發(fā)布時(shí)間：2024-03-27 10:33:18
序言：寫(xiě)作是分享個(gè)人見(jiàn)解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
關(guān)鍵詞：工業(yè)設(shè)計(jì) 人才培養(yǎng) 模式
一般如無(wú)特別的指明，凡稱工業(yè)設(shè)計(jì)者必定是對(duì)狹義的工業(yè)設(shè)計(jì)而言、也只對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)而言。所謂產(chǎn)品設(shè)計(jì)，就是為了人類在對(duì)付嚴(yán)酷的自然時(shí)，提高自身生活、生存和生產(chǎn)能力，而對(duì)工具、器械與設(shè)備等的實(shí)用需求所作的“響應(yīng)”。產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中在保證作為主要內(nèi)容要素的實(shí)用價(jià)值實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，同時(shí)考慮合適的外在形式作為主要的形式要素來(lái)形成審美對(duì)象，在使用者們的親歷使用中詮釋出它的情感價(jià)值。工業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)及實(shí)踐意在培養(yǎng)滿足上述需要的高級(jí)應(yīng)用型人才。
一、工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)
以職業(yè)崗位能力為導(dǎo)向，以培養(yǎng)學(xué)生具有寬廣的工業(yè)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)、扎實(shí)的工程實(shí)踐能力和較高的人文道德素質(zhì)為總體目標(biāo)，突出學(xué)生的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和原型制作能力培養(yǎng)。在學(xué)生完成基本美術(shù)能力培養(yǎng)的基礎(chǔ)上，以及能進(jìn)行產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)的同時(shí)，大力培養(yǎng)學(xué)生產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力，包括產(chǎn)品材料與成型、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、加工工藝、模具常識(shí)等方面的知識(shí)技能；另一方面在學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)知識(shí)的同時(shí)，多方面強(qiáng)化學(xué)生原型制作動(dòng)手能力，包括各類手工模型制作、快速原型制作、后處理技術(shù)等。
二、人才培養(yǎng)模式的構(gòu)建
以崗位技能為導(dǎo)向，結(jié)合廣東工業(yè)設(shè)計(jì)行業(yè)的特色，充分調(diào)研工業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和企業(yè)設(shè)計(jì)部門工作狀況，依托工業(yè)設(shè)計(jì)行業(yè)協(xié)會(huì)，分析企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過(guò)程中各崗位工作流程，并總結(jié)各崗位所需職業(yè)素質(zhì)與職業(yè)能力，確定學(xué)生的基本職業(yè)能力與技能培養(yǎng)的目標(biāo)。對(duì)應(yīng)各崗位工作的過(guò)程，確定相應(yīng)教學(xué)內(nèi)容，由課程的遞進(jìn)實(shí)現(xiàn)職業(yè)能力培養(yǎng)的遞進(jìn)；對(duì)應(yīng)各崗位工作的典型產(chǎn)品，校企共同參與，采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)、項(xiàng)目導(dǎo)向、教學(xué)一體化等多種教學(xué)手段和方法，由產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過(guò)程的遞進(jìn)，實(shí)現(xiàn)職業(yè)能力培養(yǎng)的遞進(jìn)。
1.“崗位技能導(dǎo)向，產(chǎn)品設(shè)計(jì)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)職業(yè)能力遞進(jìn)”的人才培養(yǎng)模式構(gòu)建步驟
（1）人才培養(yǎng)崗位定位
主要就業(yè)行業(yè)（企業(yè)）：工業(yè)設(shè)計(jì)公司、原型制作企業(yè)、輕工制造企業(yè)和廣告設(shè)計(jì)公司等。
主要就業(yè)部門：產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部門、產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)部門、模型制作部門、平面設(shè)計(jì)部門。
主要工作崗位：產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)員、產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)員、模型制作工、2D/3D繪圖員。
未來(lái)潛在崗位：結(jié)構(gòu)工程師、造型設(shè)計(jì)師、原型制作師等。
（2）確定企業(yè)崗位能力目標(biāo)
以小家電工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、制造企業(yè)為主，校企合作共同探討、分析、歸納典型工業(yè)產(chǎn)品外觀、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、原型制作、生產(chǎn)制造的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程，對(duì)應(yīng)工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中各個(gè)不同階段的具體工作過(guò)程，分析其行動(dòng)領(lǐng)域內(nèi)容，總結(jié)其所需職業(yè)素質(zhì)及能力,確定工業(yè)設(shè)計(jì)行業(yè)各工作崗位與崗位群。
（3）培養(yǎng)過(guò)程的程序化
由專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)各委員，根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過(guò)程及崗位工作流程中抽象出來(lái)的行動(dòng)領(lǐng)域，確定相對(duì)應(yīng)的學(xué)習(xí)領(lǐng)域，進(jìn)而明確教學(xué)過(guò)程培養(yǎng)目標(biāo)與教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計(jì)課程體系。
（4）職業(yè)能力遞進(jìn)形成過(guò)程
細(xì)化企業(yè)崗位能力要求，參考企業(yè)各崗位之間知識(shí)和技能的遞進(jìn)與包容關(guān)系，形成職業(yè)能力遞進(jìn)式的人才培養(yǎng)過(guò)程。安排相互銜接的知識(shí)與技能課程，通過(guò)課程的不斷深入實(shí)現(xiàn)職業(yè)能力的遞進(jìn)培養(yǎng)。
（5）培養(yǎng)過(guò)程的校企共育
依托工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)建設(shè)委員會(huì)，引導(dǎo)各合作企業(yè)參與教學(xué)過(guò)程，技能課程由企業(yè)人員講授，專業(yè)核心課程考核由企業(yè)及行業(yè)來(lái)完成。在第二學(xué)年實(shí)行學(xué)生預(yù)分配，各合作企業(yè)與學(xué)生之間進(jìn)行雙向選擇，簽訂預(yù)分配合約，簽約后，由企業(yè)為所簽約學(xué)生選擇課程，參與實(shí)際教學(xué)過(guò)程并進(jìn)行課程考核，自第五學(xué)期，所簽約學(xué)生可以去簽約企業(yè)實(shí)習(xí)。在第五學(xué)期實(shí)行分段教學(xué)，下企業(yè)實(shí)習(xí)的學(xué)生可回校進(jìn)行短期集中學(xué)習(xí)，以完成規(guī)定的學(xué)分；各簽約企業(yè)也可安排短期專項(xiàng)集中培訓(xùn)，專項(xiàng)集中培訓(xùn)設(shè)在企業(yè)，計(jì)入總學(xué)分，建立“廠中?！钡呐囵B(yǎng)機(jī)制。
2.建立了基于“工作崗位+職業(yè)技能”的課程體系
（1）專業(yè)核心能力分析
結(jié)合產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制作過(guò)程，通過(guò)調(diào)查和剖析，工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)學(xué)生應(yīng)具有的專業(yè)核心能力包括：產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力、產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)能力、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力、產(chǎn)品快速成型與后處理能力、原型制作能力。
（2）課程體系的構(gòu)建
結(jié)合專業(yè)的核心能力，參考相應(yīng)的職業(yè)鑒定標(biāo)準(zhǔn)，提煉本專業(yè)培養(yǎng)所需達(dá)到的職業(yè)技能，最后確定本專業(yè)的課程體系。同時(shí)，基礎(chǔ)課、專業(yè)理論課要堅(jiān)持“必需，夠用”的原則，進(jìn)行課程內(nèi)容的優(yōu)化選擇；堅(jiān)持“突出技能訓(xùn)練”的原則，強(qiáng)調(diào)實(shí)踐性教學(xué)，推行“雙證書(shū)”制度。產(chǎn)品創(chuàng)新能力包括工業(yè)設(shè)計(jì)概論、產(chǎn)品設(shè)計(jì)初步、人機(jī)工程學(xué)等課程；產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)能力包括素描、色彩、三大構(gòu)成、平面設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（CoreDraw）、產(chǎn)品效果圖設(shè)計(jì) (Photoshop)、產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)I(Rhino)、產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)II(Alias)等課程；產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力包括工程力學(xué)、材料與成型工藝、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（PROE）、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(UG)、產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)等課程；產(chǎn)品快速成型與后處理能力包括快速成型與后處理等課程；原型制作能力包括原型制作與后處理等課程。
