時間：2023-05-29 18:22:59
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇產品結構設計，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
1TRIZ理論分析運用實例
下面以產品設計中解決高頂蓋凹陷強度低的實例來說明39個通用技術參數、40個發明原理、矛盾矩陣的綜合應用步驟和求解過程。
1.1問題描述公司生產的海獅高頂蓋車身，外觀尺寸大（3400mm×1970mm×470mm）、拉延深度高（約470mm）、外觀質量要求高，零件主要缺陷為拉延剛性不足，有裂紋、暗傷等，產品不良率高。系統主要工藝為沖壓和焊接。零件焊接后頂蓋側面產生的失穩凹陷不平，嚴重時需刮膩子進行修補缺陷，影響生產效率，顧客不滿意。
1.2原因分析
1.2.1設計結構原因提取現有產品高頂蓋進行結構分析，發現問題的關鍵在于高頂蓋產品的結構上，對現有車型高頂蓋系統進行分析，兩側焊接止口根部尺寸R值較大（為R5~6.5mm），零件拉延后零件塌陷。頂蓋兩側表面平直設計，沒有形成一定弧度；靠近R根部無臺階設計；與水槽焊接止口平直，沒有形成一定的銳角，對產品的結構有一定的影響。側面結構如圖2所示。
1.2.2模具制造原因目前高頂蓋加工工藝采用拉延切邊、沖孔整形的工藝。在拉延工藝中直接形成R5根部尺寸和側部形狀尺寸，零件的整體剛性靠材料的充分塑性形實現。
1.2.3目前問題的解決方法和影響1）側面凹陷是通過頂蓋側面增加補強板解決側面強度不足的問題。帶來的影響增加車身重量，增加制造成本，還影響使用功能。2）通過增加零件拉延力參數提高側面的強度，帶來的影響是零件產生暗傷或裂紋，造成廢品率提高，提高檢測成本。
1.2.4提取技術矛盾產品外形結構簡單，對模具精度要求不高。但會帶來產品強度降低的風險。
1.3提取技術參數
根據2.2.4提取的矛盾是：產品結構簡單，兩側面強度不能降低。根據TRIZ技術系統通用技術參數中的定義，選擇“參數14——系統的強度”，作為改善的參數。在改善“系統的強度”這個參數的同時，零件加工提出更高的要求，即要求零件工作過程中，必須相應地增加設備的壓力，提高工裝的精度，提高材料的可加工性級別，以避免物體有害因素的的惡化。在加工過程中惡化的參數時可加工性。根據通用技術參數中的定義，選擇“參數32——可制造性”，以此作為被惡化的參數。
1.4查找TRIZ矛盾矩陣
提高系統的強度為欲改善的參數：選參數14——強度。設備精度提高為被惡化的參數：選參數32——制造性。查找TRIZ矛盾矩陣，從矩陣表查找參數14和參數32對應的方格，得到方格中推薦的發明原理序號共4個，分別是：11、3、10、32。與發明原理序號對應，得到這4條發明原理依次是：11預先防范原理；3局部性質原則；10預先作用原理；32變色原理。
1.5發明原理分析
原理11為預先防范。分析：圖1零件結構，側面平直，R根部沒有加強臺階，可以考慮在產品設計時事先防范，將零件平直型面預先進行弧度設計。該原理對優化設計有一定的作用。原理3局部性質原則。分析：表現在從物體或外部介質（外部作用）的一致結構過渡到不一致結構。側面強度不足，在側面增加臺階過度到R根部。中間采用圓弧過渡，負面內容，會對零件的拉延性有影響。原理10預先作用。分析：原頂蓋焊接時側面凹陷，側面焊接止口邊上翹1.5°，通過預先角度使零件與水槽焊接時，通過力的傳遞提高頂蓋側面剛度。負面內容，會對水槽焊接焊點質量有影響。原理32為變色原則，對方案貢獻不大。
2求解后的產品結構設計與優化方案
