产品结构设计原则范文
时间：2023-07-27 17:01:10
导语：如何才能写好一篇产品结构设计原则，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
中图分类号：TH156文献标识码：A文章编号：1672-545X（2015）11-0258-02
作者简介：郑海航（1987-），男，广东汕尾人，学士，准备评中级机械工程师，研究方向：产品结构开发
电子产品的功效不仅需要通过原理性设计来实现，同样也需要进行电子产品结构设计优化来实现。电子产品的结构性设计与原理性设计相辅相成、不可分割，在电子产品设计时要综合考虑。但是一些电子产品设计人员在产品设计时只侧重于功能性原理设计，忽略了结构性设计。在对电子产品结构设计时要充分考虑到电子产品的功能，综合考虑电子产品生产和维修、产品设计零件材料、产品功效实现、产品用户使用、产品使用寿命、产品经济效益等影响因素。
1电子产品结构设计的要求与原则
1.1电子产品的结构设计要求
电子产品结构设计的要求一般体现在以下几个方面：第一是功能要求，电子产品作为一种商品，要在结构设计中体现自身的使用价值；第二是产品质量要求，产品美观、实用、环保等质量要求决定了产品的价值，有助于实现电子企业的经济效益；第三是产品结构优化，电子产品结构设计涉及到工艺、材料、联接方式、形状、位置、尺寸等结构设计元素，找到结构优化的最佳方案；第四实现结构设计创新，现代电子产品与信息技术同步发展，在高速发展的现代社会，电子产品更新升级速度相当的快速，所以在对电子产品结构设计时要运用创造性思维，运用最先进的电子技术和设备，实现电子产品的盈利。
1.2电子产品结构设计的基本原则
第一，实现各个部件的预期功能的原则，立足结构设计的整体，协调各个结构之间的关系，简化电子产品结构，实现一个结构多种功能；第二，遵循强度与刚度的要求，通过结构设计、减小应力集中、改善受力情况来增加强度，对外壳材料进行综合的检测，满足所需要的强度和刚度；第三，满足制造工艺和装配要求的原则，在结构设计中，要简化电子产品零部件的配置、提升产品装配性能、合理划分装配单元等来实现零部件的合理安装；第四，满足用户审美的原则，电子产品不仅要有实用功能，更不可以忽视电子产品的外在美感[1]。
2结构设计阶段应考虑的主要因素
2.1产品的生产和维修方面的因素
做好电子产品结构设计生产和维修环节，笔者建议从以下几个方面做起：一是增强元器件布局的安全性、高效性、方便性。做到电路清晰识别，避免波峰焊出现隐蔽效应。产品的生产是做好电子产品的基础，因此在产品生产阶段就应当做好结构设计，设计好的产品才能投入生产中。电子产品的设计一定要结合其实用性考虑，将实用性纳入到电子产品结构设计工作中，做到产品的美观设计和实用设计相结合。其次，注重组件部件的连接。组件部件的连接要综合考虑连接线的方式和种类，其对组装效率和产品检修有很大的影响，一般来讲，排线连接生产效率要高，插拔连接较方便，同时，在维修方面的设计也非常重要，电子产品要做到维修便捷，因此在维修方面的设计要易于打开相应设备，维修的线路和主板能够直观地被维修人员看到，及时检查故障点，快速维护产品性能。产品生产和维修是结构设计阶段应当考虑的首要因素。
2.2产品设计零件材料方面的的因素
对产品设计零件材料的选择，也将极大的影响到电子产品设计的效果。在零件材料的选择上，要考虑零件材料是否环保、可回收再利用、安全等因素。在对电子产品设计零件材料的选择上，要选择信誉较好、价格较合适的厂家，不能贪图低价的便宜，缩减生产成本，采购前要选定产品设计所需要的材料，采购时尽量选择材料优质，价格合适的厂家，采购来的零件材料要送到相关的检测部门，经过一系列的检测程序后，安全合格后方可投入到正式的电子产品设计环节中；电子产品的种类不断增多，电子产品的使用人群增多，电子产品的普及产生了较多的电子污染，对土地资源、水资源等都造成了不可修复性的威胁。可是相关电子技术设计人员却忽视了对电子产品的后期处理，造成许多电子产品在被使用后没有得到科学的处理方法，电子设计人员要牢牢树立环保意识，要实现电子产品设计各个环节的无污染。另外，还要考虑电子产品的可回收利用。
2.3产品功效实现方面的因素
电子产品的功效能否实现很大程度上取决于产品内部布局的合理性，因此要想实现电子产品预先设计的功能，就必须要考虑元器件布局、电路板布线、组件部件布局、以及三者之间的相互影响。在元器件布局上要克服电路之间相互干扰的问题，考虑电路板承重限度，避免过重导致电路板的变形甚至是断裂，对于怕热的元器件要远离物源；在电路板布线方面，要考虑公共、高频线路阻抗、信号、接地等因素对信号的影响，避免分布电容对布线带来的干扰；在组件部件布局方面，应该考虑到与相关因素的地理位置距离。
2.4产品在用户使用方面的因素
电子产品设计是为了服务广大用户，因此，要考虑到用户使用方面的因素。电子产品贴近人们生活，所以务必要保证其安全性，完善安全保护接地措施，安装电子安全设备，比如安全接地、防雷接地等，消除触电的隐患；杜绝外界因素对电子产品机械零部件损害，延长电子产品机械零部件的寿命；电子产品对外辐射较大，久而久之，对设计人员、用户等都形成了无形的生命威胁；对电子产品结构的设计要有可靠的防过热高温、防火、防爆措施；同时，不可忽视对电子产品运输、存储时的安全，防止引起意外爆炸。
2.5产品使用寿命方面的因素
产品的结构好坏，对产品使用寿命有着很大的影响。综合考虑散热、热保护、热机械固定、太阳辐射等温度对产品使用寿命的影响因素，及时为元器件散热，对功率性发热的元器件实施热保护，避免长时间的太阳直射，保护元器件，避免电子产品的过早报废，延长产品使用寿命；保证电气连接、机械连接的可靠，进行防振动设计，防止连接松动和噪音产生；在结构设计时既要避免内部电路的误操作，又要避免外部电路的误操作，避免误操作对元器件的损害。避免印制线路由于电路板变形过量而断裂，提高产品的耐用性，提高产品的使用性能[2]。
3结束语
实现电子产品结构设计需要综合考虑很多因素，只要电子设计人员准确把握电子产品结构设计的影响因素，才能实现电子产品的预期功效，使电子产品更加符合人们的需求，满足人们日益增长的使用需要，使电子企业在激烈的市场竞争中处于不败之地，获得长足发展。
参考文献：
[1]于龙飞.电子通讯产品结构设计研究[J].信息技术与信息化，2014，11:47-48.