3.在課程中形成認(rèn)知、感受、實(shí)踐訓(xùn)練體系
以教學(xué)工作室為基本教學(xué)單位的實(shí)踐教學(xué)體系，工作室制在國(guó)外大學(xué)設(shè)計(jì)專業(yè)普遍實(shí)行，近百年來(lái)的形成與發(fā)展，它的優(yōu)越性勿庸置疑。我國(guó)一些院校也在試行該體系。我們實(shí)行的是工作室制教學(xué)，建立具有地域特色的教學(xué)工作室。它的基本內(nèi)涵是：由教學(xué)團(tuán)隊(duì)組合而成，承擔(dān)一定的課程組群教學(xué)任務(wù)，完成教學(xué)、研究、實(shí)踐任務(wù)的教學(xué)基本單位。經(jīng)過(guò)兩年的局部單項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，實(shí)行造型創(chuàng)意教學(xué)工作室教學(xué)。與此相配套的有設(shè)計(jì)教學(xué)工作車間，學(xué)生在教學(xué)工作室完成設(shè)計(jì)方案后到工作車間進(jìn)行具體制作。同時(shí)，每個(gè)教學(xué)工作室還要設(shè)立校外實(shí)踐基地，以供學(xué)生造型研究與實(shí)踐使用。從工作室、工作車間，到實(shí)踐基地構(gòu)成了專業(yè)基礎(chǔ)課實(shí)踐教學(xué)鏈條系統(tǒng)，形成學(xué)研、產(chǎn)互動(dòng)的良性循環(huán)系統(tǒng)。
4.構(gòu)建現(xiàn)代職業(yè)教育銜接人才培養(yǎng)體系
與中職學(xué)校密切合作，構(gòu)建基于工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)的中高職銜接人才培養(yǎng)模式，制定 “3+2”人才培養(yǎng)課程體系，課程體系要充分考慮中職學(xué)生動(dòng)手能力較強(qiáng)、理論性較差等特點(diǎn)以實(shí)現(xiàn)職業(yè)能力無(wú)縫連接為原則。另外，還要積極研究探索更高層次的職業(yè)教育對(duì)接模式，技能型的高職本科，在課程設(shè)置上充分考慮學(xué)生再提升的空間。
三、結(jié)束語(yǔ)
本文所描述的塑件是接線盒上的一個(gè)結(jié)構(gòu)件。作為接線盒主體部件之一，其要與多個(gè)部件配合，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)：
產(chǎn)品上有八個(gè)貫穿整個(gè)產(chǎn)品的異型孔，要求具有比較高的形狀精度和相對(duì)位置精度；
產(chǎn)品上具有多出小孔結(jié)構(gòu)，直徑尺寸不到4mm；
產(chǎn)品上的小孔與異型孔聯(lián)通，這將增加模具設(shè)計(jì)制造的難度；
產(chǎn)品接近中間的位置有一圈寬度僅為2mm、深度最深處達(dá)3mm的凹槽；
由于配合的需要，產(chǎn)品上的多處棱角部位，倒圓角半徑極小，這對(duì)模具加工提出了較高的要求。
此結(jié)構(gòu)件選用膠木（又稱電木）作為原料，因?yàn)槟z木具有非常好的絕緣性能，特別適合作為電器的結(jié)構(gòu)件。
二、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
該塑件為批量生產(chǎn)，考慮到產(chǎn)品本身結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性以及模具制造的成本，采用“一模一腔”的布局，模具采用普通的兩板式結(jié)構(gòu)?？紤]到型腔結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且產(chǎn)品要求較快填充滿型腔，應(yīng)采用直澆口進(jìn)料。
1.成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
（1）由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，且部分細(xì)微結(jié)構(gòu)尺寸精度要求較高，所以成型零件采用鑲拼結(jié)構(gòu)，這樣做既能對(duì)成型零件尺寸或位置較高部分的成型零件單獨(dú)進(jìn)行加工，保證了加工精度，降低了加工成本，而且也便于熱處理、修配和更換。
（2）型腔、型芯模塊采用斜面鎖緊的精定位結(jié)構(gòu)，以保證其較高的相對(duì)位置精度。
（3）由于要生產(chǎn)的零件上有兩組位置精、尺寸精度要求較高的通孔和異型孔，所以成型這些孔的鑲件單獨(dú)加工，鑲嵌于成型主體的模具體積塊上，和體積塊的配合選用H7／k6的過(guò)渡配合，以便拆卸、修配和更換。同時(shí)，為了保證鑲件不會(huì)沿著與之配合的通孔發(fā)生滑動(dòng)現(xiàn)象，在體積塊的另一端使用擋塊頂住鑲件。
（4）注意到零件的兩側(cè)的兩個(gè)凹陷的曲面，由于有配合要求，因此形狀和尺寸精度要求較高，零件這部分壁厚很薄，若和模具體積塊做成一體很難加工，所以也做成鑲件，同時(shí)還能起到對(duì)模具體積塊的定位作用。
2.澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)
本模具由于鑲嵌件較多，若采用多型腔布局勢(shì)必大大增加模具的加工和裝配難度，并且考慮到此塑件要求生產(chǎn)一模的時(shí)間較短，產(chǎn)品的表面質(zhì)量要求較光潔。由于產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，為了能夠快速充填滿型腔，采用單一型腔布局，直澆口進(jìn)料，這樣進(jìn)料口較大，能夠滿足快速充填的要求。
（1）最佳澆口位置分析。其分析結(jié)果如圖1，最佳澆口位置為圖中深藍(lán)色的區(qū)域（左圖），但是由于深藍(lán)色區(qū)域型腔結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，不適宜作為進(jìn)料位置。同時(shí)注意到零件另一面的淡藍(lán)色區(qū)域也很適合作為進(jìn)料位置（右圖），并且淡藍(lán)色區(qū)域型腔結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，因此選擇淡藍(lán)色區(qū)域作為進(jìn)料位置。
（2）澆注時(shí)間分析。圖2是用軟件進(jìn)行的塑件填充分析，得出填充完成型腔所用的時(shí)間為0.92秒，滿足快速填充的要求。
3.側(cè)抽芯及鎖緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
由于此塑件最大抽芯距離較大，可達(dá)5.4cm，相當(dāng)于抽芯方向上塑件整體尺寸的90%，因此設(shè)置了抽芯導(dǎo)向滑塊。在進(jìn)行側(cè)向抽芯時(shí)，將固定側(cè)向型芯的滑塊用螺釘固定于抽芯導(dǎo)向滑塊上，通過(guò)抽芯導(dǎo)向滑塊與動(dòng)模板上的T型槽配合導(dǎo)向。這樣的設(shè)計(jì)可以大大減小側(cè)向抽芯滑塊的體積，降低抽芯力。
側(cè)向抽芯的鎖緊斜面，直接加工在定模板上，不再另外設(shè)楔緊塊，以便縮小模具的整體體積，使模具結(jié)構(gòu)更加緊湊。但進(jìn)行這樣的設(shè)計(jì)必須保證斜導(dǎo)柱的中軸線與楔緊斜面平行，或者使斜面相對(duì)于水平面的傾斜角大于斜導(dǎo)柱相對(duì)于水平面的傾角，否則無(wú)法完成側(cè)向抽芯。由于塑件左右兩側(cè)的抽芯長(zhǎng)度不一樣，為了節(jié)省成本，同時(shí)減小模具的整體尺寸，兩側(cè)的斜導(dǎo)柱的長(zhǎng)度也要做成不等的。
需要說(shuō)明的是，由于注塑產(chǎn)品的原料為酚醛塑料，屬于熱固性塑料，在進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)，模具本身要進(jìn)行加熱，所以模具結(jié)構(gòu)中屬于動(dòng)配合的部件，如抽芯導(dǎo)向滑塊和動(dòng)模固定板之間以及斜導(dǎo)柱和抽芯導(dǎo)向滑塊之間的間隙要做的比普通注塑模具大些。否則在模具進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)由于模具溫度較高，會(huì)出現(xiàn)活動(dòng)部件脹死的現(xiàn)象。
4.推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
本模具采用推桿推出，推桿的布設(shè)位置的選擇是推出設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。推桿設(shè)置位置的選擇原則是設(shè)置在產(chǎn)品對(duì)型芯包緊力最大的位置，并且為了避免產(chǎn)品在推出時(shí)被頂破，一般應(yīng)該選擇產(chǎn)品的壁厚較大的位置。經(jīng)過(guò)綜合考慮，最終選擇的推桿布設(shè)位置如圖3所示。
事實(shí)上本模具的抽芯力主要是側(cè)向的抽芯力，在完成了側(cè)向抽芯以后剩余部分對(duì)下模的包緊力并不大，所以選用四根Φ3的推桿推出已經(jīng)能夠滿足要求。而推桿的位置應(yīng)該選擇在下模凸出部分的中間位置。
三、結(jié)束語(yǔ)
本模具在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，充分考慮了注塑的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和具體的生產(chǎn)要求，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中解決了如下問(wèn)題：
第一，通過(guò)對(duì)將尺寸精度較高的細(xì)微結(jié)構(gòu)做成鑲嵌件單獨(dú)加工，保證了塑件的精度，同時(shí)可以有針對(duì)性地進(jìn)行尺寸控制。
第二，通過(guò)選用直澆口和最佳澆口位置分析，滿足了產(chǎn)品快速填充的要求。
第三，通過(guò)使用抽芯導(dǎo)向滑塊，解決了在側(cè)向抽芯距離較大時(shí)，滑塊體積過(guò)大的問(wèn)題。
關(guān)鍵詞：美學(xué)法則 機(jī)械結(jié)構(gòu) 造型設(shè)計(jì)
0、引言
當(dāng)代機(jī)器人的開(kāi)發(fā)一般都是以團(tuán)隊(duì)的形式進(jìn)行，結(jié)構(gòu)功能工程師和產(chǎn)品造型工程師進(jìn)行交流合作共同完成一件產(chǎn)品?？稍陂_(kāi)發(fā)過(guò)程中就會(huì)有這樣一個(gè)問(wèn)題：結(jié)構(gòu)僅僅只是解決功能卻沒(méi)有考慮美學(xué)法則，在造型設(shè)計(jì)師工作的時(shí)候就會(huì)有很多麻煩。單純對(duì)造型的美感進(jìn)行機(jī)器人造型設(shè)計(jì)并不能做到產(chǎn)品最終商業(yè)壽命的最大化。僅僅只對(duì)外觀進(jìn)行美學(xué)法則設(shè)計(jì)會(huì)讓人很快厭倦產(chǎn)品。通過(guò)研究表明，十分鮮艷的華麗的產(chǎn)品外觀，很容易讓人產(chǎn)生厭煩的感覺(jué)。因此，單純的外觀設(shè)計(jì)不能滿足人美學(xué)需求。而且，很多機(jī)械設(shè)計(jì)師在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候不能一次就找到很完美的結(jié)構(gòu)造型，需要一次次的進(jìn)行改進(jìn)和驗(yàn)證。而總結(jié)發(fā)現(xiàn)最終的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)往往也是符合美學(xué)法則的。因此，造型設(shè)計(jì)師在對(duì)產(chǎn)品造型進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候可以考慮美學(xué)法則這樣無(wú)形中同時(shí)也簡(jiǎn)化了兩之間的配合。本文來(lái)自北京信息科技大學(xué)大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目。