根據TRIZ理論給出的創新原理的啟示和現實情況分析，利用產品結構局部改善和預先在產品結構上預留一定的角度可以方便有效解決高頂蓋強度低造成凹陷的缺陷，保證高頂蓋系統的強度。求解后的頂蓋側面設計如圖3所示。改進后設計，通過止口的反翹設計，在焊接加工中起到通過焊接力的傳遞到R根部，通過水槽的反作用力傳遞到頂蓋側面，使頂蓋側面剛度提高，此設計降低拉延模具的制造難度，拉延時R值可放大，通過后續整形實現止口反翹并將R值整小。通過TRIZ預先的求解，快速找到解決問題的方法，提高工作效率和準確率，為新產品結構優化提供理論依據。新設計的高頂蓋產品零件加工仍采用拉延切邊、沖孔整形的工藝，與原工藝一致，不同的是在整形工位將根部R5整形到R3，這對零件的強度起到重要的作用。
3結語
關鍵詞：工業工程 產品設計 總體實訓
工業工程是目前世界上被大家認可的可以有效地提高生產效率和經濟效益的把生產技術與科學管理有效地結合起來的一門相對邊緣的學科。它涵蓋了管理工程、制造工程和系統工程的相關內容。伴隨著世界現代工業的飛速發展，工業工程專業的課程體系也得到了不斷的完善，所含內容逐漸豐富。但隨著學科的不斷擴充，教學內容越來越廣泛，工業工程專業高速發展帶來的弊端也日益凸顯，尤其突出的就是實踐環節薄弱，實際經驗不足。這些弊端不能僅從高校單方面的角度來解決，而應該聯合企業共同探求實際可行的方案。
1 工業工程專業培養目標
工業工程專業以制造業為對象、制造業信息化為背景，培養具備綜合應用現代制造工程、現代管理理論、信息技術應用和系統工程方法的知識、素質和能力，培養適應現代企業對生產管理和信息化建設需求，富有責任心、主動性和創造力的，知識面寬、適應能力和溝通能力強，具有解決制造領域復雜問題能力的、既懂技術又會管理的高層次復合型人才。工業工程專業的學生首先應具有較扎實的自然科學基礎，以及較好的人文、藝術和社會科學基礎，而在素質和技能方面，應具備基本的工程素質，能夠看懂工程圖紙，并運用機械工程的基本理論和方法解決簡單產品的設計、工藝問題。另外，還應掌握包含在工業工程學科里面必需的系統工程、制造工程和管理工程等學科的基礎理論和基本技能。在具體實施企業方案時，應能夠靈活應用工業工程專業的基本理論和方法，解決企業在生產、物流和倉儲管理的實際問題。
2 《產品結構設計》的課程設置規劃
本課程作為工業工程專業的一門實踐性強的專業核心課程，其主要任務是學習產品功能的設定、常用材料的種類和特性以及加工工藝、產品結構設計的原則以及與產品造型有關的通用結構設計知識，使學生掌握與產品設計相關的基本知識，具有產品結構設計的基本技能，能夠完成簡單產品設計中從功能定義到材料選擇以及最終的結構設計。
2.1 本課程的知識模塊包括：①產品材料與表面處理工藝常識；②塑料件結構設計的基本原則；③鈑金類產品結構設計基本原則；④模具基礎知識；⑤產品結構布局設計；⑥產品典型結構。其目的是使學生掌握結構設計的基礎知識，培養學生的三維空間想象能力，在實際應用中培養學生的新產品開發以及應用計算機繪圖的能力。
2.2 課程的重點內容包括：①常用塑膠材料基本知識；②常用金屬材料基本知識；③常用表面處理知識；④產品結構設計總原則；⑤產品結構關系分析與結構繪圖的基本要求。
3 《產品結構設計》課程的教學思路
3.1 選用教材。目前還沒有適合工業工程專業使用的《產品結構設計》教材，所以國內普遍做法是選用產品結構設計方面教材，暫定的教材是黎恢來編寫的《產品結構設計實例教程》。該教材將作者十幾年的產品結構設計經驗總結而成，系統、精細、全面地介紹了產品結構設計知識及設計全過程，明確了產品結構設計的概念和崗位職責，并通過講解一款電子產品的全套產品結構設計的整個過程，幫助學生融會貫通，更加高效地學習和掌握實用技巧。