篇2
投资者需要了解当前加息诱因。2009年随美元指数走低,全球各主要股指、黄金、原油,基本金属和大宗农产品等价格开始大幅度走高(见表1),通胀预期加强。2009年9月以来 M1增速赶超M2,形成“反喇叭口”加之信贷投放的过快增长,引发市场对通胀的担忧。
从2010年1月18日起上调存款类金融机构人民币存款准备金率传递出央行希望适度降低当前流动性过剩的信号。
对于广大投资者来说,加息意味着选择一个新投资理财方向。银行结构类理财产品提供了丰富的投资领域。下文将分别介绍各类资产与利率的关系,展现不同种类产品对利率变动的敏感程度。
汇率类理财产品
简述:
此类产品通常以美元兑其他币种的汇率为挂钩标的,掌握美元指数的大体走势,便能较好的控制汇率类产品的风险。
原理:
2009年10月6日,澳央行升息,这一举措支持了澳元强势。2009年12月5日美国超预期的失业和非农就业数据公布后,美国升息预期提高,这支持美元在2009年年末完成绝地反击。2010年外汇市场的环境将与2009年有明显区别。各国量化宽松的货币政策将逐渐终结,升息也将成为许多国家的选择。在各国退出政策和升息的博弈中,如何退出、何时退出,将会对该国货币在2010年是否处于相对有利的地位产生深远影响。
从汇率类产品结构看,设置阈值(临界值)是常规手法,若挂钩汇率超出或等于这个阈值,则投资者获得较高收益,相反则获得较低收益。产品的设计和发行机构会根据具体市场情况调整阈值,因此对于投资者而言,此类产品的超额收益率不会有太大波动。
配置原则:
在配置此类产品的过程中,投资需要关注产品的投资币种,一般以澳元或者美元类产品作为首选。但随着人民币升值压力逐渐加大,国内投资者应谨慎购买外币产品,以持有人民币资产为佳。
信贷类理财产品
简述:
信贷类理财产品是商业银行借助信托渠道将理财资金投资于企业贷款的一种理财方式,产品收益挂钩贷款企业的信用风险。此类产品多数投资于优良信贷资产,但存在一定本金损失风险,对利率波动敏感,并会因投资期限偏长而增加流动性风险。
原理:
产品的预期收益率水平介于同期存款基准利率和贷款基准利率之间。利率波动期,预期收益率水平会随基准利率调整。(参见表2)。分别选取六个月存款利率和六个月至一年(含一年)的贷款利率作为参考,产品预期收益高出存款利率39个基点,低于贷款利率209个基点。其绝对值分别对应投资者和机构的收益,基本遵循“开”分成。
利率下降期,信贷类产品可能会提前终止;利率上升期,由于此产品投资期限较长,易造成相对收益打折。
配置原则:
利率波动期,尤其是在利率上升期,应当选择期限较短的信贷类产品或者“随息而动”型信贷类产品。“随息而动”是指产品的预期收益率随银行存款或贷款利率而浮动,即:预期收益率=期初预期收益率+(调整后银行存款或贷款利率-期初银行存款或贷款利率)×参与率。
黄金类理财产品
简述:
2009年9月以来,国际金价一直处于高位震荡。2010年,通胀预期强烈,为避免出现负利率,央行加息信号愈加明显。2010年年初,美元的弱势格局被打破,进而打压了黄金、石油等大宗商品的上升空间。
原理:
2009年黄金挂钩结构产品的最大特点为看涨(单向看涨或在某一个价格区间内看涨)模式,且在投资期限上采用短期化模式,这种设计策略可以锁定金价迅速上涨带来的收益。进入2010年,黄金挂钩结构化产品依旧是理财市场的追逐热点,不但有避险保值、对冲通胀风险的优势,而且通过杠杆化的结构设计,达到“以小搏大”的目的,从而获得高收益。
配置原则:
首选择结构类型。未来一段时间,此类产品的结构设计将依然采取看涨结构和区间结构。今年的区间结构将会在起初价格上下设置波动区间,无论金价上涨或下降,只要不超出设定区间就能获得较高收益。为防止黄金价格回落,投资者选择这类结构的产品较为保险。
同时投资者需要关注对产品期限的选择。存贷款利率的上升,必然会导致理财产品预期收益率的上升。投资者应尽量持有短期产品,以避免因利率上升而遭受机会成本损失。
利率类理财产品
简述:
同业拆借利率是利率类结构性理财产品最常见的挂钩标的。此类优势在于收益稳定,多数产品属于保本浮动或保息浮动型,无本金损失风险;缺点在于不具备博取高收益的可能。
原理:
利率类产品多采用区间型结构,其次是看涨或者看跌模式。区间型产品的收益主要取决于挂钩利率走势、挂钩利率落在计息区间的实际天数和产品计息总天数。利率波动期内,挂钩利率落在区间之外的可能性增大,区间型尤其是窄区间型产品的收益会受到影响。
看涨或看跌型产品收益主要取决于挂钩利率走势和触发线水平。在利率波动期,挂钩利率达到触发线的可能性增加。利率上升期内,看涨型产品获得高收益的可能性增加,看跌型产品反之。
配置原则:
适宜配置区间宽度较大的区间型产品。在利率上升期(下降期)可相应配置看涨型(看跌型)利率类产品。
结构化理财产品的最终收益不仅仅是由挂钩标的的资产类别和走势所决定,还包括产品的期权结构、投资期限、进场时机以及投资币种的汇率等因素。在通胀预期加强,加息政策显现的背景下,投资银行理财产品应坚持三原则:
认清期权结构原则。投资者在了解产品预期收益的同时,更要关注产品结构设计。历次出现问题的结构产品不只是结构设计瑕疵,也存在投资者没有充分了解产品结构,对标的走势预期与产品结构设计的方向不一致的原因。
谨慎进场时机原则。在购买产品时应以自身风险偏好为基础,在追逐热点时,以短期化产品为主。
篇3
关键词：面向装配的设计；简化设计；虚拟装配；模块化设计
中图分类号：TH136 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）02-0094-02
随着现代电子产品的高度集成化和小型化，以及用户对设备的可靠性、环境适应性等提出的越来越严格的要求，使得电子设备结构复杂程度不断提高，也使产品的装配面临越来越多的困难，导致出现装配质量下降、装配效率降低等一系列问题。在这一环境下，引入面向装配的设计（DFA）这一产品开发模式，在电子设备结构设计阶段即充分考虑产品的装配环节以及各种相关因素的影响，采用简化产品设计、减少零件数量、使用标准件、零件装配模块化和减少装配过程中的调节、装配防错等方法，并利用分析、评价、规划、仿真等各种技术手段，不断地完善设计和改进装配性能，确保装配工序简单、效率高、质量高、不良率低和成本低[1]。
1 基于SolidWorks的DFA应用方法
将SolidWorks功能和DFA方法相结合，在SolidWorks的环境下，主要可以进行以下三方面的应用方法研究。
1.1 简化设计
简化设计就是在设计中遵循KISS原则。简化设计过程往往是对已有的产品结构进行提炼和优化的过程，可以充分利用CAD的数据存储和规划优势，建立各种库文件，选择和调用成熟设计和模块，构建具有较高装配性能的产品。
1.2 标准化模块化设计
在电子设备结构设计过程中，运用标准化和模块化的设计方法，能大幅提高装配质量的可靠性，使装配问题能更早、更容易被发现，从而提高产品装配效率和装配质量。
1.3 虚拟装配