1、機(jī)器人造型設(shè)計(jì)的主要方法
機(jī)器人外觀造型必須要結(jié)合機(jī)器人的功能：在機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，特別是突出功能性的機(jī)器人，結(jié)合功能是十分重要的一個(gè)方面，如何是機(jī)械結(jié)構(gòu)件的美觀和實(shí)用接合設(shè)計(jì)很重要的一環(huán)。
1.1 機(jī)器人結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)件體現(xiàn)美感
機(jī)器人骨骼結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)造型的時(shí)候，需要遵循基本的外觀要求，如果要將一個(gè)特殊的結(jié)構(gòu)加入進(jìn)去（有特意美觀造型需求），就需要及時(shí)的改變外觀。一般情況下，如果外觀是將功能表達(dá)出來(lái)，那么就有著比較長(zhǎng)的生命周期；如果外觀只是要表現(xiàn)風(fēng)格，那么通常只有較短的生命周期。所有機(jī)械結(jié)構(gòu)件外露在機(jī)器人外型上，用結(jié)構(gòu)件本身體現(xiàn)美感。如果沒(méi)有對(duì)機(jī)器人的外形進(jìn)行特殊的要求，那么只需要將最單純的外觀應(yīng)用到功能設(shè)計(jì)上即可。機(jī)器人造型設(shè)計(jì)要充分的解決功能。目前，在機(jī)器人外觀設(shè)計(jì)方面，很少有獨(dú)立為美觀為設(shè)計(jì)的造型，大多都是由一些功能因素在進(jìn)行輔助。造型設(shè)計(jì)師首先需要考慮的問(wèn)題就是有效的處理零件之間的聯(lián)系，即實(shí)現(xiàn)機(jī)械功能。在機(jī)器人第一次結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，往往僅對(duì)結(jié)構(gòu)功能進(jìn)行實(shí)現(xiàn)并不考慮美觀造型。
1.2 機(jī)器人的色彩表現(xiàn)
在機(jī)器人的色彩表現(xiàn)，除了展示機(jī)器人，一般都是將一些色彩表現(xiàn)力較強(qiáng)的構(gòu)件和特制造型構(gòu)件應(yīng)用到其他部分。通過(guò)研究表明，十分鮮艷的產(chǎn)品外觀，很容易讓人產(chǎn)生厭煩的感覺(jué)；但是，也有一些時(shí)候是例外的，如果場(chǎng)合對(duì)視覺(jué)有著特殊的要求，那么就需要使用比較鮮明的色彩，比如在一些機(jī)器人展覽會(huì)上，機(jī)器結(jié)構(gòu)既要在滿足基本功能需求的基礎(chǔ)上，還要將美觀外在感覺(jué)力充分的體現(xiàn)出來(lái)。
2、將美學(xué)法則引入機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的開(kāi)發(fā)方式
在對(duì)機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)開(kāi)發(fā)過(guò)程中一些結(jié)構(gòu)工程師發(fā)現(xiàn)，最終驗(yàn)證穩(wěn)定的機(jī)械結(jié)構(gòu)本身就具有許多美學(xué)法則。
2.1 軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)解決輪足穩(wěn)定問(wèn)題
在結(jié)構(gòu)造型，當(dāng)舵機(jī)在中心位置時(shí)，機(jī)械臂結(jié)構(gòu)要符合軸對(duì)稱原則。如右圖就是在抬臂輪足的造型設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有對(duì)足部進(jìn)行中心對(duì)稱設(shè)計(jì)，舵機(jī)鎖在了單側(cè)方向，造成了運(yùn)行時(shí)機(jī)器人偏心，單向傾斜并且輪足本身不穩(wěn)定。因此進(jìn)行了結(jié)構(gòu)重組如左圖，對(duì)馬達(dá)進(jìn)行了重新鎖定，兩側(cè)的所有結(jié)構(gòu)件以馬達(dá)為中心進(jìn)行軸對(duì)稱設(shè)計(jì)。兩側(cè)的輪足抬起部分的四個(gè)連桿機(jī)構(gòu)兩兩對(duì)稱，即做出了造型美感同時(shí)起到了穩(wěn)定機(jī)械結(jié)構(gòu)的問(wèn)題。
2.2 “少即是多”簡(jiǎn)約美感解決結(jié)構(gòu)繁雜問(wèn)題
由建筑大師密斯.凡.德.羅提出的：“少即是多（Less is more）。”但又絕不是簡(jiǎn)單得像白紙一張，讓你覺(jué)得空洞無(wú)物，根本就沒(méi)有設(shè)計(jì)。也同樣可以運(yùn)用在機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中。很多工程師運(yùn)用大量結(jié)構(gòu)件來(lái)實(shí)現(xiàn)功能。比如四連桿結(jié)構(gòu)，在一號(hào)連桿位置引用了兩組結(jié)構(gòu)件來(lái)實(shí)現(xiàn)鏈接，于是絲毫連桿就需要三組結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。以此類推最終使得結(jié)構(gòu)非常繁雜。如果以少即時(shí)多這一美學(xué)法則考慮結(jié)構(gòu)問(wèn)題就可以省去許多繁雜無(wú)用的結(jié)構(gòu)。
2.3 黃金分割比例解決結(jié)構(gòu)問(wèn)題
在機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，因?yàn)槭嵌卧_(kāi)發(fā)因此有時(shí)固件點(diǎn)不容易確定定位。連接點(diǎn)間用黃金分割比例進(jìn)行計(jì)算，既增加了美感也解決了計(jì)算問(wèn)題可簡(jiǎn)化工作。如上圖在進(jìn)行絲桿連接的時(shí)候?qū)⒔z桿定位在橫長(zhǎng)版的1：0.618位置。這樣就可以使橫長(zhǎng)版在運(yùn)動(dòng)時(shí)更加穩(wěn)定，但是單純從機(jī)械設(shè)計(jì)角度解決定位點(diǎn)問(wèn)題往往需要多次驗(yàn)證。
關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)；問(wèn)題；
中圖分類號(hào)：TU3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
一、建筑結(jié)構(gòu)的類型
建筑物有各種不同的使用功能要求，因此有許多類型及分類方法。根據(jù)建筑物的用途，可以分為工業(yè)建筑與民用建筑。根據(jù)建筑物的高度及層數(shù)，可以分為單層、多層、高層和超高層建筑。建筑物根據(jù)所使用的結(jié)構(gòu)材料可以分為：木結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)和混合結(jié)構(gòu)等。建筑物根據(jù)其結(jié)構(gòu)體系，可以分為框架結(jié)構(gòu)、框剪結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)等。
二、建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求
為保證建筑結(jié)構(gòu)的可靠度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，在設(shè)計(jì)中，必須遵循以下要求：
1、計(jì)算內(nèi)容：結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)的計(jì)算和正常使用極限狀態(tài)的驗(yàn)算，如直接承受動(dòng)力荷載的構(gòu)件應(yīng)進(jìn)行疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算。
2、結(jié)構(gòu)上多種作用效應(yīng)同時(shí)發(fā)生時(shí)，應(yīng)通過(guò)結(jié)構(gòu)分析分別求出每一種作用下的效應(yīng)后，考慮其可能的最不利組合。
3、抗震設(shè)計(jì)：我國(guó)的抗震設(shè)防烈度為6至9度，建筑結(jié)構(gòu)根據(jù)所在地區(qū)的烈度、結(jié)構(gòu)類型和房屋高度采用不同的抗震等級(jí)。對(duì)應(yīng)不同的抗震等級(jí)，有不同的計(jì)算和構(gòu)造要求。
三、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題及對(duì)策
1、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念方面的問(wèn)題及對(duì)策
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作者設(shè)計(jì)理念陳舊，滿足于照抄照搬并加以適當(dāng)?shù)母膭?dòng)，或者固定一些設(shè)計(jì)反復(fù)應(yīng)用，或者盲目套用其他地方的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這些問(wèn)題和現(xiàn)象的存在說(shuō)明了部分建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作者缺乏創(chuàng)新理念及適應(yīng)新形勢(shì)的意識(shí)。要解決這個(gè)問(wèn)題，就要建立一支設(shè)計(jì)理念新、業(yè)務(wù)功底深厚、勇于創(chuàng)新能打硬仗的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作者隊(duì)伍。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念更新，說(shuō)到底取決于人才的儲(chǔ)備，同時(shí)還要充分調(diào)動(dòng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作者創(chuàng)新的積極性，以建筑智能化為契機(jī)，要注重逐步調(diào)整建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)隊(duì)伍的知識(shí)結(jié)構(gòu)，以科技為先導(dǎo)，全面提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作者的素質(zhì)，增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作者的創(chuàng)新意識(shí)、服務(wù)意識(shí)、市場(chǎng)意識(shí)和競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，有效發(fā)揮建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作者的積極性，設(shè)計(jì)出符合智能化要求的綠色環(huán)保、舒適安全、經(jīng)濟(jì)合理的作品。
