处在理论和实践的探索阶段，设计公司为企业产品进行设计定位后得不到承认的现象还普遍存在，尤其在北方更为严重。设计的价值得不到企业与社会的承认，必然会阻碍工业设计实务机构迅速成长，难以建立为企业及社会公共事业开展工业设计的社会服务系统。有些企业虽然逐渐开始自觉引入工业设计，然而工业设计所具有的巨大推动力还远没有发挥出来，企业虽然引入了工业设计，却把它仅仅当作设计人员和技术人员的事，各方面人员和科室以互为独立的状态开展工作，距离管理层、决策层甚远。影响工业设计进一步推广的另一个重要原因是人们对工业设计范畴的理解存在着不同，相当一些人，仍认为工业设计仅仅指产品设计，把平面设计、环境设计或广告设计等排除在外。实际上目前真正以产品设计为主的设计机构却又寥寥无几，大量的设计机构在从事上述工作，这些机构以分散的形式存在于社会当中，缺少行业组织，相互之间缺乏交流，无法形成合力，这也导致了工业设计无法发挥其巨大的作用，没有体现其真正的价值。这些就是中国工业设计所面临的问题。我想真正到了工业设计发展到一定阶段的时候，我们会直接和企业的技术人员合作进行产品从头到尾的开发、设计和生产，形成真正、实在、密切的为企业服务的队伍，才能使工业设计形成一定的整体实力。

只有开始真正实践或工作后才能深刻体会工业设计的精髓。有资料表示工业设计人才的要求有 ：1.创造性的解决问题；2.2-D概念草图；3.口头及书面的表达；4.材料与工艺；5.计算机辅助工业设计；6.多学科的交流；7.概念模型制作；8.企业实习；9.设计理论；10. 平面设计；11.数理知识.；12.工程技术；13.认知与消费心理；14.研究与信息处理；15.市场营销实践；16.艺术与设计史；17.艺术与人文学；18.计算机辅助工程设计；19.人体测量与作业分析；20.全尺寸模型制作；21.工作样机制作；22.展示样机制作；23.机械制图术；24.计算机生成图象。这些要求中前十项被认为是非常重要的，而且也是在大学里都要学习的，因此一定要把大学的专业基础知识学好。因为实习公司的经理曾说过一句话：“毕业生刚来肯定还有不足的地方，但是只要去学习就没问题，但如果还要在这里‘补课’，那就说不过去了。”这即是要求毕业生不要有“到时候再学”的想法。

我们这一代属于工业设计的开拓者，艰苦奋斗将是长期的。但是好的事物总是要经历多种磨难才会露出锋芒，因此要吃苦耐劳，坚定自己的信心，相信中国的工业设计会成为推进中国乃至世界经济的强大支柱，会变成最有前途、最有价值的专业之一。

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【参考文献】

（1）《工业设计史》

何人可编著

北京理工大学出版社

（2）《世界现代设计史》

王受之编著

中国青年出版社

（3）《产品系统设计》

吴 翔编著

中国轻工业出版社

篇4

结构设计作为机械设计过程中至关重要的组成部分，所完成的工作是按照的机械原理进行机械图纸的设计。变元法是由德国科学家发明的方法，主要应用于机械相关设备的结构图纸的设计，其特点是具有创新性。本文针对变元法作出了一定的修改和完善，目的是让这种方法更容易被应用和理解。变元法在机械行业及相关领域有较为广泛的应用。我们在使用变元法的完成结构设计的过程中，是以完成这种产品的基本结构为前提，再进行其他新型设计思路的研发。变元法的含义主要包含两个方面：一方面，机械结构方面，这方面的变元法主要包括七个种类；另一方面，针对这部分的变元进行改变，创新性的实现不同种类的结构设计。以下是对7个变元的阐述：

1.1数量变元

数量变元指的是研究机械设备的所有的零部件或构件的全部的外形、工作面以及生产的点、线、面等都看做是构成零部件的基本元素，对这些基本元素的数据进行修改，完成针对机械设备构件的优化的目标。例如：为了实现简化的目的，在设计铸件零件的外形时，多使用直线设计的外形轮廓。

1.2形状变元

形状变元指的是从机械的形状方面对机械结构的外形和重要轮廓、加工表面以及所使用零部件的种类和尺寸进行优化调整，进而得出多种结构的创新设计，从而对整个机械进行优化调整。机械设计过程中这类因素的创新是把机械设备的运行原理转化为设计图纸的过程。例如，火力发电厂的冷渣机，为了能够把高温炉渣以最快的速度降低温度，技术人员采用了形状变元的方法对冷渣机进行优化设计，改变原有的单腔体为多腔体，提高了降低温度速率这一难题。

1.3材料变元

零部件选取多种类型的材料一般会改变这种零件的尺寸，进而生产工艺也会相应的变化，以至于改变了整体机械的外形和构造。我们可以针对材料的改变而设计出多种类型的构造方案。

1.4位置变元

位置变元指的是按照机械设备的构造位置的改变，实现多种类型设计方案的形成。例如，在针对焊缝零部件的焊接方法时，选择焊缝的位置非常重要，当我们选择在中心轴附近时，避免了零件由于收缩造成的弯曲变形。

1.5联接变元

联接变元指的是在设计过程中应该注意元素的两个方面：一方面，我们需要确定元素联接方法的改变。例如，工作中常见的焊接、热熔连接等；另一方面，我们需要研究针对任意一种联接方式的不同类型的联接结构的创新，进而得到不同类型的方案。例如，儿童玩具在设计过程中要尽量做到安全联接，我们可以设计成卡扣联接方式，这样不容易出现小孩误食螺丝的现象。

1.6尺寸变元

尺寸变元指的是高度、宽度、直线度、弯曲度等方面的内容。技术人员在针对这些元素进行创新设计时，一般侧重于改变零件的尺寸。完成对机械系统构件完善的目的。例如，技术人员想提升粉碎机的物料目数，针对动力副在整体机构上的相对位置做出了改变，进而完成了粉碎目数的提升，效果是原来的2倍。

1.7工艺变元

设计和工艺的关系是相互衔接和相辅相成的。每种零部件的加工方法和制造工艺各不相同，各类零部件与设备的加工和制造质量、生产周期、成本和使用年限也千差万别，进而制约着设备产品的构造。按照相应产品的工艺特性，结合使用以上7类变元，按照进行根据所设计机械产品的特点,灵活地运用上述7个变元,同时设计者依据所具备的知识、经验,运用创造性思维方法,如类比、推理、归纳、模拟、想象、直觉及灵感等,可构思出很多种结构方案。