以产品设计为中心的虚拟装配，是在虚拟环境下对CAD模型进行装配性能分析的一项计算机辅助设计技术。基于DFA虚拟装配的基本任务是寻求产品装配结构的最优解，即通过CAD模拟产品装配、进行定量或定性分析，找出结构设计中装配性差的结构特征，进行设计修改和完善的过程。
使用SolidWorks 等CAD软件，可对产品的三维模型进行虚拟装配，并利用CAD提供的分析模块，进行包括静态干涉、运动干涉分析以及装配公差分析等装配性能分析、判断和改进。
2 DFA应用步骤
产品概念设计阶段的主要任务是根据用户要求、设计输入定义产品的架构，并将产品进行模块划分；在此基础上，建立产品装配模型，将各类库文件引入建模过程中，贯彻标准化、模块化设计理念；完成装配模型建立之后，开始虚拟装配，即对模型进行装配性能分析，运用 DFA简化设计等方法对装配体及零部组件进行简化、合并等设计改进，并且进行装配相关检查，直到得到优化模型。
根据DFA的应用方法，制定出在SolidWorks环境下产品设计的流程，见图1所示。
3 DFA装配建模
主要需要建立两类模型，一类是建立一系列库模型，一类是对产品本身结构的建模，而前者是后者的基础。在对产品建模的过程中贯彻标准化模块化思想，为产品的简化设计提供良好的土壤。
3.1 产品装配建模
CAD装配建模有自下而上和自顶向下两种方法。自下而上设计法即首先完成零件设计建模，然后在装配文件中逐一插入零部件，组合成装配体模型，零部件之间无关联；自顶向下法为在装配文件中直接建立零部件模型，零部件之间往往存在几何关联以及配合限制。
综合两种设计方法的优势，在方案设计阶段，采用自顶向下的设计思路，首先规划产品装配体的框架，划分模块类型，在此基础上，将产品主体零件在装配图中进行初步建模或者将通用模块装入装配体中，使产品具备基本的模型架构，然后进入自下而上的模式，对构成装配体的零件模型作细化处理以及建立相关的零件，将生产的零部件装入装配体中并进行配合限制，逐步装配形成产品最终的装配模型。
3.2 库文件建模
库文件泛指CAD软件可调用的所有子组件和模块，它是构建新研制产品的基础，也是面向装配的设计中标准化和模块化设计原则实施的基础。
库文件建立的原则是：
（1）库文件归属文件夹应层次分明，库文件名应简洁明确地表示出库集合的特征，以方便选用；
（2）库文件中固化的组件和模块，如紧固件、外购件等，尽量以零件形式建模，以便存储和调用；
（3）分析同一系列模块的主要安装尺寸，形成尺寸系列表，以方便建模和扩充；
（4）同一系列化零件的建模尽量采用一个模型、多个配置；
（5）模块应尽量包含安装基准、安装尺寸等装配信息，有助于选用和避免装配加工错误。
根据库文件存放的位置和模块的类型可分为两类库，一是存放于计算机本地的本地资源库；另一种需要通过网络管理可上传和下载的ODM电子仓库。
3.2.1 本地资源库
根据电子设备的特点，在CAD环境中主要建立紧固件库（螺钉、螺母等）、电子器件库（连接器、显示屏、键盘、滤波器等）、机械成品库（风机、减震器等）、材料库（屏蔽材料、密封材料、铝型材）以及通用件库（机柜、机箱、控制台、把手、导轨、走线架等）。建立各种库后，将其存放地址添加到SolidWorks系统选项中的设计库中，即可开始在CAD界面中直接调用设计库文件。库文件的设计、编辑、修改等较容易实现， 技术人员可以通过改变某些参数而不必改动元件设计的全过程来更新设计。
3.2.2 PDM电子仓库
SolidWorks Workgroup PDM作SolidWorks的插件，主要用于工作组的产品数据管理，可以将本地成熟产品的数据检入到电子仓库，同时也可以分享工作组内其他成员上传到电子仓库并共享的数据，以实现设计资源的充分利用，并且能确保设计版本和复杂的结构件挂接关系得到有效管理。
根据电子设备结构面向装配的设计需要，以便于选择和调用为建库原则，电子仓库可主要划分为公用资料库、设备资源库和工艺资源库等。将设计相关标准、规范、资料放入公用资料库中；将工艺相关规程、工具资料等放入工艺资源库；设备资源库可以根据电子设备使用的工作环境，如地面、车载、舰载、星载、机载等进行分类，也可以按照结构形式、密封性、抗冲击振动性和电磁兼容性等产品结构特点设置有利于搜索的关键词。
4 装配性能分析
4.1 直观检查
SolidWorks软件界面中提供了装配统计、对称性检查、质量特性以及间隙检查等命令，可以很方便、直观地对已建立的产品模型进行相关的统计和检查，根据检查结果对装配体作进一步简化、合并、调整等减少装配错误、提高装配效率的设计，直观检查一般包含以下几项：
（1）考虑把相邻、相似、对称的零件合并成一个零件；（2）设计多功能零件，减少零件数量；（3）合并减少紧固件的种类、数量；（4）调整装配体及主体零件重心，避免装配时失稳；（5）通过间隙检查，避免零件过约束；（6）进行防错设计，避免非对称零部件具有一个以上的装配位置。
4.2 干涉检查
对产品装配体的干涉检查主要包括静态干涉检查和运动干涉检查两种方式。
SolidWorks命令项中的干涉检查，能够直观、明确、定量地给出装配体静态情况下干涉的零件、部位和干涉几何尺寸，有利于对干涉的零部件定位、定向进行设计修正。
对实现机械运动的产品，采用虚拟仿真工具SolidWorks Motion插件，对虚拟装配体进行运动学和动力学状态的仿真，模拟产品的不同运动状态，检验产品的运动性能及设计计算结果的正确性，对运动部件进行运动干涉检查，查看限位运动的干涉情况以及装配情况和零部件模型的精确程度，有助于在设计中发现产品结构空间布置的干涉和运动机构的碰撞等问题。
更好地完成干涉检查的关键点是完善装配体模型，尽量详尽真实地建模，特别是应注重建立自制件以外的外购件、紧固件、附件等的真实几何模型，往往一些看似微不足道的省略处会在实际装配时出现干涉问题。
4.3 公差分析
SolidWorks有 DimXpert和TolAnalyst两项与公差相关的插件。DimXpert可以直接在3D图形中按照标准生成标注，还可以帮助用户查找图形是否缺少尺寸；TolAnalyst主要作用是解决公差设计的问题。
将公差分析的结果与装配体的简化设计原则相结合，简化装配关系、减少尺寸链数量、减小累积公差，才能够降低尺寸公差等级，实现宽松且合理的公差设计，提高装配质量和装配效率。
4.4 动态装配
SolidWorks的爆炸视图和animator插件可提供静态和动态装配拆分效果图，按需要对虚拟装配体进行拆分、分组，通过爆炸路径和键码对动画进行编辑，生成各虚拟装配体各部分的动画和图样文件。可以用于电子设备结构设计方案评审中，提供直观生动的产品效果；也可以直接应用于实际装配生产，特别是对于复杂的产品的装配具有指导作用。
5 结语
通过基于SolidWorks软件及其插件对电子设备结构面向装配的设计作了一些研究和尝试，体会到无论对软件强大功能的应用，还是对先进的产品设计模式的理解和运用，都需要更加深入地探索。新的设计方法和设计思路在不断涌现，CAD软件的功能也在与时俱进，设计师如何将两者更好地结合进而提升设计水平，是结构设计人员面临的一项艰巨任务。
参考文献
[1]钟元.面向制造和装配的产品设计指南[M].北京：机械工业出版社，2013.