2、具體設(shè)計(jì)方面的問(wèn)題及對(duì)策
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作者不能因地制宜，做出適宜當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)、建筑個(gè)體的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中只是知其然，不知其所以然。如：一般的教科書(shū)或設(shè)計(jì)手冊(cè)上所闡述的設(shè)計(jì)方法，適用于常規(guī)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在一些特定的情況下有些概念和規(guī)定是不合適的，如果在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中采用拿來(lái)主義，不結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件、氣候條件等獨(dú)特的條件以及當(dāng)?shù)氐慕ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)踐閉門造車的話，就會(huì)給建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作帶來(lái)負(fù)面影響，甚至危及人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。要解決這個(gè)問(wèn)題，就要求建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作者善于學(xué)習(xí)相關(guān)的專業(yè)知識(shí)，把建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為一個(gè)全面、系統(tǒng)的工作來(lái)做，并且要把書(shū)上的知識(shí)轉(zhuǎn)化為自己的知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐，要深刻理解規(guī)范和規(guī)程的含義，善于總結(jié)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，針對(duì)存在的問(wèn)題查找原因，制定整改措施并創(chuàng)造性地開(kāi)展工作，以嚴(yán)肅認(rèn)真的態(tài)度，運(yùn)用扎實(shí)的綜合知識(shí)，從最基本的構(gòu)件算起，靈活地做好建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。如地下室外墻的設(shè)計(jì)時(shí)，就最基本的荷載計(jì)算而言，就要結(jié)合地質(zhì)情況，了解常年水位、歷史最高水位、枯水期水位，根據(jù)具體工程確定選用哪種水位計(jì)算水壓力。水壓力確定后，確定計(jì)算模型。一般，地下室外墻的以地下室底板為端固端，地下室頂板為鉸支端，計(jì)算模型為下端固定上端鉸支，用來(lái)計(jì)算剪力墻的配筋。但具體在坡道部位，因坡道板的標(biāo)高不同，造成上部支撐點(diǎn)的缺失，此段剪力墻的計(jì)算模型就應(yīng)該調(diào)整為下端固定上端自由的懸臂結(jié)構(gòu)，因而這些部位的剪力墻的截面和配筋也應(yīng)該重新計(jì)算，而不能簡(jiǎn)單地把所有外墻都采用相同截面和配筋形式。否則，就會(huì)造成安全隱患，甚至造成重大經(jīng)濟(jì)損失。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不僅需要扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，還要有強(qiáng)烈的責(zé)任感。只有有了強(qiáng)烈的責(zé)任感，設(shè)計(jì)人員才會(huì)細(xì)心，遇到問(wèn)題才會(huì)仔細(xì)斟酌，才不會(huì)因疏忽而造成建筑結(jié)構(gòu)尺寸不對(duì)、節(jié)點(diǎn)做法不符、標(biāo)高不對(duì)等看似很小的錯(cuò)誤，但卻影響各相關(guān)單位對(duì)圖紙質(zhì)量的評(píng)定，甚至?xí)绊懯┕すこ踢M(jìn)度。
3、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)各階段方面的問(wèn)題及對(duì)策
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作者割裂了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)方案階段、結(jié)構(gòu)計(jì)算階段、施工圖設(shè)計(jì)階段等三個(gè)階段的緊密聯(lián)系，沒(méi)有把這三個(gè)階段作為不可分割的整體予以充分的考慮，設(shè)計(jì)隨意性較大，例如：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在方案階段沒(méi)有參與，在初步設(shè)計(jì)階段沒(méi)有充分對(duì)建筑所在地地質(zhì)條件、氣候條件及所用原材料進(jìn)行充分的調(diào)查了解時(shí)就制定建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)方案，導(dǎo)致在施工圖設(shè)計(jì)階段才發(fā)現(xiàn)具體問(wèn)題，而導(dǎo)致建筑設(shè)計(jì)的重新調(diào)整，造成設(shè)計(jì)周期的延長(zhǎng)，而且還影響了其他專業(yè)的進(jìn)程等情況的發(fā)生。對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作者來(lái)說(shuō)，能通過(guò)自己嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)就能避免的問(wèn)題最終出現(xiàn)是不合適的。這就要求建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作者統(tǒng)籌安排，有序地進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)各個(gè)階段的工作。
四、如何提高建筑結(jié)構(gòu)水平
1、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要符合客觀規(guī)律，這樣不僅會(huì)保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的正確方向，還不會(huì)犯原則上的錯(cuò)誤。但在具體設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)實(shí)際情況作相應(yīng)的調(diào)整，是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加符合要求并且便與施工。
2、要完善和補(bǔ)充計(jì)算機(jī)的功能，使計(jì)算機(jī)在建筑設(shè)計(jì)時(shí)發(fā)揮其應(yīng)有的作用，但切記不能完全依賴計(jì)算機(jī)，還要積極開(kāi)展科研活動(dòng)，提高設(shè)計(jì)人員的創(chuàng)新性，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)，從而提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平，使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加合理經(jīng)濟(jì)適用。
3、在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要重點(diǎn)注意抗震的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。我國(guó)是一個(gè)地震頻發(fā)的國(guó)家，因此對(duì)建筑的抗震性有著嚴(yán)格的要求，提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震水平是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。我國(guó)目前建筑抗震的標(biāo)準(zhǔn)是“小震不壞，中震可修，大震不倒?！眹?guó)家也頒發(fā)了《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》，及其他設(shè)計(jì)規(guī)范，都有相關(guān)的原則規(guī)定。
4、加強(qiáng)概念設(shè)計(jì)。概念是一種反映事物本質(zhì)屬性的思維形式，反映的是客觀事物的一般的、本質(zhì)的特征，是人們通過(guò)感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)的而形成的。概念設(shè)計(jì)就是以工程概念為依據(jù)，用符合工程客觀規(guī)律和本質(zhì)的方法，對(duì)設(shè)置對(duì)象做宏觀的控制。這要求設(shè)計(jì)工程師在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，把概念與具體情況結(jié)合起來(lái)，然后經(jīng)設(shè)計(jì)來(lái)完成。
5、提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師的專業(yè)水平。專業(yè)的知識(shí)會(huì)給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師帶來(lái)巨大地幫助，因?yàn)樵O(shè)計(jì)師在整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作中起著非常重要的作用，所以應(yīng)加強(qiáng)設(shè)計(jì)師們的專業(yè)水平，以便它們能夠靈活運(yùn)用知識(shí)，不斷推陳出新，設(shè)計(jì)出更多高水平的建筑。
結(jié)束語(yǔ)
要做好建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，需要有靈活求變的創(chuàng)新思維，嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的工作態(tài)度和扎實(shí)的理論基本功，需要從每一個(gè)基本構(gòu)件扎扎實(shí)實(shí)地做起，只有通過(guò)不斷提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)各個(gè)環(huán)節(jié)的水平，來(lái)達(dá)到整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平的提高，才能滿足建筑市場(chǎng)的需求，為整個(gè)社會(huì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的發(fā)展、為人們安居樂(lè)業(yè)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