3.2 教學內容。依據工業工程專業的整體人才培養方案和教學大綱的具體要求，將《產品結構設計》分為六大模塊，每個模塊里面包括若干的章節，各章節之間既自成體系，又互相有銜接，條理清晰，通俗易懂。①“產品材料與表面處理工藝常識”模塊，主要介紹注塑工藝理論、常用塑膠材料和金屬材料基本知識，以及注塑件、鈑金件表面處理方法。塑膠的定義及分類方面，介紹ABS、PS、PP、PVC等的應用范圍、注塑模工藝條件和化學和物理特性，重點是使學生了解注塑件的常見問題分析及解決，比如縮水、飛邊、熔接痕、頂白、塑膠變形等。金屬材料方面，介紹一些金屬的特性和應用范圍，比如不銹鋼、鋁、銅、鎳和鋅合金。常用表面處理知識方面，主要涉及塑料二次加工的基本知識，學生需要了解絲印、移印、燙印、超聲波焊接、噴涂、電鍍和模內覆膜等表面處理工藝。②“塑料件結構設計規范”模塊，重點介紹塑料件在設計和修改階段需掌握的通用設計規范，比如塑料件的料厚、脫模斜度、圓角設計，能夠分析塑料件的加強筋、孔、支撐面的使用范圍。在細節部分，應了解塑料件文字、圖案、螺紋和嵌件設計。③“鈑金件結構設計規范”模塊，介紹鈑金類產品設計的工藝要求，包括沖裁、折彎、拉伸、成形工藝，并且讓學生了解壓鑄類產品結構設計的工藝要求。在此模塊的教學中，應引入企業實際產品案例進行講解，以便于學生更好地掌握鈑金件的設計規范。④“塑料模和鈑金模基礎知識”模塊，介紹塑料模和鈑金模的基本類型及典型結構，包括模具概述，模具的分類、注塑機介紹等，重點講解的是注塑模結構里面的澆注系統、頂出系統、排氣系統和行位與斜頂，以及二板模和三板模之間的區別和應用，以“實用、夠用”為度，學生只需了解典型的模具結構，不需要進行后期的模具設計。⑤“產品結構布局設計”模塊，主要介紹殼體形狀結構、密封結構、卡扣結構、螺釘柱結構、螺紋連接結構和嵌件連接結構等知識，以及各個特征的定義、作用和設計原則，特別是特征在使用時的相互配合關系。拓展知識方面，要了解塑料零件自攻螺柱及通過孔設計規則，以及模具設計與產品結構設計之間的聯系。⑥“典型產品結構”模塊，重點介紹目前國內普遍使用的三大產品（電子產品、家電產品和電動產品）的典型結構設計知識。每類產品選取一款經典的已批量的產品作為藍本，深入解剖結構知識在產品設計的運用。比如電子產品選手機為代表產品，講解手機產品各零部件的結構、前殼與底殼的止口設計、LCD屏限位結構設計和電池固定結構設計，以及內藏攝像頭結構設計。家電產品則以電吹風為例，學生要掌握電吹風的功能、材料、結構工藝性等，了解CAD軟件在電吹風設計中的應用，能對產品塑料件進行結構分析。在此過程中，還要掌握項目管理方面的知識。
3.3 教學方法。在教學中，提倡基于工作過程為導向的項目化教學，理論教學與實踐練習相結合，增加實踐課時的比例，培養產品設計的實踐能力。教師引導學生建立實用合理的知識結構，強化學生的自覺體驗和掌握知識的遷移能力，淡化理論和實踐的界限。在基礎知識夠用的前提下，采用任務驅動教學法、項目教學法，通過在具備多媒體教學設施的校內實訓基地開展新產品和新工藝的開發工作，使學生體會具體產品的外觀造型和結構設計過程，提高學生的綜合應用能力和實際應用能力。
4 《產品結構設計》在工業工程專業總體實訓的具體應用
在面向制造業的工業工程專業總體實訓里，結合各校的實際情況，以典型產品的流水線裝配設計為主體，總體實訓內容分為五個階段：前期的準備環節、產品設計與組裝環節、生產線裝配改善環節、三維系統模擬環節、總結交流環節。在這些實訓中，可以實現“教-學-做”一體化的行動教學，讓理論和實踐緊密結合，從而使學生在知識和技能上達到雙重提高；另一方面，可以鍛煉學生的綜合專業知識運用能力，提高團隊協作能力，也有利于提升學生的實際動手能力，更好地讓學生參與企業模擬項目，融入企業生產實踐。在產品設計與組裝環節，教師把學生分成六人左右的項目組，根據企業的某一個典型產品布置項目任務書。學生綜合考量校內實訓基地的實際條件和設備，運用產品結構設計的知識，共同完成項目。在此過程中，教師可以對新產品提出具體的要求，比如產品的結構尺寸不能過大，必須與生產線相匹配；結合人因工程學，運用動作分析和雙手操作分析，在工藝上要符合車間的零部件裝配順序，有利于工序和工位的確定；新產品各零部件的裝配要牢固可靠，可以滿足多次拆卸而不容易損壞；產品的價格應合理，要用最少的成本做出符合客戶要求的產品；考慮試驗的可行性和零部件的可修改性。