篇4
[关键词] 设计原则；特殊性；思想；结构设计
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
1、绿色设计的设计原则
在现代社会高速发展的同时，相关人员对桥梁建设中的绿色设计识越来重视。绿色设计要遵从五项基本原则，即闭环设计原则、资源最佳利用原则、能源消耗最小原则、零污染原则、技术先进原则。闭环设计原则体现的是产品全生命周期并行；资源最佳利用原则是指尽可能选用通过简化产品结构实现可回收再利用性的可再生资源，并在产品的整个生命周期中最大限度的利用选用的资源的设计原则。能源消耗最小原则是指产品整个生命周期循环中实现能耗最少。零污染原则是指设计时消除污染源，从根本上防止污染。技术先进原则是指创造性的应用最先进的技术来获得最佳的生态经济效益。
2、桥梁结构物的产品特殊性
桥梁结构物具有极其特殊的特点，主要表现在：一是桥梁的建造在造价上和原材料的价格及设计、施工方案等相关，与市场的需要关系不大，基本是由政府部门根据社会、经济的发展状况来确定实施的；二是桥梁的建设规模导致桥梁设计对社会效益、经济效益及生态效益影响巨大；三是桥梁设计的使用年限决定了其对社会、环境影响的深远性；四是桥梁在其寿命范围内的使用过程中不会产生对环境有害的垃圾但在超期服役后就变成了难以处理的废弃物；五是桥梁需要具有抗侵蚀和抵御不利环境因素的能力。
3、绿色桥梁设计的思想
1）桥梁体系的选用。桥梁体系中的各种体系均有一定的适用范围，在设计中要根据实际情况，对梁、拱、刚架、吊与组合体系进行合理的选用，避免提高造价和为建成后的养护造成困难。
2） 桥梁结构设计。①根据绿色设计的原则中闭环设计原则，在对桥梁结构进行设计时，要充分以桥梁在其生命周期内所面临的各种荷载、各种不利的环境因素以及自身承载能力的退化为设计前提，通过全面精准的结构计算来保证桥梁过程使用中的安全性。对于架构在海上的桥梁，要对其承受风荷载、海水及湿热空气能力在设计中予以充分考虑。对于钢结构桥梁要全面考虑防腐措施的设计。②根据绿色设计的原则中最佳利用原则，需要在桥梁设计中采用模块化设计方法。模块化的构件具有方便更换、拆除的优点，而且拆除后的构件仍然具有较大的利用空间。③根据绿色设计原则中能源消耗最小原则和零污染原则，在设计中要准确分析结构受力，并合理的设计桥梁结构尺寸和配筋及结点。充分考虑结构安全的同时，以最小的材料消耗实现最大的效益。通过设计合理的施工方案并活用各种结构体系来提高桥梁质量，减少材料能耗并降低环境污染。④根据绿色设计的原则中的技术先进原则，在对桥梁结构进行设计时，要结合具体的实际情况，进行技术先进的结构形式设计。总之，运用绿色设计的理论和观念进行桥梁结构设计，要比传统的桥梁设计更具备美观、安全性及经济适用性，对环境的影响也会更小，更有可持续发展的价值。
3）桥梁附属设备的设计。伸缩缝、支座、排水系统、照明系统等都是桥梁的附属设备，他们虽然在工程造价中占用的比例不高，但也对整个桥梁的设计和应用起着重要的作用。目前大多数桥梁的排水系统设计比较简单，不合理，使得大量的桥面污水肆意流淌直接击打着地面，这种情况的形成正是当初在桥梁设计时未全面考虑环保因素而造成的。通过绿色设计可以实现对桥梁原有缺点的优化，使设计更为合理和实用。通过选择性能更优越的 PVC 管等排水系统的材料可以使排水设备更轻质、节能、抗腐蚀。在设计中要根据当地的降水情况进行水力计算来准确设置足够数量的排水系统。通过设合理的计排水系统的数量使桥面排水更顺畅。在通过排水系统将水引离桥面后，在设计中还要考虑如何对水流进行疏导。
同时可以采用通过连接管将多个桥面排水管连通后再接入同一套疏导系统的方法来达到使整个桥梁更美观简洁、更低能耗的目的。在设计中还要注重把引到地表的水引入地表排水沟的设计，以最大程度的减少污染。
4）桥梁结构的耐久性设计。桥梁结构的耐久性是桥梁设计中的重要考虑环节，它决定着桥梁结构的使用寿命。使用寿命过短会造成资源的极大浪费，加大初期投资的成本和后期养护及维修费用成本，降低效益，违背了绿色设计的基本原则。在桥梁建设的初期设计中要根据其结构的用途对耐久性做出具体设计要求，对桥梁使用的材料、施工的便利性、桥梁的后期使用和维护以及功能过时和寿命期费用等因素都要在设计中进行充分考虑和关注。还要采取各种措施使桥梁结构在漫长的服役期内，能够适应各种变化，从而能够更好的为交通服务。要实现这个目标就需要在桥梁的设计阶段对桥梁结构的可检性、可修性、可换性、可强性、可控性及可持续性等因素进行充分的分析研究，要对传统的设计理念提出挑战，如果桥梁建成后其各个部件无法顺利实现检查、更换、及时修复，且不能得到有效控制、加强和可持续发展，就会导致桥梁结构在内、外因复合作用下，逃不出破损，倒塌的命运。工程师在对桥梁设计时，要认识到桥梁整体结构和各组成部件的寿命是不周的，例如：拉索的使用年限一般为 10 年至 40 年；橡胶支座的使用期限要小于 20 年；桥体钢结构的油漆保护年限最佳状况为 20 年；而拉索护套的使用年限不到 20 年等等。在设计中，设计师要充分考虑这些自身寿命期低于结构设计寿命期的部件，要实现对桥梁结构设计的变形在构造上达到“可控”的目的，同时在构造上保证其建成后可查、可修、可换、可加强，只有这样才能在日后的运营阶段对桥梁进行有效的维修、加固，达到保证桥梁结构耐久性的目的。
5）达到设计使用年限后的桥梁的处理。通过采用绿色设计的原则对桥梁进行绿色设计，遍及了整个桥梁的生命周期，这样设计出的桥梁与传统设计理念下的桥梁相比校更具优越性。在注重绿色设计的同时对达到设计使用年限的桥梁的处理也要同样给予重视。桥梁工程具有造价昂贵且不易回收再利用的特点，所以要以尽量延长其使用寿命为原则，对达已经到设计使用年限的桥梁，通过健康检测来确定其承载能力，根据具体结果对可继续使用的桥梁采用重新设定使用年限的方法处理，对于承载能力差已经不能满足使用条件的桥梁，需要采用降低等级的方法来进行继续使用。
篇5
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6
（1）设计过程当中尽量采用一些可再生、可回收的资源与材料，设法降低资源消耗。机械制造与自动化的材料选择应遵循可回收、易分解、可再生的原则，使用这类材料进行机械制造与自动化加工，不会排放大量的有毒有害物质，对环境的危害比较小。尤其是对于结构用的零件，在结构设计过程中一定要满足易分解、易分配的原则，严格杜绝使用有毒材料，努力提高环保材料的循环使用效率。
（2）在机械制造与自动化设计过程当中尽量考虑轻重量、低能耗、长寿命原则。通常产品的寿命得到有效延长就等于说是降低了机器产品的报废率，意味着机械的产品产量也相应的减少了。同时，降低机械产品的能耗也能减少污染，提高了环保效率。出于降低材料能耗的角度，适度减轻机械产品的重量，并从环境的负荷对于机械的要求方面进行优化设计，产品设计应符合环境通用标准，实现机械构件的通用性。
（3）在机械制造与自动化设计过程当中还应考虑到零件报废以后的污染处理成本。设计过程当中，报废以后的污染处理问题常常被忽视，应积极采用一些低环保负荷、综合成本最小化的材料。尽量避免使用含氯橡胶、氟利昂、石棉和树脂等类型的材料。
2改进制作工艺，实现节能减排
（1）因地制宜，参考外部环境选择加工工艺。在单个零件的众多加工工艺当中应考虑到现场设备的匹配。比如零件的锻压工艺，可以选择冷锻压方式，也可以选择温锻压方式，还可以选择热锻压方式，其中热锻压工艺能源利用效率要低于冷锻压和温锻压方式，但是选用冷锻压工艺对环境的危害要比热锻压和温锻压工艺高，所以温锻压工艺将在日后广泛被应用。
（2）对于现有产品结构进行优化。众所周知，机器结构越简单，设计零件越少，制造过程所需的能耗就会越低。同时，机械设计中零件的形状对于制造过当中的能耗影响也很明显。所以，在设计过程中既要保证产品的基本性能，也要尽可能简化零件，优化产品结构、减小机械提及、减少零件数量。