[1]符奕波.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)計(jì)算模型淺談[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2010（04）.
[2]陸青松.淺談微波通信產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一些問(wèn)題[J].中小企業(yè)科技，2007（08）.
關(guān)鍵詞：燃油箱； 設(shè)計(jì)；
中圖分類號(hào)：S611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
前言
燃油箱設(shè)計(jì)是燃油系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)之一，雖然各種燃油箱千變?nèi)f化，各不相同，但是從設(shè)計(jì)上講，其有著一般性的設(shè)計(jì)原則，在開(kāi)發(fā)新燃油箱的基礎(chǔ)上，再根據(jù)整車空間的實(shí)際情況和整車開(kāi)發(fā)的總體要求進(jìn)行調(diào)整和補(bǔ)充，同時(shí)要充分利用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)進(jìn)行三維建模及數(shù)據(jù)分析，保證在設(shè)計(jì)階段的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)最優(yōu)，為后期的樣件試制及整車試裝提供有力的保障。要充分應(yīng)用設(shè)計(jì)模塊化資源，并不斷完善建立產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫(kù)，這樣可以大大縮短設(shè)計(jì)周期，保證設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)合理性，減少后期設(shè)計(jì)驗(yàn)證的修改量。
一、汽車燃油箱的分類
1、根據(jù)制造燃油箱的材料種類不同，燃油箱可分成金屬燃油箱及塑料燃油箱兩種。塑料燃油箱的優(yōu)點(diǎn)為：1）形狀設(shè)計(jì)自由度大，空間利用率高，材料可回收使用。塑料燃油箱一般采用中空吹塑成型的方法，可以做成形狀復(fù)雜的異形結(jié)構(gòu)，因此可以在汽車總體布置已經(jīng)確定的情況下，充分利用有效空間，使燃油箱的容積最大化，從而增加燃油的存儲(chǔ)量；2）輕量化。因?yàn)樗芰系南鄬?duì)密度僅為金屬的1/8~1/7，所以與相同容積的金屬燃油箱比較，重量可以降低30%~50%，從而減輕了汽車裝備質(zhì)量，降低了油耗；3）耐腐蝕。塑料材料具有耐腐蝕、抵御水、污物及其他介質(zhì)的侵蝕等特點(diǎn)；4）耐沖擊、強(qiáng)度好。當(dāng)遇到碰撞時(shí)，塑料燃油箱在-40℃~60℃的情況下仍具有優(yōu)良的抗沖擊性能及其他力學(xué)性能。常溫下無(wú)論是單層或多層結(jié)構(gòu)的塑料燃油箱，即使從8m甚至10m高處墜落到硬的地面，也不易損壞；5）因?yàn)樗芰先加拖涞牟牧蠠醾鲗?dǎo)性很低，既富有彈性，又具有剛性。在-40℃～60℃的環(huán)境下，仍具有優(yōu)良的抗沖擊性能和機(jī)械性能，因此當(dāng)出現(xiàn)撞擊或摩擦?xí)r不易產(chǎn)生火花。即使汽車不慎著火了，也不會(huì)因塑料燃油箱受熱膨脹而發(fā)生爆炸；6）燃油滲漏量小。燃料重量損失≤150mg/24h，滿足ECE法規(guī)中ΔM≤20g/24h的要求；7）使用壽命長(zhǎng)；8）塑料燃油箱的研制周期比金屬燃油箱短，費(fèi)用低，可規(guī)模化批量生產(chǎn)。
2、根據(jù)裝載的燃油種類不同，燃油箱可分成柴油油箱、汽油燃油箱及其他燃料燃油箱等多種類型燃油箱。特別是近幾年，由于能源的緊張，新型能源汽車的研究，替代燃料車和雙燃料汽車也應(yīng)運(yùn)而生，為了利用有限空間，聯(lián)體雙腔的塑料燃油箱也隨之產(chǎn)生。
二、汽車燃油箱設(shè)計(jì)要求及基本原則
1、整車開(kāi)發(fā)中燃油箱的設(shè)計(jì)要求分析在進(jìn)行整車開(kāi)發(fā)時(shí)，根據(jù)整車要求，對(duì)燃油箱的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的基本設(shè)計(jì)輸入主要包括：在車身上的安裝位置、油箱的數(shù)量、燃油箱的材料、燃油類型、固定等方面，以及加油口的位置及油管的布置等，這些是燃油箱設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的基本要求。
2、燃油箱的容積分析燃油箱的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)為燃油系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一部分。根據(jù)整車總體性能要求，首先確定油箱的容積，包括額定容積和總?cè)莘e，額定容積必須滿足400Km～600Km的續(xù)航里程，兩者關(guān)系為：總?cè)莘e=額定容積×K，其中K=0.8～0.9， K為有效系數(shù)。
3、相鄰件間隙設(shè)計(jì)分析根據(jù)整車開(kāi)發(fā)總體布置的要求、油箱的安裝位置，確定可以利用的最大空間，明確邊界條件。以現(xiàn)代轎車為例，燃油箱多裝配在車身中后部，此處除了保證與地板、左縱梁、右縱梁、地板前橫梁的間隙外，還有與排氣管和后橋的位置布置，因?yàn)楹髽驗(yàn)檫\(yùn)動(dòng)件，所以還要進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，保證運(yùn)動(dòng)間隙滿足要求。另外，油箱距離地面的高度不應(yīng)是整車最小離地間隙，應(yīng)該高于該值，以避免油箱損壞，造成燃油泄漏。
4、塑料燃油箱的加工及材料塑料燃油箱的加工方法有：回轉(zhuǎn)成型、陽(yáng)離子聚合（單體澆鑄）、注塑、真空吸塑成型、中空吹塑等?，F(xiàn)在廣泛應(yīng)用的六層塑料燃油箱為中空吹塑加工，該加工方法的特點(diǎn)是產(chǎn)品成型加工性好，易規(guī)模化生產(chǎn)。塑料燃油箱的材料一般為六層材料結(jié)構(gòu)。
燃油箱的功能及性能要求。因?yàn)槿加拖涞墓δ苤饕莾?chǔ)存油液，此外還起著散發(fā)油液中的熱量，逸出混在油液中的氣體，沉淀油液中的污物等作用，因此油箱上還裝有油泵及油位傳感器，以及油管、重力閥、通氣管等功能件，油箱的設(shè)計(jì)要滿足各個(gè)功能件在各種工況下功能的實(shí)現(xiàn)。同時(shí)由于燃油箱是汽車重要的功能件和安全件，在汽車方面的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和法律法規(guī)中都對(duì)燃油箱做了詳細(xì)的要求和規(guī)定。例如，在GB18296—2001 《汽車燃油箱 安全性能要求和試驗(yàn)方法》中規(guī)定了燃油箱的安全性能要求和試驗(yàn)方法，標(biāo)準(zhǔn)中3.1條規(guī)定，額定容積的最大值及大體積油箱必須配備安全閥裝置； 3.2中規(guī)定了排氣口的位置； 3.4中規(guī)定了安全閥的開(kāi)啟壓力為35kPa~50kPa……； 3.5中規(guī)定了燃油箱的振動(dòng)耐久性； 3.6及3.7中規(guī)定了金屬及塑料燃油箱的耐壓性能； 3.8中規(guī)定了塑料燃油箱的低溫耐沖擊性能； 3.9及3.10中規(guī)定了塑料燃 油箱的耐熱 性及耐火性。此外各企業(yè)在遵守國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求的同時(shí)，根據(jù)不同車型的特點(diǎn)，不僅對(duì)安全性能進(jìn)一步要求，而且在材料結(jié)構(gòu)等方面也做了統(tǒng)一描述，使產(chǎn)品更符合設(shè)計(jì)及功能要求。
三、汽車燃油箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析
1、燃油箱上各個(gè)功能件的結(jié)構(gòu)形式分析，安裝處的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是燃油箱設(shè)計(jì)的一部分。各功能件在塑料燃油箱上的安裝方式大致有以下幾種：1）旋蓋連接：旋蓋連接的燃油泵安裝方式；2）螺紋連接：螺紋連接的油位傳感器；3）焊接連接：焊接連接的重力閥等，對(duì)應(yīng)上述安裝方式燃油箱的結(jié)構(gòu)各不相同，但總的原則是既要保證連接的牢固性、密封性，又要考慮塑料的材料性能，還要兼顧加工工藝的要求。另外上述功能件在燃油箱上的位置也是要充分設(shè)計(jì)驗(yàn)證的，因?yàn)楦鞴δ芗墓δ軐?shí)現(xiàn)均有一定的外界條件限制，比如：在最低、最高工作油液面時(shí)，油泵在各種工況下都要正常工作；油泵檢修的要求；油位傳感器的浮子的有效行程是否滿足要求；在各種工況下，特別是上下坡時(shí)通氣口要在滿油位時(shí)可以正常通氣等等。此外在油箱上還要增加一些隔振墊和油管卡扣的凸臺(tái)，這些凸臺(tái)有利于增加油箱的強(qiáng)度。將上述局部小的特征與燃油箱大面進(jìn)行圓角過(guò)渡連接，即完成了油箱的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
2、三維數(shù)據(jù)分析。一是曲面質(zhì)量分析目前軟件中曲面的質(zhì)量分析最簡(jiǎn)捷的方法是光照模型方法，這種方法模仿光線照射的特點(diǎn)，很直觀地對(duì)曲面進(jìn)行光順性分析。分析時(shí)，圖像類型可以采用直線圖像、場(chǎng)景圖像、用戶指定的TIFF圖像三種不同的方式，直線數(shù)也可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇，一般選64，可以旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，從不同角度觀察光影情況，如果很光順，沒(méi)有突變情況，則說(shuō)明滿足設(shè)計(jì)要求。二是燃油箱結(jié)構(gòu)的工藝性及試驗(yàn)性要求分析現(xiàn)在塑料燃油箱大多采用吹塑的加工方法，結(jié)構(gòu)必須要滿足吹塑工藝的要求，同時(shí)還要滿足國(guó)家的法律、法規(guī)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要遵循以下基本規(guī)律：①燃油箱整體結(jié)構(gòu)緊湊，表面光順，面與面之間的連接至少達(dá)到相切線連接，無(wú)突變及尖角結(jié)構(gòu)；②邊界圓滑過(guò)度，圓角盡量大且>R10，壁厚均勻；③合理確定分型面，立面拔模斜度>5°；④局部增加加強(qiáng)筋，增加油箱整體強(qiáng)度；⑤與功能件的接口部分的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)或成熟產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)。
【關(guān)鍵詞】飛機(jī)；數(shù)字化；裝配；技術(shù)