2精密仪器与精密机械结构创新的必要性

当今社会是科技高速发展的时代，测量设备和机械构造的设计理念和方式都进行着完善和提升。如何让青年人可以快速的适应企业对适应性和才能的要求，成为我们大家亟待思考的问题。因此，在进行实习设计的课程教学过程中，引入前沿的、适应企业需求的人才培养方法和相应的实习方式和装备变成了必须考虑的问题。所有的测量设备或控制装置都具有相应的适应所在系统需求的系统或构造，那么在测量设备、控制装置确定的机械结构设计需求的基础上，如何使用先进的设计思路和多种类型的机械构造构件进行优化整合，建造适应系统需求的高端机械构件，是我们当前工程设计的重要方法。根据企业对人员的需求，按照建造机械系统和构造的整个阶段，依据以往的经验，侧重对机械设计的基础内容、方式、理念的研究；注重对系统构造的探索；注重研究、分析问题的方式方法和创新水平的提升。建立一整套面向企业所需求的能够操作精密设备和高科技仪器人才的培养方式非常重要。

3结构方案的评价与优化

篇5

利率市场化的逐步开放将给银行财富管理带来全方位的影响，资产定价将变得更加透明，商业银行息差被压缩，经营模式转型压力加大，这将加速传统银行业务向投资银行、财富管理转变。中国经济正在经历从高速发展到平稳前进的一个转型。面对低利率时代的到来，银行的收益率可能逐渐下行，对于银行的理财产品来说，竞争将更加激烈，产品的差异化或将左右银行业的生存空间。

商业银行理财业务发展至今，已经到了由量变向质变转化的关键时期。过去几年商业银行理财产品的发展更多地体现为“跑马圈地”的粗放式模式：各银行理财业务的名称、形式和条款虽有差别，但实质上都是银行根据可获得的国债、金融债和央行票据的期限与收益，将理财产品的期限与所持债券资产的期限尽可能匹配，实现投资人和银行双赢的无风险套利，并在此基础上增加搭配销售存款等方式，进一步增加自己的盈利的空间。

现代金融理论告诉我们，无风险套利机会随时都有可能出现，但是都不可能长久地存在，多数银行在设计理财产品的时候出于短、频、快的需求，将业务范围本来非常广泛的理财业务局限于套利模式，银行理财业务的正常发展因此出现了先天不足。由此产生的忧患有三。

忧患一：业务定位不合理

由于是无风险套利，银行基本上已将可能面临的所有风险锁定，所有问题都在银行的掌控之中，可以说理财业务已经是稳赚不赔。但是，这种无风险套利的机会不可能永远存在下去，这也导致了理财产品利率的盲目高涨、各类形式的理财变相融资业务、游离于监管之外的“影子银行”等所谓“异化”现象。6月底出现的多家银行理财产品收益率集中阶段性疯长的现象，可能更多从侧面地说明了银行在考核导向和业务定位上出现了问题。

忧患二：收益分担模式含混不清

在各家商业银行的产品说明书中，对理财产品的投资及无风险套利过程都讳莫如深，对银行的收益更是只字未提。例如，人民币理财是委托理财的一种形式，投资人是理财投资风险的主要承担者，理财的所得扣除必要费用（事先应有明确规定），剩余所得也应该全部归委托人所有。在实际运作中，银行人民币个人理财产品交易文件中的收益率名为“预期”实为“固定”，产品到期，按交易文件中载明的预期收益率支付客户收益，实际投资收益率与预期收益率之间的差额部分作为银行的中间业务收入费率，这种形式显然与代客理财的本意相矛盾。其后虽然有部分商业银行提出了收取手续费或管理费的条款，但理财固定收益的实质并没有太大的改变。如果商业银行继续按照这种模式经营人民币理财业务，必将成为未来这项业务的风险隐患。

忧患三：风险揭示和信息披露不完全

在产品定位没有界定清楚的情况下，商业银行实际上在以自身的信誉作为支撑，发售介于基金和资产证券化之间的理财产品，形成事实上的固定收益理财。作为投资人仅需要关心银行到期能否足额兑付的信用风险，因为这种风险没有得到充分披露，银行因为顾及自身的形象，只能通过内部管理来消化这种风险。目前的情况是，一方面套利空间在缩小，另一方面银行在通过价格战来提高竞争力，当风险度超过银行的接受能力以后，银行不得不对套利模式的理财业务重新审视和反思。

那么，银行理财业务的发展方向在哪里呢？国内商业银行如果希望理财业务能够成为新的业务核心，还需要从理财业务的本质入手，重新定位理财业务，重新设计和规划理财业务的发展模式。目前银行理财业务创新的主导方向应该是：在保证合规的前提下，以技术化手段为重点推进理财产品结构设计的创新，以渠道拓展和组合优化为重点推进理财资金运作范围的创新，以品牌构建为重点推进理财产品营销的创新，以工具优化为重点推进理财风险管理的创新。

创新思路一：推进理财产品结构设计的创新

理财产品结构设计的创新需要紧紧把握投资者需求及其动态变化，投资者的需求主要集中于四方面：收益性、安全性、流动性和便利性，不同的投资者对于这四方面的排序有所不同。目前国内理财市场一个共性的特点就是产品存在高度的同质性，缺乏个性化差异，银行理财也是如此。这就使得银行开发新产品的思路较为狭窄，过于注重通过价格战来提高竞争力。从长远来看，除了提高资产管理质量之外，提高服务质量也是增强理财产品竞争力的重要手段，银行可以在产品差异化方面下足功夫，针对不同的客户群体和细分市场提供不同的理财产品，针对不同时段推出适合客群的超短期、短期、中期及长期的理财计划，并结合自身业务需要，规划理财产品到期时段，形成可循环续接的理财模式。比如阿里金融的“余额宝”虽实为货币基金，但其“自动理财”的创新理念，却也不妨成为我们思考的方向。