（3）对于工艺工序的合理安排。在节能设计过程中，对加工工序进行合理有效的调整，优化工艺方法的选择，也能实现节能目标。例如：冷轧薄板的生产由于冷轧过程中钢板要经受塑性变形，必须经过退火处理才能适于复杂的成形加工。加工环节过程当中对于每个工序都进行环保优化，尽可能高的提高能源利用率。
3机械制造及其自动化技术未来发展趋势
机械制造及其自动化技术发展离不开计算机应用技术水平的不断提高。目前机械制造及其自动化技术应用合作日益国际化、大规模化，这就要求与自动化相关的计算机集成和网络技术要全面发展，与国际接轨，跟上世界步伐。同时，数字化制造技术在机械制造及其自动化技术中的应用也成为未来节能技术的必经之路。节能环保理念在机械制造及其自动化技术当中的引入，必将使得机械制造及其自动化技术应用更加全面，提高产品质量、降低工人劳动强度、提高企业经济效益、实现节能减排，进一步推动工业的发展。
4结束语
篇7
[关键词]射频连接器；水密封性
中图分类号：TM503.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）13-0156-02
1 前言
随着现代科学技术的迅速发展，对通信、雷达、电子对抗、无线电导航等系统中使用的连接器要求越来越高，尤其是在严酷的环境中要求密封性连接器在工作可靠同时体积越来越小，重量越来越轻，电气性能也越来越优越。这为水密封连接器向高性能、高可靠方向的快速发展提供了需求条件。
2 研制过程
2.1 产品主要性能指标如下
a.特性阻抗：50Ω
b.频率：4GHz～8GHz
c.耐久性：500次；
d.水密性：SMA接口与气压罐相连，加一个大气压，将连接器全部浸入无水酒精中，10分钟内连接器接口及连接器体均要求无气泡产生。
2.2 产品设计方案
2.2.1 连接器传输部分结构设计
SMA是一种通用连接器，界面结构非常成熟，连接器头部可参照相关的标准规范确定其标准接口尺寸。根据该产品的特点及用户的特殊要求从设计过程中应该综合考虑产品的阻抗匹配性、过渡转换、水密封的可靠性等要求，保证每一段截面的特性阻抗为50Ω。因此该产品的设计重点在于连接器的传输部分结构及水密封可靠性的保证（产品结构见图1）。
2.2.2 连接器的阻抗设计
SMA水密封型连接器的特性阻抗是一个比较重要的性能参数。特性阻抗不合理会对电压驻波比、工作频率、插入损耗等电性能指标产生很大的影响。因此，要合理的选取内导体外径及外导体内径尺寸，应尽量避免出现电气不连续面，以保证阻抗的一致性，必要时还应进行适当的阻抗补偿。由于该产品的腔体内的填充物为硅橡胶GD414，因此在设计时还要充分考虑该腔体内的阻抗匹配。
（1）.SMA型连接器用聚四氟乙烯作为绝缘支撑，其介电常数为εr=2.03，则可以计算出：
最大阻抗Z0Max=ln=50.8（Ω）
最小阻抗Z0Min=ln=49.4（Ω）
即：Z0=50（Ω）
由此可以看出，当产品内、外导体尺寸和绝缘材料不变时，该产品的头部阻抗完全匹配。
（2）.SMA型水密封连接器内部腔体使用硅橡胶GD414进行填充时，硅橡胶GD414的介电常数为εr=2.03，在设计产品时，为保证产品50Ω阻抗的一致性，外导体内径尺寸将随内导体外径尺寸的改变而改变。这将会产生内导体外径、外导体内径的突变，产品出现阶梯电容。根据连接器的结构尺寸设计原则，为使连接器在其截止频率范围内保持优异的电压驻波比性能，必须遵循三个基本原则：（1）尽量减少阻抗的不连续性；（2）在每个截面上尽可能保持一致的特性阻抗；（3）对于每一个不可避免的阻抗不连续性应采取共面或高抗补偿，为消除这种直径突变对电压驻波比的影响，采取了图2所示的结构。对台阶处采取错位补偿的方法，将内外导体阶梯面错开位置，使其有一定距离，构成一个较高电感量，以补偿台阶引起的不连续电容，使电抗呈中性。根据理论分析并结合仿真软件HFSS对产品最初形成的结构进行仿真、优化（见图3）形成最终的产品，并对其进行加工、测试，电性能指标（见图4）均能满足用户要求。
2.2.4 连接器材质的选择
SMA水密封型连接器主要采用的材料是铍青铜、铜材、聚四氟乙烯，在经受低、高温贮存及温度冲击时，由于三种材质的膨胀系数不同，会使得材质较软的聚四氟乙烯首先发生变化；另外，聚四氟乙烯原材料本身存在固有应力，也使得产品试验后界面尺寸发生变化。因此，需要通过对绝缘材料的预处理、绝缘支撑尺寸公差设计、装配工艺的制定及试验工装的选择等方面考虑，保证产品界面尺寸的一致性，避免成品在高、低温贮存及温度冲击试验时发生变形，造成产品界面尺寸的变化。
其次，为了保证产品的水密封性，通常采用玻璃材料和可伐合金烧结的形式，但是玻璃绝缘子烧结工艺技术难度大，废品率高，并且抗振动、冲击能力差，产品较重，由于本产品对水密封要求相对较低，改用GD414硅橡胶保证产品的密封性。经过多次试验，用GD414硅橡胶灌封的产品均能满足用户对密封性的要求及系统中的电性能要求。
2.2.5 连接器结构的确定
SMA水密封型连接器在进行装配时，其尾部采用一个压环的结构来固定绝缘子和内导体，这样可以保证产品的中心接触件的固定性，但该结构在振动、冲击等试验条件下会产生水密封性失效。
经过多次试验，使用无滚花压环进行装配，并将装配过程固化，使产品在保证中心接触件固定性的同时也保证了产品水密封性的可靠。
通过对同产品的结构，材料分析，并考虑电性能指标、耐环境及可靠性方面的要求，最终确定了产品结构。此结构机械性能可靠、稳定性好、电气性能优良。我们通过试验，对产品的零件加工、电镀、装配工艺进行了各方面分析，最终形成了现有的设计方案。
3 样品的试制与产品试验
按照确定的设计方案，进行了初样产品的生产。 并对产品进行了温度冲击、低温贮存及高温贮存摸底试验，试验中发现产品的界面尺寸发生轻微变化，且变化趋势不一致（高出或低于试验前产品的定位界面，但满足GJB5246-2004中规定的SMA系列产品的界面要求），极限变化为±0.03mm。
最后，对破坏性较大的试验（振动、冲击）进行了摸底试验，试验后产品完好，对产品密封性进行了测试，其结果合格。
4 解决的关键性技术
在进行SMA水密封型连接器的整个研制过程中，经过多次试验，并对产品结构进行反复改进：
4.1 补偿设计及水密封结构设计
对台阶处采取错位补偿设计及采用GD414硅橡胶密封形式是本产品解决的关键型技术。为此，我们采取了以下措施：
a.多次将产品接入系统中测试，根据测试结构反复调整补偿尺寸，最终满足了用户系统的要求，取得了成功。
b.为了保证产品的水密封和抗振动、冲击的要求，我们采取了灌GD414硅橡胶的密封形式，为了将尾部采取压环压配方式引起的对水密封的影响减小到最小，我们分别使用滚花压环和无滚花压环进行压配，经测试后发现只有无滚花压环才能满水密封的要求，所以我们最终采取了用无滚花压环压配的密封形式。
4.2 对产品界面的控制
根据对初样产品的摸底试验情况分析，造成界面失效的原因如下：
首先，连接器主要材料是铜材和聚四氟乙烯，在经受高、低温储存及温度冲击试验时，由于两种材质的膨胀系数不同，会使得材质较软的聚四氟乙烯发生变化，对产品界面尺寸造成影响；其次是绝缘支撑零件在加工过程中尺寸公差的控制不严格，也可能造成界面尺寸的变化；最后，聚四氟乙烯原材料本身存在固有应力，在生产加工以及试验过程中应力的释放也会使得产品界面尺寸发生变化。
为避免聚四氟乙烯原材料与金属材料因膨胀系数不同而引起的变化，以及聚四氟乙烯原材料固有应力对产品的影响，对产品绝缘支撑材料在加工前进行高、低温循环的预处理，使原材料的预应力在加工使用前得以释放，减小对产品的影响，避免成品在高、低温储存及温度冲击试验时界面发生变形，提高产品的可靠性。
5 结束语
该产品性能稳定，结构合理，用户使用情况良好，可靠性高，各指标均能满足用户要求。产品已向用户供货，并能完全满足用户使用要求，具有较好的社会经济效益。
参考文
[1] 李秀萍.微波技术基础.