我國(guó)飛機(jī)設(shè)計(jì)制造業(yè)的飛速發(fā)展逐漸與國(guó)際航空接軌形成國(guó)際化的航空產(chǎn)業(yè)鏈，相應(yīng)的飛機(jī)零部件制造技術(shù)和水平也在不斷的提升。飛機(jī)產(chǎn)品不同于其它普通產(chǎn)品，其本身結(jié)構(gòu)具有明顯的特殊性和復(fù)雜性，裝配的零部件不僅數(shù)量眾多，尺寸較大，而且種類多樣，形狀復(fù)雜，裝配難度高，對(duì)裝配的準(zhǔn)確度要求也很高。我國(guó)航空企業(yè)積極學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)并加強(qiáng)自主研發(fā)，在金屬結(jié)構(gòu)件的制造方面取得了可喜的成績(jī)，數(shù)控加工制造飛機(jī)零件的技術(shù)水平得到大幅度的提升。飛機(jī)裝配是將各種零部件根據(jù)設(shè)計(jì)的要求和技術(shù)規(guī)范連接整合成一個(gè)飛機(jī)整體。從飛機(jī)制造的全程來(lái)看，飛機(jī)裝配勞動(dòng)量很大，幾乎占全部飛機(jī)制造勞動(dòng)總量的一半以上。自應(yīng)用數(shù)字化裝配技術(shù)依賴，我國(guó)飛機(jī)制造裝配無(wú)論是從裝配質(zhì)量還是裝配效率上都有了明顯的改觀，但是因?yàn)閿?shù)字化裝配技術(shù)應(yīng)用時(shí)間不長(zhǎng)，技術(shù)體系還不夠成熟，因此我國(guó)的飛機(jī)裝配技術(shù)還有待進(jìn)一步的發(fā)展和提高。
1、飛機(jī)數(shù)字化裝配主要基礎(chǔ)技術(shù)
1.1飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)
基于數(shù)字化裝配的飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)飛機(jī)真正實(shí)現(xiàn)數(shù)字化裝配的重要基礎(chǔ)，針對(duì)數(shù)字化裝配的基本要求和標(biāo)準(zhǔn)直接在機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中體現(xiàn)出來(lái)。在對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究與設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要注意以下幾點(diǎn)：第一，既然采用數(shù)字化裝配技術(shù)，就必須在設(shè)計(jì)上遵循數(shù)字化裝配的基本原則；第二，對(duì)數(shù)字化裝配的基本要求予以充分的考慮，如裝配定位、裝配檢測(cè)以及裝配的支撐要求等；第三，在飛機(jī)的結(jié)構(gòu)件上面向數(shù)字化裝配建立起必要的自定位特征，在工藝上考慮到必要的光學(xué)測(cè)量設(shè)備的安放接頭；第四，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中充分考慮到數(shù)字化裝配中的誤差補(bǔ)償；第五，基于數(shù)字化裝配技術(shù)，對(duì)整個(gè)狀態(tài)過(guò)程進(jìn)行模擬仿真。
1.2數(shù)字量協(xié)調(diào)與容差分配技術(shù)
要保證裝配準(zhǔn)確度，有效的提高飛機(jī)裝配質(zhì)量，數(shù)字量裝配協(xié)調(diào)與容差分配技術(shù)是數(shù)字化裝配基礎(chǔ)技術(shù)體系中的關(guān)鍵技術(shù)。從現(xiàn)今我國(guó)飛機(jī)裝配的現(xiàn)狀來(lái)看，大多仍然采用傳統(tǒng)的以模擬量的形式進(jìn)行零部件基本信息傳遞的方法，裝配方法上也大多延用傳統(tǒng)剛性手工裝配方法，無(wú)論在裝配精度還是裝配效率上都存在很大問(wèn)題。在飛機(jī)的工藝規(guī)劃和設(shè)計(jì)階段，在數(shù)字化裝配數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)和計(jì)算的基礎(chǔ)之上合理準(zhǔn)確的規(guī)劃數(shù)字量協(xié)調(diào)與容差分配方案，可進(jìn)一步提高裝配精度和質(zhì)量。在此過(guò)程中需要注意以下幾點(diǎn)：第一，基于工裝模型，建立裝配協(xié)調(diào)基準(zhǔn)，以滿足數(shù)字化裝配的基本要求；第二，基于協(xié)調(diào)基準(zhǔn)，創(chuàng)設(shè)滿足數(shù)字化裝配的協(xié)調(diào)路線；第三，裝配對(duì)象的不同，各自具有的特點(diǎn)也不同，要根據(jù)不同的特性制定相應(yīng)的補(bǔ)償方案；第四，根據(jù)裝配準(zhǔn)確度的要求、裝配誤差和變形的傳遞過(guò)程，對(duì)裝配容差進(jìn)行詳細(xì)的分析并加以優(yōu)化。
1.3工藝規(guī)劃與仿真技術(shù)
飛機(jī)零部件數(shù)量大，種類多，需要使用到大量的工裝、工具和夾具，裝配操作量非常大。對(duì)裝配過(guò)程和細(xì)節(jié)進(jìn)行規(guī)劃和仿真，可及早的發(fā)現(xiàn)裝配過(guò)程中存在的不準(zhǔn)確、不協(xié)調(diào)等多種問(wèn)題，從而對(duì)裝配方案進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)整，保證裝配的快速和精準(zhǔn)。在數(shù)字化裝配工藝規(guī)劃與仿真階段，要注意以下幾點(diǎn)：第一，基于數(shù)字化裝配的工藝要求建立仿真模型進(jìn)行裝配系統(tǒng)工藝仿真；第二，在離線仿真的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)時(shí)測(cè)量的結(jié)果，生成數(shù)控代碼；第三，在飛機(jī)數(shù)字樣機(jī)的基礎(chǔ)上，根據(jù)飛機(jī)裝配的基本要求和性能要求，進(jìn)行三維仿真。
2、飛機(jī)數(shù)字化裝配主要應(yīng)用技術(shù)
2.1數(shù)控柔性定位裝配技術(shù)
柔性工作設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)在于定位與夾持。飛機(jī)裝配過(guò)程中，定位和夾緊件的配合受多方面因素的限制，零部件在裝配過(guò)程中也極易發(fā)生變形。數(shù)控柔性定位裝配技術(shù)的應(yīng)用，有效的解決了這一問(wèn)題，大大提高了定位精度，降低零件變形的概率。根據(jù)飛機(jī)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和定位、夾持需求，進(jìn)行數(shù)字化定位器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在誤差測(cè)量的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)柔性定位方案，再進(jìn)行姿態(tài)調(diào)整，使多個(gè)定位器的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)協(xié)同控制及構(gòu)建位置姿態(tài)精確調(diào)整。
2.2自動(dòng)化精密制孔技術(shù)
飛機(jī)裝配有很多的螺接和鉚接點(diǎn)，存在大量的制孔工作。自動(dòng)化精密制孔技術(shù)的應(yīng)用代替了傳統(tǒng)人工制孔，既提高了制孔效率，又保證了制孔質(zhì)量，大大提高了飛機(jī)裝配的穩(wěn)定性和可靠性。自動(dòng)化精密制孔技術(shù)要點(diǎn)主要有：第一，根據(jù)不同材料的特性對(duì)制孔過(guò)程中的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)并在試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)；第二，能夠在狹小的空間條件下完成制孔操作；第三，根據(jù)裝配特點(diǎn)和要求進(jìn)行自動(dòng)化精密制孔單元的開(kāi)發(fā)。
2.3高效長(zhǎng)壽命連接技術(shù)
長(zhǎng)壽面連接技術(shù)大大提高了飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的抗疲勞能力，有效延長(zhǎng)使用壽命，使飛機(jī)的可靠性和耐久性都得到有效的提高。高效長(zhǎng)壽命連接技術(shù)解決了傳統(tǒng)液壓和捶打連接方法所具有的一系列問(wèn)題，減少了裝配連接損傷，其技術(shù)要點(diǎn)有：第一，對(duì)密封連接予以支持，復(fù)合材料1‘涉鉚接、千涉螺接技術(shù)；第二，鈦合金材質(zhì)的鉚釘、高鎖螺栓的連接技術(shù)；根據(jù)裝配特點(diǎn)和要求進(jìn)行長(zhǎng)壽命連接單元的開(kāi)發(fā)
2.4大尺寸精密測(cè)量技術(shù)
精密準(zhǔn)確的測(cè)量時(shí)精準(zhǔn)裝配的基礎(chǔ)和保障，是數(shù)字化裝配實(shí)現(xiàn)的必要條件。飛機(jī)裝配對(duì)測(cè)量技術(shù)的要求很高。精密測(cè)量技術(shù)要點(diǎn)有在于針對(duì)飛機(jī)產(chǎn)品裝配的激光跟蹤測(cè)量方法和iGPS測(cè)量方法，根據(jù)飛機(jī)產(chǎn)品特點(diǎn)進(jìn)行大尺度精密測(cè)量單元的開(kāi)發(fā)。
3、結(jié)語(yǔ)
飛機(jī)數(shù)字化裝配技術(shù)體系融合了多領(lǐng)域多學(xué)科的先進(jìn)技術(shù)，隨著技術(shù)的不斷更新和發(fā)展，我國(guó)的飛機(jī)數(shù)字化裝配技術(shù)體系必將不斷提高和完善。數(shù)字化裝配技術(shù)和裝配的應(yīng)用，徹底改變我國(guó)人工裝配的現(xiàn)狀，有效提高裝配效率和裝配質(zhì)量，降低維修率，使我國(guó)的飛機(jī)產(chǎn)品穩(wěn)定性和可靠性更高。
參考文獻(xiàn)
[1]郭恩明.國(guó)外飛機(jī)柔性裝配技術(shù)航空制造技術(shù)[J].航空制造技術(shù)，2012（09）.
關(guān)鍵詞：橋梁設(shè)計(jì)；環(huán)保； 綠色；可持續(xù)發(fā)展
前言：對(duì)于橋梁投資而言，涉及較大規(guī)模的投資，使用周期較長(zhǎng)，對(duì)環(huán)境影響范圍較大，在整個(gè)城市建設(shè)中，屬于重要的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，因此，要注重其自身的可持續(xù)發(fā)展，重視對(duì)不可再生資源的保護(hù)。在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，要在滿足功能的同時(shí)，更加注重對(duì)環(huán)境的保護(hù)以及與景觀的協(xié)調(diào)性。
1對(duì)環(huán)保綠色設(shè)計(jì)基本原則的介紹