參考文獻：
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【關鍵詞】 電子產品 外部破壞力 安全性 精度 可靠性
一、前言
隨著我國科學技術的不斷發展，對于電子產品的安全性和可靠性要求也越來越高。而電子產品結構的外部破壞力的不斷降低可以讓電子產品更加耐用，可靠性，安全性以及使用精度更好。本文從電子產品結構設計的重要性出發，分析了電子產品的特點，并重點探討了減少電子產品結構外部破壞力的有效方法：做好密封工作，保障結構完整，避免過多的受環境影響；做好減震緩沖工作，避免機械因素對電子產品結構外部造成破壞；做好屏蔽工作，避免外界電磁信號的干擾；加裝保險裝置，確保安全性和可靠性；合理的結構設計，方便后續維修；盡量做好檢測裝備，有助于及時的發出警報。
二、子產品的特點分析
1、電子產品的組成相當復雜，密度非常大。電子產品比較精密，其結構組成復雜，密度大是其主要的特點。由于電子產品結構復雜密度大，所以在結構設計上要求更合理。2、工作環境變化多樣，外部影響大。電子產品工作的環境大都為環境比較復雜，溫度濕度要求比較高，電磁干擾等影響比較大等等。3、可靠性要求非常嚴格。電子產品的主要目的是提高各種精確的數據，所以對于可靠性要求比較高，準確度要求比較精準。4、功能要求和精度要求都非常高。電子產品對操作控制的要求更高。將精密機械應用當中，也是其發展當中的一個顯著的特征。
三、減小電子產品結構外部破壞力的方法
1、做好密封工作，保障結構完整，避免過多的受環境影響。電子產品容易受到外部環境的影響，比如溫度和濕度對電子產品的影響都比較大。通過復雜的外部環境，容易影響電子產品的外部結構，對電子產品的使用產生非常大的影響。為此，為了減少電子產品結構外部破壞力必須做好電子產品的密封工作。通過良好的密封工作，保障結構的完整性，這樣讓電子產品在受到溫度和濕度影響時，受損情況不會太嚴重，對外部環境會有一定的抵抗力。所以，做好電子產品結構的密封工作非常關鍵。
2、做好減震緩沖工作，避免機械因素對電子產品結構外部造成破壞。電子產品除了容易受外部環境影響外，還容易受機械因素的影響。通過外部機械因素的影響，會對電子產品結構外部造成一定的破壞。因此，要想降低機械因素的影響，減少電子產品結構外部破壞力，必須做好電子產品的減震緩沖工作。通過做好減震緩沖工作，對外部機械因素影響產生一定的抵抗，可以保障電子產品的有效使用，提升其結構完整性，保障其良好的使用壽命。
3、做好屏蔽工作，避免外界電磁信號的干擾。外部電磁信號的干擾也會對電子產品產生非常大的影響。會容易造成電子產品精度不準。為此，做好電子產品的屏蔽工作，是減小電子產品結構外部破壞力的一個重要措施。這就要求電子產品的設計人員，在其設計上，將屏蔽工作考慮進去。首先考慮設計的電子產品的使用環境，在使用環境下，會經常出現哪些電磁干擾信號，根據電磁干擾的特點，來加裝屏蔽。在做好屏蔽工作后，盡量在實際環境下進行試運行，根據使用的具體情況，來加以改進和完善。
4、加裝保險裝置，確保安全性和可靠性。保險裝置的合理使用，也可以有效的減小電子產品結構外部破壞力。在擁有保險裝置后，在超負荷下，保險裝置就會起到作用，對電子產品的整個部件起到保護，保障了電子產品整體結構的安全性和可靠性。后續正常環境下，只需要更換保險裝置就可以再次使用，使用成本降低，使用壽命提升。
5、合理的結構設計，方便后續維修。整體結構便于維修，比如可以使用快速裝拆結構，折疊式結構等。