创新思路二：推进理财资金运作范围的创新

从最终投向来看，理财资金的投资范围主要包括债券及货币市场类、融资类、权益类等，无论投资形式如何变化，其本质都脱不开上述三类。因此，短期内对于理财资金运作范围的创新可以从渠道拓展和组合优化两个方面入手。渠道拓展方面，重点在于如何以合规的形式将理财资金输送给需要这部分资金的融资主体，在这个过程中，形式上的合规以及实际上的风险管理到位非常重要。单就渠道的拓展来讲，从信托贷款到委托贷款再到委托债权都属形式上的创新，下一步可以重点拓展基于融资主体现有各类资产现状的流动性提升的融资品种，比如一家企业拥有土地、厂房、设备或应收账款等各类资产，流动性相对较差，很难以这些资产为依托进行常规化融资，此时是否可探索如何将这些资产进行类证券化处理，提升其流动性，并满足其融资需求。组合优化方面，主要就是将固定收益类投资品种与权益类投资品种有机融合起来，通过跨市场的投资提升理财资金的运作收益。当然，投资组合的精细化管理和对市场的前瞻性研判永远都是提高投资收益的根本性保障，在渠道拓展的同时，银行自身还是要立足于提升投资组合的精细化管理水平。

创新思路三：推进理财产品营销的创新

目前市场上理财产品销售过程中过于依赖产品收益高低，而银行营销人员的积极性、主动性和创造性有待提高，但在收益差别不大的情况下，就极为需要营销人员的创造性活动以及理财品牌的影响力。中国银行业的发展经历了简单拼规模、获取上市红利等历史阶段，而下一个历史阶段必然回归到服务这一本质属性上来。这种升级，是从人性化向专业化、从大众化向个性化、从资金提供者向资金组织者、从支付结算平台向现金资产管理平台的升级，一言以蔽之，是由融资向融智的升级。

营销的内涵就是产品的精细化和渠道化。不同理财产品的目标客群在哪里？这些目标客群适合什么样的营销策略？这些目标客群需要通过何种合适的渠道进行产品的推广？……随着“碎片化”理财观念的出现，第三方支付正在不断渗透银行金融业务，网络金融来势凶猛，搅局行业，改变着人们生活消费习惯。毋庸置疑，通过移动技术的创新，人们不仅在迎接一个互联网金融的时代，也在迎接一个移动互联网金融的时代。我们更应顺应潮流，大胆突破传统思维定式，破解二八思维惯式，利用新兴互联网工具（如手机银行、微信银行等），加大理财产品的宣传力度和广度形成营销品牌，重新关注大众客群需求，创造利润盈利和持续发展的新增长点。

创新思路四：推进理财风险管理的创新

理财投资对流动性、收益性、安全性和期限匹配的要求都兼而有之，个体差异较大，商业银行已有的经验在理财业务上并不完全适用，而且面对客户多样化的理财需求，仅仅靠单一的债券类投资已经很难满足。因此，商业银行除了将积累的经验用于理财业务以外，还要充分学习股票、外汇以及衍生产品等多领域的专业知识和投资技能，借鉴国外先进的风险预算等风险定价方法，向着资产管理方向发展。

目前就实践来看，商业银行现在有很多自己的产品，实际上是可以做成理财产品的。比如信贷资产证券化就是一个很有潜力的产品，将来会有一个几千、几万亿，甚至更大的一个市场。理财业务在性质上与信托、基金产品比较类似，为此，商业银行需要将理财资产做表外处理，与银行的自营业务相分离，杜绝相互之间发生利益输送，同时进行严格真实的信息披露，忠实履行管理人职责，确实做好理财资产的保值增值。只有这样，才能实现理财业务转换银行收入结构和分散风险的目的，促进商业银行各项业务的健康发展。

篇6

关键词：水陆两栖车；传动系统；变速箱

中图分类号：U469 文献标识码：A

近年来，随着市场的需求，水陆两栖车无论是民用还是军用方面，国内外都投入大量资金进行生产研发。水陆两栖车可以广泛应用于商业娱乐、抢险救灾、边防巡逻、抢滩登陆等领域。它很好地实现了水、陆两种工况的无缝对接。要想使水陆两栖车实现良好的行驶性能，就要对水上推进方式进行合理地选择。目前，常采用的推进系统为轮胎划水、履带划水、螺旋桨推进、喷水推进器推进和加挂舷外机等几种方式。为了实现我公司两栖车的水、陆高速行驶，浅滩快速登陆的设计要求，我们采用了喷水推进器作为水上动力推进方式。

一、新型传动系统观点的提出

水陆两栖车兼有水上和陆上行驶的双重功能，轮胎划水和履带划水用的是陆上动力传动系统，采用螺旋桨、喷水推进器或加挂舷外机都需要水、陆两套动力传动系统。常见的喷水推进式两栖车动力传递路线如图1所示。

其不足之处有如下几点：

1.需要设计一个分动箱，用于发动机动力在水、陆两种模式之间切换。分动箱使得两栖车重量增加、尺寸加大，结构复杂，生产成本和周期相应增加。

2.需要两套操纵机构。一套是变速箱换档机构，另一套是分动箱分动机构。结构复杂，换档手柄多，驾驶人员操纵繁琐，容易误操作导致事故发生。

3.动力传递路线长，传动效率降低，如图2所示。

经过认真研究，多方案讨论，最后决定采用下面的两栖车新型传动系统设计方案，对水、陆两套动力传动机构进行了整合。

本新型传动系统改进了结构设计，使得产品结构更紧凑，重量减轻，占用空间小，生产成本降低，操纵简便。

二、传动系统原理

图3为水陆两栖车新型传动系统原理图。发动机总成1与离合器总成2连接，向后再与变速箱第一轴3连接。发动机、离合器壳体11和变速箱壳体10用螺栓连接成一体。变速箱一个操纵杆控制6个档位，4个前进档、一个倒档和一个船用档。在陆上行走时，发动机动力经过离合器传入变速箱。驾驶员可以根据路况来选择一档至四档。动力通过变速箱各档位齿轮传递到差速器总成9，最后经过两侧的半轴传递到轮边机构7上，完成了陆上行驶过程。两栖车入水后，驾驶员踩离合，变速箱挂入船用档。松离合后，发动机动力经过离合器、变速箱第一轴、船用档同步器5传递到变速箱第三轴6，最后经过船用输入齿轮、船用输出齿轮传递到喷水推进器8上，从而完成了水上动力传递过程。

三、使用效果

为了减轻重量，离合器壳体和变速箱壳体均采用铝合金材料。齿轮及齿轮轴为优质合金钢。产品加工后安装到两栖车上，经过路面和海上各种工况长时间试验，新型传动系统完全满足设计要求。水、陆工况切换迅速，档位清晰，行驶平顺。