社會(huì)的不斷發(fā)展促使橋梁設(shè)計(jì)人員更加關(guān)注橋梁建設(shè)中的環(huán)保綠色設(shè)計(jì)理念。對(duì)于環(huán)保設(shè)計(jì)，其基本的原則為五項(xiàng)，即閉環(huán)性、資源的最優(yōu)利用性、能源消耗的最低性、零污染以及技術(shù)的先進(jìn)性。對(duì)于閉環(huán)性原則，主要是體現(xiàn)在產(chǎn)品全生命周期并行。對(duì)于資源的最優(yōu)利用性，主要是盡最大能力，將產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化，同時(shí)，促進(jìn)回收利用，擴(kuò)大對(duì)可再生能源的利用，同時(shí)，在整個(gè)產(chǎn)品生命周期范圍內(nèi)，要將資源設(shè)計(jì)的原則貫徹始終。能源消耗最低性原則主要是指，對(duì)于產(chǎn)品的整個(gè)使用期間，要使用能耗小的能源。零污染原則就是指，在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)的時(shí)候，要及時(shí)消除污染源，在根本上拒絕污染的產(chǎn)生。技術(shù)先進(jìn)性原則，是指在進(jìn)行橋梁設(shè)計(jì)的時(shí)候，要應(yīng)用現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)和工藝，以最大限度地實(shí)現(xiàn)生態(tài)效益的獲取。
2全面分析橋梁結(jié)構(gòu)物的特殊性
對(duì)于橋梁結(jié)構(gòu)物，其具有一定的特殊性。首先，橋梁的建設(shè)支出、造價(jià)、原料價(jià)格、設(shè)計(jì)和施工方案等關(guān)系密切，彼此影響，但是，與市場(chǎng)需求關(guān)系和影響不大，其之所以進(jìn)行建造，主要是由政府結(jié)合社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的現(xiàn)狀，組織建設(shè)的。其次，鑒于橋梁建設(shè)規(guī)模之巨大，會(huì)對(duì)整個(gè)社會(huì)的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益以及生態(tài)效益產(chǎn)生巨大影響。再次，橋梁設(shè)計(jì)的使用周期較長(zhǎng)，會(huì)對(duì)社會(huì)、環(huán)境等產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。第四，對(duì)于橋梁的使用，如果控制在其壽命范圍之內(nèi)，就不會(huì)產(chǎn)生對(duì)環(huán)境有害的垃圾，但是，如果超限先使用，處理起來(lái)就會(huì)很難，形成廢棄物。第五，橋梁本身需要具有抗腐蝕性，同時(shí)，能夠抵御環(huán)境中不利因素的影響。
3對(duì)橋梁環(huán)保設(shè)計(jì)理念的闡述
3.1對(duì)橋梁體現(xiàn)選擇的介紹
在橋梁整個(gè)系統(tǒng)中，適用范圍具有一定的標(biāo)準(zhǔn)，在具體設(shè)計(jì)中，要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的情況，合理選用梁、拱、剛架等組合，防止對(duì)造價(jià)的增加，同時(shí)，避免引發(fā)后期養(yǎng)護(hù)難度的提高。
3.2對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的介紹
3.2.1結(jié)合環(huán)保綠色設(shè)計(jì)原則中的閉環(huán)設(shè)計(jì)原則，針對(duì)橋梁設(shè)計(jì)，要以橋梁生命周期范圍內(nèi)的各種影響因素作為基本前提，如荷載、不利因素的影響以及時(shí)間引起的自身承載能力的降低等。要進(jìn)行全面、謹(jǐn)慎、細(xì)致的精準(zhǔn)結(jié)構(gòu)計(jì)算，提供橋梁后期使用的安全性與可靠性。同時(shí)，對(duì)于架構(gòu)位于海上的橋梁，要充分考慮風(fēng)荷載、海曙濕氣影響等因素。
3.2.2結(jié)合環(huán)保設(shè)計(jì)原則中的最佳利用性原則，要引入模塊設(shè)計(jì)模式。這種構(gòu)件彰顯方便些，能夠進(jìn)行高效的更換和拆除，同時(shí)，拆除之后的構(gòu)件還具有較大的使用價(jià)值，利用空間較廣。
3.2.3立足環(huán)保設(shè)計(jì)理念中的能源消耗最小化原則以及零污染原則，要精確分析設(shè)計(jì)中的結(jié)構(gòu)受力，要保證結(jié)構(gòu)的尺寸、節(jié)點(diǎn)等方面的合理性，在保證安全性前提下，投入最少的材料，獲取最大的收益。結(jié)合合理的施工方案和計(jì)劃，靈活使用各自結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，在提高橋梁品質(zhì)的同時(shí)，減少材料的消耗，降低對(duì)環(huán)境的污染。
3.2.4結(jié)合環(huán)保設(shè)計(jì)原則中的技術(shù)先進(jìn)性原則，在對(duì)橋梁進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，要結(jié)合具體強(qiáng)狂，采取先進(jìn)的技術(shù)和工藝。也就是說(shuō)在運(yùn)用環(huán)保設(shè)計(jì)理念進(jìn)行橋梁設(shè)計(jì)的時(shí)候，要突破傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思想的束縛，提供橋梁的安全性和經(jīng)濟(jì)性，建設(shè)對(duì)環(huán)境的不良影響，促進(jìn)其可持續(xù)價(jià)值的實(shí)現(xiàn)。
3.3對(duì)橋梁附屬設(shè)備設(shè)計(jì)的介紹
對(duì)于橋梁，存在諸多附屬設(shè)備類型，如支座、排水系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等，雖然造價(jià)比重不大，但是，對(duì)于整個(gè)橋梁的設(shè)計(jì)以及后期的使用有著至關(guān)重要的作用。當(dāng)前，很多橋梁在排水方面做的不夠全面和細(xì)致，在設(shè)計(jì)上較為簡(jiǎn)單，存在諸多不合理的地方，使得橋面存在污水積存的現(xiàn)象，主要是設(shè)計(jì)初期沒(méi)有全面進(jìn)行環(huán)保因素的分析。借助環(huán)保設(shè)計(jì)理念，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)這些問(wèn)題的優(yōu)化，提高設(shè)計(jì)的合理性與實(shí)用性。借助高品質(zhì)的PVV管材，提供排水設(shè)備的節(jié)能性，通知自身較為輕，具有較好的抗腐蝕性。在具體設(shè)計(jì)中，要結(jié)合降水的實(shí)際情況，明確水力的核算，保證排水系統(tǒng)的完善性。在進(jìn)行合理分析之后，對(duì)排水系統(tǒng)的數(shù)量和規(guī)模進(jìn)行明確，提高了排水的順暢性。在排水系統(tǒng)的應(yīng)用下，水被排出橋面，同時(shí)，在設(shè)計(jì)中，要重視對(duì)水流的疏導(dǎo)。同時(shí)，可以借助連接管，實(shí)現(xiàn)對(duì)橋面諸多水管的鏈接，而后再將其全部引入疏導(dǎo)系統(tǒng)，促進(jìn)橋梁的美觀性，同時(shí)，能夠有效降低能耗。在具體設(shè)計(jì)中，對(duì)于由橋梁引入地表的水，要將其再引入地表排水設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，最大限度地降低污染。
3.4對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)耐久性的設(shè)計(jì)分析
在橋梁設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)耐久性至關(guān)重要，與橋梁的使用壽命息息相關(guān)。一旦使用周期不達(dá)標(biāo)，就會(huì)造成資源巨大浪費(fèi)，直接造成投資的增加以及后期維護(hù)支出的增加，經(jīng)濟(jì)收益減少，不符合環(huán)保綠色設(shè)計(jì)理念。在橋梁設(shè)計(jì)初期，要結(jié)合結(jié)構(gòu)的具體目標(biāo)用途，對(duì)耐久性做出詳細(xì)的要求。全面考慮橋梁應(yīng)用的物料、施工的順利性、后期維護(hù)等。同時(shí)，還要保證橋梁結(jié)構(gòu)在長(zhǎng)期使用中，能夠有效應(yīng)對(duì)各自變化因素的影響，為交通行業(yè)的有效服務(wù)奠定基礎(chǔ)。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，要全面分析橋梁設(shè)計(jì)時(shí)期橋梁介個(gè)的可檢性、可控性、可修性、可換性以及可強(qiáng)性，突破傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的束縛，一旦橋梁在建成之后，很難實(shí)現(xiàn)順利檢測(cè)和更換，無(wú)法進(jìn)行有效的控制，就會(huì)引發(fā)橋梁結(jié)構(gòu)在內(nèi)外因素影響下，出現(xiàn)破損，甚至倒塌的后果。在進(jìn)行橋梁設(shè)計(jì)的時(shí)候，要充分考慮自身壽命周期低于介結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的部件，實(shí)現(xiàn)對(duì)構(gòu)造的可控的目的，同時(shí)，保證構(gòu)造的可檢測(cè)性以及可更換性，只有這樣，才能實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)階段對(duì)橋梁有效的維護(hù)和保養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性。
3.5做好對(duì)使用年限超期的橋梁的處理
通過(guò)應(yīng)用環(huán)保和綠色原則，針對(duì)橋梁進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)，將這一思想貫徹在整個(gè)橋梁的生命周期之內(nèi)，在這一設(shè)計(jì)思想的指導(dǎo)下，與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)觀念相比，橋梁更加優(yōu)越性。在應(yīng)用環(huán)保理念的同時(shí)，對(duì)于使用年限到期的橋梁的處理也十分重要。橋梁貫徹的特點(diǎn)是造價(jià)較高、很難被回收和再利用，因此，要盡最大可能延長(zhǎng)橋梁的使用周期，對(duì)于到達(dá)設(shè)計(jì)使用年限的橋梁，要借助合理的檢測(cè)受到，對(duì)其承載能力進(jìn)行明確，結(jié)合具體情況，確定其未來(lái)的使用年限，而對(duì)于一些承載能力不強(qiáng)、不具備再次使用條件的齊愛(ài)玲，需要降低等級(jí)，進(jìn)行合理的繼續(xù)使用。
結(jié)束語(yǔ)：
綜上，隨著社會(huì)生存環(huán)境的嚴(yán)峻以及生態(tài)環(huán)境的破壞，使得環(huán)保綠色設(shè)計(jì)理念在橋梁設(shè)計(jì)中被積極引用。在進(jìn)行橋梁設(shè)計(jì)的時(shí)候，要注重能耗的降低，促進(jìn)回收和循環(huán)再利用，在保護(hù)生態(tài)環(huán)境的同時(shí)，滿足橋梁的滿足橋梁自身功能的實(shí)現(xiàn)，增強(qiáng)性能和品種，達(dá)到對(duì)橋梁設(shè)計(jì)的最優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)橋梁事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
[1]姚宇，宰國(guó)軍，嚴(yán)青苗. 基于環(huán)保設(shè)計(jì)理念的橋梁排水設(shè)計(jì)[J]. 現(xiàn)代交通技術(shù)，2011，01：32-35.