6、盡量做好檢測裝備，有助于及時的發出警報。電子產品結構設計要想更加合理，必須加裝檢測裝置，這樣在擁有檢測裝置后，一旦遇到異常情況，可以及時的發出警報，給操作人員警示，提前做好安全操作。盡可能的避免電子產品損壞。
總結：在以后的電子產品設計中，必須不斷的完善其結構設計方案，優化其結構設計方案，規范生產步驟，盡量保障電子產品少受外部環境和氣候等的影響，保障電子產品的使用壽命更長，保障電子產品的使用精度更靈敏。只有這樣，才能不斷的減少電子產品結構外部破壞力，才能讓電子產品的安全性和可靠性更加讓用戶滿意。
參 考 文 獻
[1]劉麗偉. 科技風. 關于創新電子產品方面電子信息技術的應用分析[J]. 2016（02）
很多剛剛畢業的同學非常喜歡羅列證書，這個只能說可以理解并且謹慎支持，因為畢竟在學生階段可以拿出來證明自己的東西相對少一些，用這個辦法無可厚非。但是很多工作多年的人士如果也特別喜歡羅列自己的培訓經歷和相關的證書的話，而在實際的工作描述中又沒法體現出相關的能力的話，這種做法還是比較欠妥的。
個人信息
姓名：
目前所在：天河區年 齡：39 歲
戶口所在：廣西國 籍：中國
婚姻狀況：未婚民 族：壯族
培訓認證：未參加 身 高：168 cm
誠信徽章：未申請 體 重：65 kg
求職意向
人才類型：普通求職
應聘職位：工業/產品設計：產品結構設計，工業/產品設計：產品外觀設計，平面設計師：設計師/管理
工作年限：15職 稱：無職稱
求職類型：全職可到職日期：隨時
月薪要求：3500--5000希望工作地區：廣東省,廣東省,
工作經歷
廣東尊創科技實業公司 起止年月：2009-09-22 ～ 2010-07-20
公司性質：民營企業 所屬行業：家具/家電/工藝品/玩具/珠寶
擔任職位：產品外觀和結構設計
工作描述：家居套房：實木，軟體床/衣柜/床頭柜
離職原因：上班路程遠
廣州云峰企業科達電器公司 起止年月：2007-09-20 ～ 2009-07-20
公司性質：民營企業 所屬行業：家具/家電/工藝品/玩具/珠寶
擔任職位：產品外觀兼結構設計
工作描述：舞臺音箱/多媒體音箱/功放機/調音臺，主要客戶：PHILIPS(飛利浦)
離職原因：訂單量少
廣東中山南歌電子公司 起止年月：2005-02-21 ～ 2007-08-20
公司性質：私營企業 所屬行業：計算機硬件
擔任職位：產品外觀兼結構設計
工作描述：鼠標/鍵盤等電腦周邊產品
離職原因：個人發展
廣東臺灣優可企業電器公司 起止年月：2002-02-20 ～ 2005-01-20
公司性質：外商獨資 所屬行業：家具/家電/工藝品/玩具/珠寶
擔任職位：產品外觀設計
工作描述：電烤箱/刨冰機/加濕機等小家電外銷產品
離職原因：個人發展
廣東佛山南海哈比科技公司 起止年月：1999-02-22 ～ 2002-01-22
公司性質：私營企業 所屬行業：家具/家電/工藝品/玩具/珠寶
擔任職位：產品外觀和結構設計
工作描述：家具產品外觀和結構設計
離職原因：個人發展
臺灣龍昌塑膠工業(南寧)公司 起止年月：1995-08-21 ～ 1999-01-20
公司性質：外商獨資 所屬行業：貿易/消費/制造/營運
擔任職位：平面設計
工作描述：產品外觀造型，產品外箱，彩盒設計
離職原因：離住地遠
教育背景
畢業院校：西南大學
最高學歷：本科 獲得學位: 學士學位畢業日期：2009-04-01
專 業 一：美術學專 業 二：
起始年月終止年月學校(機構)所學專業獲得證書證書編號
1993-09-011995-07-01廣西柳州教育學院美術系美術教育大專1900133
2007-03-012009-05-01西南大學網絡教育學院美術教育學士106357200905003298
語言能力
外語：英語 良好粵語水平：精通
其它外語能力：
國語水平：良好
工作能力及其他專長