结论

国内外两栖车种类繁多，动力传动系统设计各式各样，但设计宗旨是在满足功能要求的基础上，将结构简化，成本降低。本新型两栖车传动系统摒弃了常见的结构形式，采用技术成熟的车用变速箱与水、陆分动箱合二为一的设计思路，实现了传动系统的优化设计，达到了预期的效果。

参考文献

篇7

蜂窝纸芯拉伸展开形态模块的设计和制作，需要明确以下几项。①由于弹性受力的不均匀性，拉伸展开的倾角肯定不相同，而且越是中间部分拉伸角度越大、越是靠近两端的部位则倾角越小［4］。②由于拉伸展开导致蜂窝纸芯的宽度自然变窄，如果拉伸幅度过大，会导致整个蜂窝纸芯结构失去基本的形态和功能结构。③蜂窝纸芯的特殊结构，需要在功能结构上发挥其上下抗压强度的优势，同时规避产品向图1中y轴方向过度运动，这对产品结构设计是一个很大考验［5］。综合考虑上述因素，实现蜂窝纸芯模块的结构创新，必须简化模型，从设计思路和用户体验还原产品，从产品使用情境入手进行逆向设计，明确设计目标和任务，才能成功。蜂窝纸芯不是独立的，作为产品的组成部分，要放在产品环境中考虑、分析、结构再重构。以模块化思路来研究蜂窝纸芯模块与整体产品的关系问题，对于相关产品开发设计具有非常重要的意义。蜂窝纸芯与蜂窝纸板的工艺有很大差别，蜂窝纸芯模块会跟其他结构一起形成完整产品，具有明确的功能。在这个结构里，蜂窝纸芯模块拉伸方向两端固定，两侧位置受限，这些特性既是对产品开发的限制，同时也是产品的鲜明特色［6］。根据产品特性和实际包装使用需要，设定单个西瓜包装的外形尺寸为:400(W)×300(H)×500(L)mm。常见蜂窝纸芯边长为6mm、8mm、10mm，这里以10mm来测算。在受力一定的情况下，当拉伸角度θ=31.29725°时［7］，蜂窝纸芯所受应力最小，此时的拉伸角度即为最优拉伸角度，取合理值，设定为30°，则两面倾角总共为60°(图2)。每楞展开间距是10mm，长度500mm，则500÷10=50，共有50个间距，单片瓦楞原纸厚0.25m，每个瓦楞结合部分为2张原纸贴合而成。将整个蜂窝纸芯模块合拢的纸芯厚度为0.25×2×50=25mm，这个形态合拢时非常密实，便于采用CNC数控加工中心进行加工。需要切铣的形态对应一般西瓜形态在图1中x轴方向密实压缩的形态，压缩比例等同于蜂窝纸芯模块的压缩比例，纸芯模块展开长度为500mm，压缩后长度为25mm，因此，可以计算西瓜切铣形态的单轴压缩比为:500mm÷25mm=20mm。蜂窝纸芯模块CNC数控加工中心切铣造型如图3。

2蜂窝纸芯模块与包装产品外观造型设计

对图4中展开蜂窝纸芯模块及西瓜包装进行受力分析。西瓜毛重5kg，图1中z轴方向的承重对于蜂窝纸芯模块来说完全不是问题，y轴方向也可以通过产品外面合理的简单结构固定，且西瓜本身修长形体对蜂窝纸芯在y轴方向的运动形成限制。对西瓜在运输和使用过程中安全性构成威胁的是x轴方向的运动。一方面因为西瓜在储运过程中都采用侧卧的方式降低了x轴方向运动可能性;另一方面，包装外观造型上通过合理结构对蜂窝纸芯的中间部分进行1～3个单点固定，可以确保x轴方向的结构安全性。加工成型的2件蜂窝纸芯模块分别组合形成内部包装结构的上下部分，采用合理包装外观造型设计，各种各样契合品牌形象需要的西瓜包装方案被设计出来，图5是其中一个范例。独具特色的产品包装可以使西瓜从众多同类产品的竞争中脱颖而出，易于消费者识别，满足消费者的诉求及归属感，产品配合出众包装可形成产品视觉识别力，成为深受消费者喜爱的送礼佳品［8－9］。目前，市场上西瓜独立包装很少，少量的包装设计也缺乏主题，产品的销售主张受到抑制。作为国内知名的高端西瓜产地，大兴区应该对品牌西瓜进行全新的包装设计。该造型结构灵感来源于西瓜本身，蜂窝纸芯材料容易降解，能够多次使用，美观牢固，环保卫生，不使用时可以折叠成很小的尺寸［10］。可以根据不同西瓜的造型尺寸个性化定制中间的蜂窝纸芯模块。蜂窝纸芯模块的优点是产品在不同维度的视觉效果有完全不同的呈现，根据这个特点进行产品包装造型设计能够产生奇特的包装视觉效果，提升品牌形象。在产品包装造型样式和用户体验上更进一步，在光影效果、产品展现、用户交互体验等方面达到更好的效果，真正实现“包装即产品”及低碳环保的包装更新理念。

3结论

篇8

【关键词】资产证券化；水务基础设施；融资

1 水务基础设施建设融资存在的问题

基础设施建设是城市经济发展的先行和必要条件。随着城市建设步伐的加快，供水、排污等水务工程建设融资需求较大。据中国水网预测，2011-2015年期间，我国城市供水行业的投资需求为2200亿元，城市污水处理行业的投资需求为7000亿元，污水再生利用投资为300亿元。除了城市供水和污水处理外，农村污染源也将是流域治理的着力点，预计未来将需要投入超过900亿元资金用于建设城乡污水处理系统，以保障饮用水安全。

由于水务基础设施建设项目投资巨大，仅依赖于传统的财政投入和银行贷款的融资模式往往会造成一定时期内资金短缺。同时，原有的银行贷款、政府投资等融资模式的融资成本相对较高；而水务基础设施建设周期长、资金回收慢的特点又造成其积压了大量资本，使得资本效率低。由于水务基础设施建设的投资主体较为单一，融资风险相对集中，这在一定程度上也降低了项目顺利完成的可能性。