作者简介
1.多卉卉，女，助理工程师。2005年毕业于西安财经学院信息管理与计算机应用专业，现为陕西华达科技股份有限公司设计员。
篇8
[关键词]六西格玛设计 多功能团队
中图分类号：{G354.46} 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）33-0334-02
一、精心策划，有力组织，为DFSS方法学习和实践创造良好条件
DFSS方法为全新引入的设计方法，与传统的航空发动机设计方法相比，在流程和具体分析方法及工具上存在显著区别，项目应用DFSS方法开展优化设计本身即是学习和实践新方法的过程。为走好这一过程，从项目选题、人员组织等方面精心策划和组织，为学习和实践活动创造了良好条件。
在项目选题方面，精心选择了航空发动机管路设计中的典型结构，具有相对复杂设计约束，便于发挥DFSS方法优势，同时又是科研工作中急需解决的设计难题，具有投入较大精力研究的应用价值；
在人员组织方面，采取了绿带学员（骨干）+黄带学员（一般成员）分级培训，保证学习效果，同时不占用过多科研人员资源；多专业成员共同参与的DFSS多功能团队，确保应用实践环节有效和顺利开展；在具体的人员搭配上中青搭配，使团队兼具经验和活力。
二、通力合作，稳步推进，DFSS多功能团队活动对优化设计过程形成有效支撑
根据五级引气管优化设计项目需要建立的多功能团队，主要由发动机总体结构及总体性能设计、“六性”设计、制造、装配及试验工艺设计、管理等专业人员组成。在项目开展的过程中，多次组织多功能团队活动，团队成员从各自的领域出发，提出了对五级引气管优化设计的需求，并积极地参与了质量功能展开、方案筛选评分等工作，确保了评分的客观性，有效地支持了活动的进行。
三、循序渐进，精益求精，DFSS方法和工具的应用使得优化设计取得实效
五级引气管优化设计导入了识别概念设计优化验证（ICDOV）的技术路径（图1），针对某型发动机原有五级引气管存在的问题，在优化设计过程中综合运用了相关方法和工具，规范了五级引气管优化设计过程，使得每一步设计都有明确的输入要求，都能得到准确的输出结果，从而保证最终的设计结果能够满足预定的客户要求。
在识别阶段，进行了五级引气管优化设计的客户及客户需求识别（VOC分析），通过第一层质量功能展开（QFDⅠ）明确了重要的技术要求，并确定项目目标和设计目标。
在概念阶段，进行了五级引气管优化设计概念方案生成；进行了五级引气管重要功能识别（QFDⅡ）、重要零组件识别（QFDⅢ），将技术要求进一步转化、传递至功能要求与结构要求，进行了系统边界分析以及预先风险分析、故障树分析等初步的可靠性分析工作。
在设计阶段，进行了重要设计参数识别（QFDⅣ）、结构件建模设计工作，通过导管管形重新设计，改善了五级引气管对流道的堵塞影响，通过卡箍和支架的改进设计改善了五级引气管的装配性，通过管路接头的重新设计提高了其可靠性；进行了可靠性维修性设计准则符合性检查，面向制造及装配设计原则符合性检查，促进了设计质量提升；进行了硬件FMECA分析，对可能产生的故障进行预估，并进行针对性的改进；构建零件计分卡与流程计分卡，使用类似结构加工数据进行统计，对优化设计后五级引气管加工的西格玛水平进行预估。
在优化阶段，通过IDEF建模找到了影响流道堵塞的关键控制因子，进行实验设计，并根据实验设计（DOE）结果进行导管设计参数优化，进一步减小了管路对流道的堵塞影响。
在验证阶段，对优化设计结果进行了计算评估，对于优化设计的五级引气管首装时间进行了统计，并进行动应力测试，初步验证了其安全性；进行了相关图纸、文件的编制签署及发放工作，完成了工程移交。
通过在五级引气管优化设计项目中应用DFSS设计方法，最终的管路设计达到了降低流道堵塞比、缩短首次装配时间、提高管路可靠性的目标。
四、提前介入，全程关注，DFSS方法实现了六性和工艺设计与结构设计流程的融合
篇9
（广州海格通信集团股份有限公司，广州 510663）
（Guangzhou Haige Communications Group Incorporated Company，Guangzhou 510663，China）
摘要： 吸塑成型是一种塑料制品快速成型的方法。本文以手持机的塑料包装为研究对象，阐述了吸塑成型技术的原理和工艺，并探讨了优选热塑性材料、最优化塑料包装的结构尺寸、吸塑模具设计加工对吸塑工艺影响。从而，提高塑料包装的可靠性，延长使用寿命，降低包装的成本，并广泛应用于手持机的塑料包装设计中。
Abstract： Thermoforming is a kind of method that plastics products fast forming. The article is based on plastics packaging of handheld two way radio， elaborating theory and methods of plastics forming techniques， while researching on that selecting the priority material of thermoplastic. optimizing the configuration dimension of plastics packaging， designing and processing for blister mold what they are on the influence of blister-technics. Thereby， it can highly improve product reliability， increase service life， reduce the cost price of product， widely apply for plastics packaging of two way radio.