關(guān)鍵詞：輕鋼結(jié)構(gòu)；工業(yè)廠房；大跨度門式鋼架；應(yīng)用
中圖分類號(hào)： TU391文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：
隨著我國(guó)國(guó)民生產(chǎn)總值的節(jié)節(jié)升高，人們對(duì)于建筑的追求有了更多的要求。近些年鋼結(jié)構(gòu)逐漸發(fā)展很迅速，例如著名的上海金茂大廈主體結(jié)構(gòu)就是輕鋼結(jié)構(gòu)。從21世紀(jì)開(kāi)始，在工業(yè)廠房建設(shè)中輕鋼結(jié)構(gòu)得到了大量的應(yīng)用，從這些年每年增加的用鋼量就能可出鋼結(jié)構(gòu)建筑發(fā)展的速度。目前，不單單工業(yè)廠房鐘愛(ài)輕鋼結(jié)構(gòu)，一部分大型的造船廠也紛紛加入這個(gè)行列。在輕鋼結(jié)構(gòu)建筑發(fā)展大好的環(huán)境下，如何順應(yīng)發(fā)展趨勢(shì)，在輕鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中更好應(yīng)用輕鋼結(jié)構(gòu)是一個(gè)很迫切的問(wèn)題。筆者通過(guò)多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了在輕鋼結(jié)構(gòu)在工廠設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題。
輕鋼結(jié)構(gòu)體系建筑的概念
輕型鋼結(jié)構(gòu)體系不單單狹隘的指有角鋼、圓鋼以及薄壁型鋼等組成的結(jié)構(gòu)，它有著更廣
泛的含義。當(dāng)前建筑界輕鋼結(jié)構(gòu)的主要形式有格構(gòu)式和實(shí)腹式截面鋼架結(jié)構(gòu)、薄壁型鋼桁架結(jié)構(gòu)以及屋面體系是網(wǎng)殼或者網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的建筑。除此之外，在歐洲和日本也在興起多層房屋輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑體系。輕型鋼結(jié)構(gòu)中的輕一般是有兩層含義的：表面上指自重輕，其實(shí)也包含經(jīng)濟(jì)效益好。在建筑結(jié)構(gòu)中，一般是結(jié)構(gòu)體系單位面積用鋼量、屋面輕型材料用鋼量是衡量以及判斷是否是輕型結(jié)構(gòu)建筑的兩個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)。相對(duì)于其它的結(jié)構(gòu)形式，主要考慮到用鋼量。輕型鋼架一般對(duì)于中小跨度的工業(yè)建筑來(lái)說(shuō)相對(duì)比較經(jīng)濟(jì)，對(duì)于大跨或者超大跨的廠房，使用屋面為網(wǎng)架或網(wǎng)殼輕鋼結(jié)構(gòu)更有經(jīng)濟(jì)性。
2輕鋼結(jié)構(gòu)體系的主要特點(diǎn)
2.1 輕鋼結(jié)構(gòu)施工周期比較短
采用輕鋼結(jié)構(gòu)的廠房最大的特點(diǎn)就是施工的周期比較短，建筑物的所有構(gòu)件都可以有工廠預(yù)先制作，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拼接，一般對(duì)中小型的規(guī)模比較小的工廠施工周期一般只要1個(gè)半月或2個(gè)月，同樣的建筑要是采用鋼筋混凝土估計(jì)要6到8個(gè)月的工期。
2.2 輕鋼結(jié)構(gòu)便于搬遷拆卸有很好的抗震性
萬(wàn)一在建過(guò)程中出現(xiàn)不可阻擋的意外情況或者業(yè)主對(duì)選址不滿意的狀況，那樣整個(gè)建筑就能在很短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行拆遷，最大可能地降低損失，這些優(yōu)點(diǎn)都是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)所不能具備的。近些年因?yàn)楹芎醚芯坎⒔鉀Q了輕鋼結(jié)構(gòu)的抗腐蝕能力差和防火性能不好的缺點(diǎn)，使得輕鋼結(jié)構(gòu)在工民建筑以及廠房得到了很好的應(yīng)用。除此之外，近幾年我國(guó)頻繁出現(xiàn)地震災(zāi)害，而輕鋼結(jié)構(gòu)本身屬于柔性結(jié)構(gòu)，又加上輕鋼結(jié)構(gòu)的自重比較輕，能夠有效降低地震帶來(lái)的影響。
2.3 輕鋼結(jié)構(gòu)有很好的經(jīng)濟(jì)效益
因輕鋼結(jié)構(gòu)的施工周期比較短，相比混凝土結(jié)構(gòu)能更快的投入使用獲得相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)效益。如果采用色彩比較鮮艷的彩色壓型鋼板能夠有效的改善周邊的環(huán)境。輕鋼結(jié)構(gòu)自重相對(duì)較輕，可以省略樁基的這一部分的投資。并且根據(jù)目前剛才的市場(chǎng)定價(jià)，在大跨度的廠房中，輕鋼結(jié)構(gòu)有著很大的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。
門式輕鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問(wèn)題
進(jìn)行細(xì)致的荷載分析并能合理取值
在進(jìn)行輕鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之前首先應(yīng)查閱當(dāng)?shù)氐南嚓P(guān)資料確定當(dāng)?shù)氐牡乩砦恢脩?yīng)當(dāng)?shù)脑O(shè)震
等級(jí)，以及風(fēng)荷載、雪荷載的取值。之后，根據(jù)實(shí)際的使用情況和結(jié)構(gòu)的構(gòu)成選擇合適的屋面以及樓面的活荷載、恒荷載。然后選擇恰當(dāng)?shù)幕詈奢d、恒荷載的分項(xiàng)系數(shù)，留足足夠的安全系數(shù)進(jìn)行不利荷載組合避免出現(xiàn)可能的危險(xiǎn)。
處理好變形縫
因?yàn)檩p型鋼結(jié)構(gòu)隨溫度有很大的變化，因此要嚴(yán)格按照規(guī)范設(shè)置好變形縫。一般的要求
是：橫向溫度區(qū)的變形縫的間距不應(yīng)大于150m；縱向溫度區(qū)的變形縫的間距小于300m。在輕鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的具體操作時(shí)，應(yīng)根據(jù)計(jì)算的實(shí)際數(shù)據(jù)，溫度段長(zhǎng)度根據(jù)實(shí)際可以有所改變。有時(shí)在設(shè)計(jì)時(shí)也可通過(guò)增加多余支撐來(lái)放寬溫度段的限制，因?yàn)槎嘤嗟闹文軌蚣s束溫度應(yīng)力，并使得溫度應(yīng)力能夠大致分布到不同的樁基礎(chǔ)上，從而滿足廠房的穩(wěn)定性，避免因溫度驟變發(fā)生變化。
梁柱截面的選擇
在建筑結(jié)構(gòu)體系布置結(jié)束之后，應(yīng)從新估算重要構(gòu)件的截面，尤其是梁、柱等重要的截
面尺寸。按照規(guī)定，鋼截面的高度在考慮到荷載和支座情況后，取相應(yīng)跨度的二十分之一到五十分之一。相應(yīng)的翼緣的寬度按照相關(guān)規(guī)定應(yīng)根據(jù)梁間的側(cè)向支撐間的距離一般取其倒數(shù)，這樣能簡(jiǎn)化鋼量整體穩(wěn)定的計(jì)算。當(dāng)確定翼緣寬度和截面高度確定之后，就要確定鋼板的厚度。一般的剛板的厚度應(yīng)按照規(guī)范中局部穩(wěn)定的構(gòu)造要求來(lái)確定，一般鋼梁的長(zhǎng)細(xì)比在50到150之間選取，最好在100左右取值。最后判斷是受力方式是軸心受壓雙向受彎還是單向受彎來(lái)選擇不同的類型的截面。
輕鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的控制
建筑體系穩(wěn)定性是一個(gè)很重要的因素，但是因?yàn)橛?jì)算繁瑣，在設(shè)計(jì)時(shí)卻不好操作。在分
析建筑體系穩(wěn)定性的時(shí)候，不單單要考慮到整體的結(jié)構(gòu)，同時(shí)也要滿足各個(gè)局部的穩(wěn)定。目前在輕型剛結(jié)構(gòu)受力分析中，設(shè)計(jì)公司使用的軟件熟悉的是平面計(jì)算，不擅于空間計(jì)算。主要的原因是空間計(jì)算軟件價(jià)格昂貴，并且操作很繁瑣，不容易上手，所以一般的設(shè)計(jì)院沒(méi)有廣泛使用。因此在設(shè)計(jì)時(shí)主要是從設(shè)置多余的支撐構(gòu)建，形成足夠的平面外支撐，確保的輕型鋼結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定。
除此之外，在施工過(guò)程中也要分外強(qiáng)度結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，例如鋼結(jié)構(gòu)的焊接問(wèn)題，對(duì)于首次進(jìn)行焊接的鋼種在焊接之前要做好工藝評(píng)定工作，并嚴(yán)格把好質(zhì)量關(guān)。接頭的裝配質(zhì)量一般包括：根部間隙、坡口質(zhì)量以及對(duì)口錯(cuò)變量等。在焊接的過(guò)程中為預(yù)防出現(xiàn)焊接裂紋，并減少焊接應(yīng)力，應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)焊接部位事先預(yù)熱，并在焊接過(guò)程中隨時(shí)加熱保持溫度，確保能一次性焊接好一條焊縫，焊接完成之后也要進(jìn)行加熱，保證質(zhì)量。對(duì)于有特殊要的探傷焊縫，應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行無(wú)傷檢測(cè)，對(duì)于不合格的焊縫及時(shí)進(jìn)行返修。鋼結(jié)構(gòu)在進(jìn)行安裝時(shí)，安裝之前應(yīng)嚴(yán)格檢查相關(guān)產(chǎn)品的合格證書(shū)、設(shè)計(jì)文件等相關(guān)記錄。出現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)的變形、偏差高于誤差時(shí)應(yīng)及時(shí)處理。在安裝前，應(yīng)有詳細(xì)的矯正工藝，較厚的鋼板焊接應(yīng)焊接前進(jìn)行模擬產(chǎn)品結(jié)構(gòu)試驗(yàn)。鋼結(jié)吊裝完成之后，應(yīng)測(cè)量構(gòu)件的定位軸線、標(biāo)高等設(shè)計(jì)要求，做好相應(yīng)的標(biāo)記，檢查吊裝對(duì)接接頭的焊接質(zhì)量。
3.5 節(jié)點(diǎn)與抗剪鍵的處理
在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中都要遵循強(qiáng)梁弱柱的基本原則，與此同時(shí)，強(qiáng)節(jié)點(diǎn)若構(gòu)件也是必不可少的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。在許多的設(shè)計(jì)中往往出現(xiàn)構(gòu)件滿足要求而節(jié)點(diǎn)卻不滿足抗震要求的現(xiàn)象，因此一定要加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的重視。有地震時(shí)，地震會(huì)使廠房產(chǎn)生很大的水平和縱向水平力，這就可能有超過(guò)柱腳螺栓能夠承受的剪切力的現(xiàn)象，這時(shí)就要設(shè)置抗剪連接件。門式鋼架輕型鋼結(jié)構(gòu)相關(guān)規(guī)范說(shuō)明柱腳的錨固不宜承受柱腳低的剪切力。所以應(yīng)由底板與混凝土基礎(chǔ)之間的摩擦力或者設(shè)置抗剪鍵來(lái)承受柱底的水平剪力。
總結(jié)：
我國(guó)的輕鋼結(jié)構(gòu)體系現(xiàn)在正存在一個(gè)快速發(fā)展的時(shí)期，已經(jīng)在我國(guó)有了很廣泛的應(yīng)用。作為一名從事建筑設(shè)計(jì)的人員，應(yīng)該不斷地積累經(jīng)驗(yàn)，不斷學(xué)習(xí)先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)，并總結(jié)工作經(jīng)驗(yàn)，為我國(guó)的輕鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用發(fā)展做出貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)：
[1] 黃鵬程.輕鋼結(jié)構(gòu)廠房設(shè)計(jì)的探討[J]. 柳鋼科技. 2005(03)
[2] 李翔,劉曉輝.門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化探討[J]. 四川理工學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2009(05)