因此，如何通过市场化融资创新，实现水务基础设施建设项目快速低成本融资是当前重要的课题。

2 国内外资产证券化发展概况

资产证券化就是指将缺乏流动性的资产转换为在金融市场上可以自由买卖的证券的过程[1-3]，其正式出现始于20世纪70年代的美国，是近年来世界各国广泛运用的金融创新工具。如今，已从最初的居民住宅抵押贷款证券化（Mortgage-backed Securitization，MBS）扩展到了以汽车贷款、基础设施、应收账款等的金融资产证券化（Asset-backed Securitization，ABS）。数据显示，1987年美国资产证券化发行余额仅为6900美元，2012年全美发行2.3万亿美元资产证券化产品，仅次于美国国债2.3万亿美元的发行量（数据来源http：///）。我国资产证券化的运作正式始于2005年，试点3年共发行了667.85亿元人民币的资产证券化产品。2012年9月重启后由国开行首发了101.66亿元的证券化产品。我国也不乏准资产证券化和试点项目运作成功的范例。例如，1996年8月，珠海市以交通工具注册费和高速公路过路费为支持发行2亿美元的债券，该债券发行的收益被用于广州到珠海的高速公路建设。此后，广州―深圳高速公路证券化、建元2005、浙元2007等证券化产品不断涌现。

3 水务基础设施ABS可行性分析

首先，由于基础设施是典型的缺乏流动性但有预期收益的资产且资产质量较高，近年来被广泛选作为基础资产入池进行证券化包装上市，从而实现融资。国内外关于基础设施资产证券化的理论研究及实践较多[4-5]，我国庞大的水务建设项目融资亦可借鉴。

其次，采用资产证券化融资模式，其资金的筹资成本低于从商业银行贷款等其他融资方式的成本。例如，南京污水处理资产证券化融资的综合资金成本为5.25%（相当于以该利率获得7.21亿元4年期贷款），低于同期银行贷款1-1.5个百分点，节约财务费用3000余万元。以长春市第五水厂供水工程为例，该工程于2013年3月开展施工工作，预计将于2016年9月全部完成。工程总投资为154901.87万元，70%建设资金来自于商业银行贷款，贷款金额为100000万元，约占建设资金的70%，贷款利率为6.55%，还款期为10年（不含建设期）。类似这种情况，完全可以采用资产证券化的金融创新模式，以常规预计能够节省1-2个百分点成本。

最后，近年来我国政府颁布了《全国城镇污水处理及再生利用设施“十二五”建设规划》、《“十二五”水污染防治规划》。2012年5月《关于进一步扩大信贷资产证券化试点有关事项的通知》提出了“扩大基础资产池种类”、“扩大参与试点的金融机构数量和种类”等创新思路；2013年3月证监会了《证券公司资产证券化业务管理规定》。以上表明我国政策导向支持资产证券化业务向常规化发展，为水务建设项目寻求创新融资模式提供了有力地支持。

4 水务基础设施ABS融资项目运作基本思路

从国内外资产证券化运作经验来看，水务基础设施ABS融资项目运作首先应当重视基础资产的选择。资产证券化与传统融资方式的重要区别就是两者的信用基础不同，其不依赖于借款人的整体信用而与入池资产本身的质量息息相关。因此，首选未来收益明确的基础资产入池，例如未来能够收回水费、污水处理费等收益的基础设施项目。同时要有针对性地分析水务基础设施资产的特征，制定选择标准，以利于对不同类型的基础资产分别进行证券化设计。

证券的顺利发行还涉及多方角色，需要明确各方职责，充分合作。一般来说，证券化可以通过设立特殊目的机构（SPV）的途径来完成。水务集团对辖区内的供水、排污等建设项目进行投资、建设、运营和养护，并拥有项目的收益权，然后由经营企业作为发起人将项目的收益权委托给一家具有资格的信托公司，设立信托财产，再由信托公司发起集合资金信托计划，以发行信托凭证的方式向投资者募集资金购买项目收益权。这种模式能较好地实现破产隔离，且在现行的法律环境下具有可操作性。参与方还包括信用增级机构、信用评级机构、证券承销商、服务结构及境外投资者等。应当寻求有实力的机构为项目担保，适当进行信用增级别以提高投资者的信心。在这一过程中，还应通过合理的规则设计防范由于各方信息不对称而引发的道德风险。

此外，ABS结构设计也尤为关键。美国次贷危机的形成的原因之一就产品结构过于复杂，不断被包装使得证券化风险越积越多。因此，水务基础设施ABS不应过度包装，并应先采用试点的形式进行过度。可以采用层次结构设计，将水务基础设施ABS产品分为A、B、C等档次，以风险由高到低、时间由短到长为依据，同时，对B、C两档次要加上一定的风险补偿，具体的补偿额度要依据具体的资产池结构，因此风险补偿后的B、C档次可能会高于一般性企业债的收益率。

5 总结

水务行业关系国家建设和民生，对于水务设施设备的建设和投资的重要意义不言而喻。资产证券化可以较好地解决水务基础设施项目融资困境，盘活水务资产，依靠自身资产进行融资，提高社会资源配置效率。在实际的水务基础设施ABS项目运作和管理过程中，应先以试点实施，积极培育机构投资者，鼓励个人投资者参与。还应注意防范利率、信用等方面带来的风险，不断完善资产证券化相关法律法规，构建良好的金融环境。

【参考文献】

[1]Bhattacharya A.， Fabozzi F.， Asset-backed Securities[M]. New York： Frank J Fabozzi Associates，1996.

[2]OECD.Trends and Developments in Securitisation[J].Financial Market Trends，1999，11.

[3]吴戈，常可.城市水务资产证券化的信用增级研究[J].征信，2013，5L27-30.

篇9

关键词：办公家具 设计 研究

中图分类号：TB472

文献标识码：A

文章编号：1003-0069（2015）10-0128-02

中国办公家具市场正在以每年10%的速率增长，根据中国家具协会的数据，2010年中国家具业的生产总值达到7300亿人民币，民用家具占其中的70%，办公家具占30%，办公家具行业处在一个很好的淘金时期。本项目受地方企业委托，基于企业现有的技术条件，为其开发办公家具产品，适应现代化企业的办公需求。

一 办公家具市场概况

办公家具消费主要集中在两类消费群：企业和政府。高端消费群如欧美跨国公司在华企业、政府机关、银行等办公场所基本被国外家具业巨头如赫尔曼.米勒、海沃氏、HNI等企业的产品占领。中国家具出口尽管已达200亿美元，但大多走的都是低端路线，不少家具生产企业仅仅是国外品牌的廉价制造基地，成本优势也在逐年丧失。目前国内尚没有哪家办公家具公司能占到办公家具生产总值1%的份额，而国外成熟市场前三名的品牌占到30%以上的市场份额，如2001年美国Steelcase营业额近240亿人民币，日本Kokuyo也有180亿人民币。与此同时，近几年来欧美市场的低迷正在迫使出口企业回头瓜分国内市场，加剧了企业之间的竞争。