关键词 ： 吸塑成型；手持对讲机；吸塑模具；塑料包装
Key words： thermoforming；two way radio；blister mold；plastics packaging
中图分类号：TQ320.66 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）18-0097-03
作者简介：徐中亮（1984-），男，湖北仙桃人，硕士研究生，研究方向为电子通信产品结构设计和包装设计。
0 引言
21世纪，随着塑料包装工业的高速发展，塑料成型技术广泛应用于电子工业的包装领域。在电子通信行业中，普通塑料包装已经不能满足电子通信设备在不同严酷环境下良好存放，运输安全以及携带方便等要求，且成本高，使用寿命短。
当前，吸塑包装与普通的包装相比较具有重量轻、运输方便、绿色环保、密封性能好等特点；同时具有优良的吸收震动能，冲击能以及抗疲劳与消声的作用，装箱无需另加缓冲材料，透明度高，外形美观等优点。因此，运用吸塑技术成型的吸塑包装，降低成本，延长使用寿命，可以良好解决手持机的存储、包装、运输等方面存在的问题。
1 吸塑成型原理和工艺
目前，吸塑成型技术发展成为加工生产塑性包装最常用的主要方法之一。吸塑成型从原理上看，需要经过原料准备，高温高压熔化，流动，冷却固化三个阶段。真空吸塑成型机，又叫热塑成型，其设备组成分为七部分：
①夹紧装置。夹紧装置多采用便于固定各种尺寸片材的夹紧装置，采用自动控制，提高制件质量和效率。
②加热装置。加热装置是让片材加热软化成可塑性的设备。常用的加热器有电加热器、晶体辐射器和红外线加热器。
③真空装置。真空装置是由真空泵、阀门、储气罐、管路以及真空表等组成，在真空成型中常采用单独机型真空泵。
④压缩空气装置。真空吸塑成型机一般采用活塞式空气压缩机。
⑤冷却装置。为了提高生产效率，真空吸塑成型制品脱模前常需进行冷却，理想的情况最好采用内装冷却盘管的模具。
⑥脱模装置。由于制品冷却收缩而贴紧模具，通过真空吸引孔或向相反方向吹风使之脱模。
⑦控制装置。控制系统一般包括对真空吸塑成型成型、整饰等过程中包括仪器、仪表、管道、阀门各个参数和动作进行控制。
真空吸塑成型工艺是一种热成型加工方法[1]。其加工工艺流程：采用真空吸塑成型机设备，将平展热塑料硬片材裁成要求的尺寸；通过高温加热装置使夹紧固定的热塑性材料软化；在运行过程中借助片材两面的气压差或机械压力，使其变形后吸附在特定的模具轮廓面上；经过冷却装置快速冷却定型；脱模装置快速脱模后在切边修整，最终得到实际需求的成品。
2 吸塑包装
为了便于手持机可适应不同环境下存放良好，运输安全及携带方便，包装不仅需要有良好的抗冲击性能和抗疲劳能力来保护产品，还确保安全环保，并且能够在高，低温环境下长期稳定地、可靠地使用。目前，手持机的包装设计存在的不合理方面，主要如下几点：
①包装材料选择不恰当，材料（热塑性、耐磨性、透明度）性能力差，有毒不环保；
②包装设计不合理，外观尺寸过大，布局不合理；
③吸塑模具选择不合适，可靠性差，寿命短，不仅成本过高，而且产品质量差。
针对上述包装设计不合理方面，运用吸塑成型技术的原理和工艺，解决手持机包装设计存在的成本过高和质量差的问题，主要考虑如下几点：
2.1 吸塑包装的结构设计
在包装生产加工工艺中，吸塑成型技术是目前塑料包装最先进的成型技术。在保证承受一定载荷的情况下，吸塑成型的塑料件壁厚一般为1mm左右，而小包装的片材甚至更薄，厚度可以达到0.15～0.25mm。其采用的包装设计方法如下：
①优选环保、塑性好、承载力强的热塑性材料；
②合理摆放手持机和相关配件在包装盒的位置以及区域；
③优化吸塑包装的结构尺寸，采用可靠性设计，提高质量，降低成本。
为满足具有一定的承载能力且不变形的要求，手持机包装设计时一般选用塑性材料，主要采用聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、ABS等热塑性塑料生产。此外，塑料的加工性能好，生产过程简单，成本低，效率高，极易实现塑料制品生产过程的全自动化操作。
以手持机的塑料包装为例，优选用环保热塑性能好的片材—聚对苯二甲酸乙二（醇）酯(PET)。PET密度为1.30～1.38g/cm3，熔点为255～260℃，在热塑性塑料中具有最大的强韧性其高强度，塑性好，耐摩擦，高透明性和多种颜色的片材，具有优良的耐高、低温性能，抗冲击强度能力高，绿色无毒属于环保材料[2]。因此，PET片材被认为是符合环保要求的一种理想的包装材料，采用真空吸塑成型可取得性能优良的制品。具体包装设计如下：
根据包装设计的清单及尺寸要求，选择最优的方案，具体摆放分布如下：①底层采用托架，装入手持机，充电机，背夹等；②上层托架盖上面放置两书两册以及配套的光盘和资料，方便阅读和拿放。通过多个设计方案的对比，优化塑料包装的结构尺寸，获得最优的方案。如图1所示，最优的包装区域分布和摆放图。
依照上述手持机和配件的合理摆放布局，通过Pro/E软件工具的设计平台，利用钣金件里面的冲模工具设计出手持机的包装3D模型。在设计过程中，考虑方便拿取配件，就预留一定扣手位的空间；同时在棱边处采用圆角过渡避免应力集中而产生破裂。具体塑料包装的三维模型如图2、3。
从手持机和配件颜色搭配协调方面考虑，最终选择红棕色的PET塑性材料。为了防止包装过硬碰伤手持机和配件，在PET塑性片材表面植上一层有色的绒毛，不仅使托架表面有种绒质的手感，而且显得高贵，美观大方，大大提升包装的档次。
2.2 吸塑模具
吸塑成型要求加工的吸塑模具精度较高，其模具设计的原则是：第一，模具材料的选择；第二，模具的结构设计；第三，模具的加工工艺。依上述设计原则，吸塑模具在设计加工方面主要考虑以下三点：
①优选铝合金材料。
吸塑成型生产时用的模具：如果是简易模具，一般是采用石膏，制作容易，成本最低，但使用寿命过短，产品加工精度低和透明度低；其次，电解铜模是在石膏模基础上通过电解使得表面覆上一层薄的铜，相较石膏模模具，制作复杂，成本稍高，耐用；反之，通过CNC加工方式加工的铝合金模具，经过氧化处理，可以保证模具具有5～10年使用寿命，加工容易且精度高，成本高但使用寿命长，大批量生产的产品成品率高，外观轮廓美观。
综上考虑产品大批量生产时，要求成本低和吸塑模具的使用寿命长，成品率高等方面，吸塑模具设计材料应该优选铝合金。
②设计合理的结构。
吸塑成型只能生产壁厚比较均匀的产品，不能制得壁厚相差悬殊的塑料制品。因此，铝合金的吸塑模具不能有棱边和锐角，采用圆角过渡，避免应力集中；模具应开有小孔，用于真空吸附热化的硬片易形成吸塑产品；塑料件内部需要有加强筋，避免或减少塑胶的局部集中，减少因壁厚不均匀而产生的缩孔、气泡、凹陷等现象，同时减小产品的重量。
③合理的加工方式。包装结构设计是否合理取决于模具的加工是否方便。吸塑成型的尺寸精度差，其相对误差一般在1%以上，其塑料成型模具对保证塑料制品的形状，尺寸及公差起着极其重要作用。
2.3 吸塑包装成型工艺流程
手持机的吸塑包装在吸塑成型机设备上实现大批量生产，其吸塑模具是采用铝合金并经过氧化处理的铝合金模具，具体生产流程示意图如图4。
手持机塑料包装的吸塑成型技术参数，如表1。
压力、温度和时间是影响吸塑成型产品的质量最重要的三大因素[3]。吸塑成型的优势在于可以大批量生产比较复杂的塑料制品，生产效率高，生产成本低。在塑料加工领域，真空吸塑成型被认为是当前一种具有很大发展潜力的加工方法，适合各领域塑料包装。
3 结论
针对上述设计电子产品包装问题时，通过优选包装的热塑性材料、塑料包装的结构尺寸的最优化、优化吸塑模具的结构设计加工，减小对吸塑工艺影响，不仅降低包装的成本，而且提高产品成品率和可靠性，大大保障了电子设备的包装安全。
如今，随着吸塑包装设备向机械全自动化方向发展，塑料工业飞速发展以及具有热塑性性能的新片材的开发，吸塑成型技术日趋成熟，广泛应用在小型电子通信设备、玩具、医学等塑料包装领域中。
参考文献：
[1]A.伊利希.热成型实用指南[M].北京：化学工业出版，2007.