办公家具的销售渠道经历了从家具卖场、品牌独立店到品牌店中店的发展过程。随着互联网电商的普及，办公家具实体店的销售受到了互联网的巨大冲击。办公家具的设计则经历了从大众化、差异化、定制化到个性化的发展过程。个性化（选配）服务将通过网络和由消费者直接参与共同设计来完成，产品竞争从服务意识的竞争转向服务技术的竞争。微利时代来临，产品生命周期逐步缩短，企业需要差异化的经营战略，富于创意和特色的家具企业才能保持旺盛的成长势头。

二 办公家具产品调研

家具设计的瓶颈在于家具产品涉及的材料和结构种类繁多，家具设计的创新很多时候依赖于材料和结构的创新。以下是对办公家具产品设计相关要素的调研和分析：

1办公家具的功能和材料要素

系列办公家具的功能部件一般为：办公隔断、员工桌、经理桌、洽谈桌、会议桌、文件柜等六部分。办公家具所用材料涉及面非常广泛，常用板材有刨花板、细木工板或PVC板；常用面材为钢板、铝合金板、玻璃等；常用管材为铝合金型材、钢管；常用修饰材料有铁丝网、人造革、布艺、橡胶等等。

2办公家具结构要素

家具结构即家具构件的组合与连接方式，它取决于材料和工艺的发展，如金属家具、塑料家具、藤家具、木家具等都有自己的结构设计特点。家具结构受材料属性的约束比较大，同时要兼顾制造成本和工艺条件，以及造型样式的需要。不同类型的家具可以有相同的结构设计，如中国传统家具常用的榫卯结构，可以运用于支撑类家具如座椅和储藏类家具如书柜中。不同材料的家具却通常具有不同的结构方式，如钢木家具、实木家具、藤制家具可以有完全不同的结构方式，因此，办公家具结构设计方面的考虑通常在材料选定之后。

3办公家具人机要素

办公家具在人机方面需要考虑的因素主要表现为：合适的桌面高度、大小和容膝空间；拥有支肘板的桌面更人性化；合适的屏风高度和材质，相对隔离且方便沟通；抽屉拉手的人性化设计；桌面物品摆放设计；方便电脑使用的人性化设计，其中包括接线盒位置、主机箱位置、散热孔、拔插优盘等。

4办公家具模块化考虑

传统的家具由零部件组成，而模块化家具则由模块组成。模块是可组成系统的、具有良好的可重用性和完整接口的单元。

家具模块划分指的是通过对家具的功能进行分解，将具有相同或相似的单元分离，用模块化原理对之进行统一、归并、简化，形成具有特定功能和接口结构的通用独立单元，即模块。模块化设计要求遵循通用性原则、互换性原则、系列化原则。家具板材的直线切割要考虑模数问题，曲线切割则要考虑减少废料和废料利用的问题。

三 办公家具用户调研

本项目的用户调研主要从三方面展开，一是针对办公室职员、部门经理、企业负责人的访谈，二是办公家具使用情况的问卷调查，三是不同办公环境的现场照片分析。从中发现用户在办公家具使用过程中存在的问题依次为：

1物品摆放混乱：随身包、衣服、水杯、垃圾桶、纸巾、盆景等随身物品没有归属

2团队之间技术交流不方便：如工程师们就产品结构进行互动和讨论

3桌面高度不能适应不同身高的人体尺寸

4长时间坐着办公致使腰背肌肉酸痛

5电源线网络线数据线混乱

6拔插优盘不方便等

办公家具不仅仅是一张放置电脑的桌子，它是办公职员在公司的一个小家的缩影。因此在办公家具设计的过程当中，必须充分考虑使用方面的功能性，以上用户调研中发现的问题是办公家具设计中的重要参考。

四 办公家具设计趋势

互联网给我们的生活带来了颠覆性的变化，对办公环境产生的影响也是革命性的。形形的创意公司、小微企业如雨后春笋般入驻到各种产业园区，办公家具的设计也相应出现了以下的设计趋势：

（1）风格化：色彩的大胆运用、创意风格和主题设计直追民用家具。如将回纹、云纹、八角亭等中式元素融入设计，或者以简洁、非对称、甚至夸张的几何形态来强调存在感。

（2）模块化：以不同形状的面板，搭配不同材质和形态的桌脚、电脑主机柜、桌面文件柜、抽屉柜、立式文件柜等功能模块，实现多种功能组合，满足不同的办公需求。

（3）智能化：轻轻一按即可全部自动上锁的抽屉，对办公室实现电子控制的触摸屏，能实现空间情景灯光设置的记忆遥控器，触摸感应弹开的柜体：轻松实现升降的圣奥I-WORK主管桌等。

（4）弹性化：移动办公，在有限的办公空间内，可根据工作要求将独立的办公室变成大会议室、将独立的办公桌组成会议桌，其办公家具都将非常易于重组。弹性办公家具的核心概念即资源的最大化利用，由此而带来办公家具组合的多样性。

五 设计思路

基于以上对办公家具市场、办公家具产品、办公家具用户、办公家具设计趋势等的调研与分析，在与企业进行充分沟通的前提下，为企业制定如下设计思路：

六 设计实践

首款设计为“低成本设计”，具体设计定位如上表所述。经过草图构思、草图评审、三维建模及渲染、效果图评审、设计深入、场景渲染等环节，最终确定方案效果如下图。

这是一款员工桌组合的设计，产品英文命名为“jejec”，是中文名“步步高”的英译。设计理念如下：

形态：产品整体以直线和折线为基本造型线，简洁端庄，符合现代办公家具的发展趋势。

色彩：本设计以白色为主色调，辅助以深灰色，营造出洁净和安静的氛围，同时具备品质感。黑白主色中添加绿色低屏，为优雅整洁的办公环境带来一抹生机和亮色。

功能：为每一位员工配备了一个中等高度的柜子，含两个抽屉，两层搁架。下层适宜摆放书籍、个人用品等杂物；上层可摆放盆景，或者与同事交流。主机箱柜的内侧面开有条形线槽，以便手机充电线或耳机线的接入；电脑的电源线等从柜子内侧面的圆形线槽接入，保证了工作台面的完整性。

材料：本设计桌面材料为价格较低的层压板，符合低成本设计的要求。桌子支撑架为钢管，桌腿采用钢板折弯，不需要额外的配饰和模具，同样符合低成本设计的要求。

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关键词 液压支架；CAD；CAE；有限元软件；三维建模；实体模型

中图分类号TP31 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）65-0173-03

0引言

近阶段，世界各国都对液压支架的研发和设计非常重视。尤其是近年来，随着各国在经济与科技领域的合作不断扩大，技术不断得到完善和发展，作为液压支架，很多机械化生产中的关键设备，在CAD与CAE软件里也得到了不同程度的发展。世界各国从20世纪70年代开始，对CAD以及CAE软件应用于液压支架设计方面的工作，做了许多研究和工作，并且带来了非常不错的经济效益。给机械行业的发展以新的前景与启示，使世界工业实现自动化和精密化发展提供了可能。

1 CAD与CAE软件于液压支架设计中的应用

CAD在其发明的初期是英文Computer Aided Drafting（计算机辅助制图）的缩写，由于计算机软件技术和硬件技术的逐渐发展，人们慢慢地认识到单一地只运用计算机制图还不可以称之为计算机辅助设计；对于整个产品，包括产品的构思、产品的功能设计、产品的结构分析和产品的加工制造等的设计才是真正的设计。二维的工程图设计只是产品设计中的一个分支；由于这些原因，Computer Aided Design也取代了Computer Aided Drafting，成为了CAD的代称。与此同时，CAD也拜托了辅助绘图这个单一地功能，成为了整个产品的辅助设计工具。

CAE、PDM以及CAM等软件都是在CAD的基础上实现的。对于CAE来说，CAD不仅为单个零件提供造型设计、还为整机提供有限元分析、机构的运动分析、造型设计以及装配成型。在CAD中对零件及部件所做的任何改变，都会在CAE、CAM和PDM中有所反应。总而言之，一旦CAD做得不理想，CAE、PDM以及CAM就很难做好。

CAE是计算机辅助工程的英文缩写，其全称是Computer-Aided Engineering。随着计算技术的逐步应用，对于每个即将投产的产品，企业都可以先在计算机上建立一个数字样机，然后通过数字样机来模拟产品和零件的工作状态，通过这些模拟实验来对零件和产品做出工程校验、有限元分析以及计算机仿真。在产品研发过程中，企业通过CAE模拟软件的应用，可以方便地对零件和产品进行仿真检测。这些仿真实验能够得到零件或者是产品的相关运行参数，对于产品缺陷的发现、产品设计的优化以及产品的设计成本的降低有这极大的促进作用。而且CAE软件模拟能对产品维护检修提供很大的帮助。例如：分析产品故障的原因以及产品质量因素等。 CAE软件通常会有有限元分析模块。把物体，也可以称之为连续的求解域，通过离散的方法分解为有限个简单单元的组成形式是有限单元法的基本思路。为了将连续的具有无限个自由度的问题进行简化，形成离散的有限自由度问题，需要对这些被离散过得单元进行模拟并且得到原来的物体。通过对被离散的物体的每个单元进行有限元分析，进而能得到物体被离散前的分析结构。并且所得到的解会随着单元数目的增加而越来越准确得逼近真实的情况。

最新研究表明，许多复杂的，诸如机构分析、强度分析、静态干涉检查、动力学分析、动态干涉分析以及装配模拟等工作，都可以通过在由CAD软件创建的实体模型上进行。而一些简单的工作比如模型的铸造、加工以及产品效果的渲染处理等，也能由此实现。与以往通过消耗大量资源的基于传统理念的设计思路“物理样机验证试验”相比，基于三维模型的CAE分析，凭借着其能够借助现代计算机所拥有的突出的数值计算能力，能够建立“虚拟样机”，从而有效地降低了设计成本并且使设计周期缩短。并且，随着信息技术的进步，这种基于CAE技术的产品设计手段将会越来越有效。

2 通过有限元软件实现液压支架运动的仿真

目前，市面上有关于CAD以及CAE的软件很多，大部分的三维机械设计软件除了能够实现三维建模功能以外，都附带有用于结构分析的有限元模块。而动力学模块以及机构干涉检查运动学模块等常见的模块，大部分软件也会带有。UnigraphicsSolutions公司推出的产品：UG，以其突破传统模式的创新性，为用户带来了与众不同的模型建立系统。UG软件非常有效地将参数化与变量化等先进的技术与以往的平面功能如实体、线框等相结合，并且广泛得为许多软件公司所采用。UG软件是基于许多传统的功能比如说曲面造型、二维空间绘图亦或是数控加工编程等发展起来的。UnigraphicsSolutions公司于上世纪90年代后期成功得将Intergraph公司的运用于机械方面的CAD产品合并，并且通过Parasolid平台统一了微机版的SOLIDEDGE软件。并通过这项运作，组建了一个既有WindowsNT微机版，又有Unix工作站版的相对完整的集成了CAD、CAE、CAM的系统。美国参数技术公司(PTC)，提供了一款有趣的产品叫做Pro/Engineer。PTC公司提出许多从未有过的理念：单一数据库、参数化、基于特性、全相关等等，这些理念改变了传统的机械设计软件的概念, 其带来的这种前所未有的理念已经作为新的标准在世界范围内的机械CAD/CAE设计方案所推广应用。利用这种理念研制出来的第3代机械CAD/CAE产品Pro/Engineer-wildfire野火版便是采用这种理念所开发出来的，这种产品能够充分地利用网络资源,并且充分得表达了并行工程的内在理念。

应用于Windows平台上得机械设计软件有生信国际有限公司出品的SolidWorks。改公司的产品可以形容为：应用于Windows平台的集成CAD、CAE、CAM和PDM功能的桌面系统。其核心是SolidWorks软件。这个桌面系统包括有各种各样的应用，最主要的有工程数据管理、运动分析、结构分析以及数控加工等。SolidWorks是最近涌现出的应用于微型计算机上的参数化特征造型软件，其主要优点是价格低廉，使众多从事机械设计工作的人员可以在舒适的界面与环境中运用实体造型等实用的功能。SolidWorks是应用于Windows平台的特征造型软件，它能实现全参数化，并且在工程图的生成、复杂装配以及三维零件的造型设计方面也非常便捷。