篇10
摘要：文章描述了一种运输飞机大部件的薄壁钢构架长型运输包装箱的设计过程，对选材和结构设计以及强度校核进行了介绍，指出了这种适合公路和水路运输的超高超长包装箱设计要点，实践证明此种包装箱的运输飞机大部件可靠性。
关键词：包装箱 钢构架 卡板 强度
1.引 言
随着航空市场的迅猛增长，传统飞机部件运输平台受到飞机装配制造车间空间的限制，已无法适应现代化的飞机生产需求。转包生产是国际航空合作的一个重要领域，随着航空部件的转包生产范围的扩大，产品运输也是关键的一个环节。航空部件运输包装箱虽属于航空产品的附属品，但也是运输航空产品不可缺少的载体。本文以747-8垂尾前扭力盒为例，针对航空大部件运输包装箱的设计进行讨论。
2.设计原则
航空部件运输包装箱要考虑的因素很多，适用、美观、坚固、节约和有效保护产品安全是通用的要求。航空产品不均匀、易变形、偏心、载荷分布集中，运输包装箱应根据产品结构，协调产品在包装箱中的放置、固定与系留，还应有良好的缓冲设计，阻止诱发环境的作用力向产品传递，防止飞机产品产生振动响应。包装箱设计同时应适于交付过程中的理货、装卸、运输和贮存，应不仅装箱方便，还应拆除简捷，易于处理废弃包装，不浪费资源、不污染环境。
3.设计方案
下面以747-8垂尾前扭力盒为例，详细讨论运输包装箱的设计。
3.1.箱体材料和外形尺寸的确定
747-8垂尾前扭力盒外形及尺寸15米×1.9米×2.75米，在运输中属于超高超长产品。若采用专用运输车运输成本会非常高，如果采用全实木包装箱，国内木材资源比较短缺，制造成本很昂贵，那么选择薄壁钢构架包装箱是最好的选择，即以0.8-1.5mm厚钣金型材为构架，外敷人造板为蒙皮，人造板出口是免熏蒸，而且抗压、承重性上仅次于实木。
根据产品的外形特征，可选择硬质直方体。箱底下设有100mm高的支撑，便于铲车移动箱体。国内的公路一般限高为4.5米，而运输超长产品要用平板卡车。目前常用的平板卡车车厢距地面1.2米，为符合公路运输高度要求，设计时必须将箱体高度控制在3.3米以下。按产品外廓尺寸，距内壁的距离，箱体壁厚尺寸，箱盖的高度以及吊环所增加的尺寸等，最终可确定箱体外廓尺寸15.9米×2.2米×3.3米。
3.2.箱体底板设计
该产品总重量在470千克左右，且15米长，人力无法搬运，必须由叉车、吊车进行上下搬运及移动，因此对于包装厢底部设计有特殊要求。包装箱底盘设计4米长的阶梯，这样就能从20米长车厢减至17米长车厢的卡车来运输，因为国内通用平板卡车车厢前段油箱处底板比后段高出约0.3米，阶梯设计能有效利用卡车车厢，降低了运输成本，又减轻了箱体重量。底板要考虑能用铲车和吊车两种工具移动箱体，根据箱体过长，考虑移动时需要用两个叉车，所以在重心位置两侧各设计两个叉车孔，根据常用叉车叉脚尺寸，两个叉车孔间距200-600mm之间，可采用2T-3T和5T叉车叉运箱体。另外需要设计吊车吊环，同叉车孔类似，重心两侧各单侧需要2个吊环，采用两组钢丝起吊箱体，增加受力点的位置，起吊过程中也容易保证箱体的平衡。四周采用槽钢，选择角钢作为中间支撑，保证在运输或起吊时箱子底部强度。包装箱箱体底盘设计示意见图1。
图1 包装箱箱体底盘设计示意图
3.3.整体设计
箱体采用框架结构设计，使用角钢焊接框架，外部采用木质多层板10mm蒙皮与角钢进行铆接。市场供应标准规格的木质多层板是1米×2米，设计时框架角钢间距不超过1米，减少多层板的拼接或剪裁，同时保证多层板蒙皮的强度。在箱体周襞内衬塑料薄膜或复合薄膜作为防雨层，防止海浪或雨水浸入。箱体外设置厚度不超过0.5mm的马口铁皮对箱体四周进行边缘密封，蒙皮对接处涂环氧胶进行密封。
图2 包装箱整体设计示意图
产品在箱体内采用木质卡板定位，按不同位置设计根据产品外形设计的U型卡槽。用通用螺栓将卡板连接在箱体上，对箱体侧壁支撑作用。在每个卡板与产品的接触面上包上20mm厚的海绵后，再包裹上无纺布，作为缓冲层，防止产品在运输中受到冲击和振动。在端头设计挡块限定位置，防止产品窜动。对于箱盖强度要求不高，主要是起封闭作用。如果设计一个将近16米整体盖，箱盖的变形量比较大，也不便于装卸。因此对于箱盖分为两段设计，中间由帽子形状的连接器连接两段箱盖，减少了箱盖的变形，也简便了装卸过程。由于产品和箱体的高度总和为6.05米，设计时考虑产品装箱时从顶部入箱时比较困难，在箱体大端头做整体可卸门，这样可以水平装箱产品，人员可以控制产品装箱的位置。在箱体的小端头两侧设计人员可以出入的可卸门，一是增强箱体底部的光线，二是便于装卸人员出入箱体。
4.强度校核
对于航空产品的运输，箱体强度和刚度尤为重要。为防止由于产品放置不均匀、易变形、偏心、载荷分布集中现象的发生，对箱体结构框架和蒙皮进行了强度和刚度有限元分析。根据如实反映箱体结构的几何形状、构造型式、材料特性、传力路线、承载方式和边界条件等基本原则，参考箱体结构的Catia模型和图纸，使用国际先进的有限元建模计算软件MSC.Patran2008建立了有限元分析模型，利用MD.Nastran求解，得到极限载荷工况下的应力计算和变形结果，经过多轮分析计算，得到完全满足强度和刚度要求的箱体结构尺寸。
5.结束语
此项包装箱已经安全运输32架的产品，为超长超高航空部件运输提供了成功的实例，也为薄壁钢构架长型包装箱的强度计算积累了经验。实际应用证明，采用薄壁钢构架包装箱运输航空大部件能适应国际运输，设计方法简便，制造容易而且成本低廉，便于装卸、存储和运输，易于回收。
参考文献：
[1] 彭国勋，运输包装[M]，北京：印刷工业出版社，1999
[2] 王学峰，国际物流运输[M]，北京：化学出版社，2004
[3] 刘喜生，包装材料学[M]，长春：吉林大学出版社，2004