由于整个设计过程全部建立在物体的三维模型上，通过直观的图形与图像将产品的设计与思路进行了清晰的表达，三维CAD技术符合了人们正常的思维习惯，成为广大设计者所常用的设计软件。

3 液压支架设计中的三维CAD建模

线框建模、表面建模以及实体建模是三维建模的三个组成部分。在液压支架设计时，我们通常采用的是实体建模，原因是在计算机内部，只有要对几何物体实行独一无二的无冲突的完整的描绘必须采用实体模型。这样做得好处是我们每做一次有效的操作，都能生成一个有效的模型，这样就能使设计工作者摆脱几何一致性检查这种浪费时间与精力的步骤，将宝贵的精力投入到其他工作中。三维实体建模可以为设计者提供众多帮助：对复杂的形体进行形象的描述与清晰的表达，简化评价的难度；按照设计师的要求在3D模型的基础上做出产品的剖面图与效果图；进行产品装配过程的研究以及空间布局的研究；实现干涉碰撞问题的简化；模拟空间运动，仿真加工顺序；实现有限元模型的自动生成。

顶梁、掩护梁、底座、尾梁、侧护板、护帮机构、推移机构、立柱、千斤顶和液压控制系统等不同构建组成了液压支架的主要部分。通过组焊钢板来得到结构件，但是这样的情况下得到的结构件不规则并且有很大的形变。从优化结构设计的角度讲，最好是在支架的总体方案设计完成后，再建立液压支架的三维模型，这样就能轻松地实现对支架的几何结构干涉问题进行检查。

对于支架强度分析来说，三维建模在液压支架设计上得运用能大大地提升它的效率。支架有限元分析需要以三维建模为基础，CAD软件拥有有效的模型建立功能，通过它的运用，我们能够将支架的实体模型建立起来，之后再借助接口的转换，将实体模型置于有限元软件中分析，从而得到需要的结果。《液压支架通用技术条件》对于不同的加载方式都有详细的规定，将不同的垫块放置在在支架模型的不同位置上，以此来模拟其承担井下围岩的挤压力时的工况，通过定义求解项和程序的运算，软件模拟其在多项空间力系作用下的应力变化和形状变化的分布状态，可以用云图的形式来输出用以表明变形、应力等趋势和以颜色表示的数值，为以后的支架设计优化提供数据参考。

4 设计方案的优化以及CAE应用的作用

通过运用先进的计算机所拥有的非凡的数值计算能力来制作虚拟样机，并将此种虚拟样机用来取代传统液压支架设计中需要花费大量资源的验证物理样机的过程,CAE软件设计能够将样本的设计周期极大地压缩并且将设计成本降到很低的水平。在确定产品设计方案的过程中，有限元计算作为检验液压支架的力学性能的一种仿真手段，一直都非常受到重视, 但是其却并没有作为普遍应用的设计手段得以推广应用，究其原因主要有过于繁杂的计算过程, 边界条件无法确定, 过长的计算时间等。不过其作为一种可行的数值计算方法,有限元法可以轻松解决很多问题，比如说对于结构形状、载荷和支撑情况复杂的零部件进行应力分析等， 这是任何其他传统的设计方法不能做到的。因而, 有限元法在机械设备的强度计算中的占据了非常有利的位置。在立柱、千斤顶产品和技术标准更新的研究课题中, 采用ANSYS软件对新型QXEK200千斤顶和LSGGK360立柱进行了整体有限元仿真分析计算, 以了解立柱、千斤顶的整体应力及其应力分布情况。并对立柱、千斤顶的局部构造进行了有限元仿真分析, 用来处理无法通过常规计算方法来实现的的计算局部应力的问题。

通过美国机械工程师协会( ASME) 、美国核安全局( NQA) 等权威机构认证的标准化的设计软件：ANSYS软件，是近年来全世界应用最为普遍的CAE分析软件。并且其是首个通过了中国压力窗口标准化技术委员会的认证，而且在众多个部委被广泛应用的分析软件。ANSYS分析软件现在已经为全世界超过七成的高校和研究机构所使用。ANSYS分析软件不同于之前PTC公司(其全称为 ParametricTechnology Corporation) 的软件Pro/Engineer本身就有的有限元分析模块和SolidWorks的cosmos模块, 它的功能以及界面都有了较大的改观, 并且在此基础上实现了这两个软件没有办法做到的约束、加载边界工况。ANSYS分析软件适应于各种类型的设计工作并且能够胜任之。

由于千斤顶和需要加载的立柱模型具有非常繁杂的表面与边界条件, 双伸缩立柱的外侧为具有球形地面的外缸, 柱头在其活动端为球形, 结构具有不规则的立体形状,但是边界条件和载荷情况与实际工况相一致是模型分析所要求的基本原则, 因为只有这样的计算结果才具有参考价值, 除此之外,在导向环以及密封装置等环节的作用下，各个相互接触的面之间（双伸缩立柱的外缸、中缸以及小柱发生接触的部分；千斤顶的活塞和缸体之间）会发生相互作用, 在这些地方创建面-面接触单元并且对其相互作用力进行模拟; 运用耦合自由度法来对节点的自由度进行限定，并且运用了多种处理方法进行建模工作, 建立了用来定义边界坐标的局部坐标系, 以此最大限度地与实体工况相一致, 同时不出现附加应力。

通过对CAE软件的综合运用，在液压支架设计阶段能够借助于三维造型对液压支架进行有限元、运动仿真以及动力学方面的研究与分析，从而有效地减少在运动中产生机构干涉现象, 这样一来，设计中的虚拟样机检验就能产生非常大的作用, 并且确保液压支架的安全性以及可靠性, 对结构的合理性进行较大优化, 并且对探索液压支架设计的新思路,液压支架设计水平的提高有很大帮助。

5 结论

三维 CAD软件 为虚拟产品的描述带来了前所未有的福音，以支架方案设计为开始，然后进行详细的设计、计算以及图形绘制，最后是产品的完善，支架生产设计制造的全过程都是在三维CAD软件的帮助下完成的。由于通过实体模型，我们能得到产品完整的特性数据，物理模型或者样品的制造就变得没有必要了，这样就大大缩短了模型或样品制作过程所用去的时间。

通过三维建模设计液压支架的成功，使设计者摆脱图纸低级错误的困扰，运用计算机技术解决这些问题，提高了设计质量，缩短了设计周期，更好地为企业现代化生产服务。

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