有較強的手繪造型能力，掌握coreldraw、photoshop、illustrator、autoCAD、3DMAX、Pro/E等多種繪圖軟件，能獨立完成消費類電子產品/家電/家具(板式、塑鋼、實木結構)等產品造型設計、產品結構設計、產品包裝設計等工作。熟悉五金鈑金技術、塑膠結構設計。
【關鍵詞】張緊油缸；缸體；導向套
前言
目前，掘進機第一運輸機張緊裝置主要有兩種張緊方式：第一種為機械式，采用絲杠加彈簧緩沖結構，對刮板鏈的松緊程度進行調整；第二種為液壓式，采用液壓油缸加彈簧緩沖結構，對刮板鏈的松緊程度進行調整。無論是機械式，還是液壓式，都是要保證在掘進機第一運輸機工作狀態時，刮板鏈要保持一個適當的松緊程度，從而保證液壓馬達或減速機乃至整機工作時的穩定性。本文只討論液壓式。介紹一運張緊油缸改進前和改進后工藝性對比等綜合評價分析。
1、張緊油缸改進前工藝性等綜合情況
圖1中的張緊油缸從結構設計到理論計算在理想狀態下是可行的，但在實際應用過程中，卻出現了一些問題。
裝配過程中，集中反映的問題是導向套與缸體在螺紋連接時，一部分導向套與缸體不能實現互換，造成導向套與缸體裝配時松緊不一。裝配過松，是由于導向套與缸體徑向跳動（偏差）過大，導致張緊油缸做打壓試驗時漏油。裝配過緊，是由于導向套與缸體徑向偏差過小，導致導向套與缸體裝配不到位，只能拆下返修。分析原因，主要是導向套外螺紋與缸體內螺紋在加工過程中形位公差超差所致。根據結構設計和現有工藝裝備和工藝水平，很難使每組張緊油缸在裝配過程中都達到理想狀態。因為缸體內螺紋加工是以缸體內徑找正，缸體外圓跑道架在中心架軸承外環上，由于切削阻力和軸承徑向跳動及缸體內徑與缸體內螺紋加工不是在同一工序、同一工位上進行，所以很難保證缸體內徑與缸體內螺紋同軸。同理，導向套加工也存在這樣問題，因為內孔和外螺紋加工是經過二次裝夾找正，也很難保證導向套內孔和外螺紋同軸。所以張緊油缸工作時，活塞桿軸線與缸體軸線發生偏移，當在載荷變化比較大的工作環境下工作，極易出現漏油，密封損壞，活塞桿外圓拉傷等現象。一段時間內，用戶信息反饋也證實了這一點。所以說：上述張緊油缸結構設計，從工藝性分析到實際應用證明，它的工藝性不好，結構也不夠完善。所以我們應從工藝性角度對張緊油缸進行改進設計。
2、張緊油缸改進后工藝性等綜合情況
圖2是改進后的張緊油缸組件，與圖1中的張緊油缸組件最大不同點是對缸體和導向套進行了改進設計，增加了17號件壓蓋。缸體內螺紋連接改成外螺紋連接，導向套外螺紋連接改成外圓密封配合面，定位緊固由17號件壓蓋來完成。
改進后的導向套與缸體，從加工到裝配都能滿足工藝性要求，都能實現互換。保證在張緊油缸工作時，缸體、導向套與活塞桿同軸。為提高導向套密封性能，改進設計時，在外圓多加一道密封。裝配過程簡便了，精度和效率提高了。在做打壓試驗時從未發現過漏油，用戶信息反饋也極少反映張緊油缸出現問題。
據我們了解，目前煤礦機械和工程機械制造企業，特別是掘進機制造企業，對各種不同用途的液壓缸，如圖1中的結構設計仍有不少。例如：與掘進機個性化要求相配套的輔機，如臨時支護、防突鉆車等等。液壓缸結構設計類似，普遍存在如圖1中所述的情況，甚至有不少與之配套協作的專業液壓缸生產廠家。圖2中的改進型結構設計應有所借鑒。
關鍵詞：冰箱產品；塑料件；結構設計
中圖分類號：TB657 文獻標識碼： A
一、新時期家電產品中塑料件結構設計中優化造型結構設計理念
1、外觀形狀設計
外觀形狀是產品使人體視覺上產生美感、進而達到心理上美的享受的商品的綜合印象，要想使家電產品實現上面的效果，設計師在其中就扮演了重要的角色，設計師在外觀設計的過程中，通常要通過外觀設計中最重要的點、線、面和角等幾何元素的綜合應用，這些元素的綜合應用可以創造家電產品外形的起伏、棱角、曲面和圓角等，從而實現這一效果。
2、圖案紋理設計
圖案紋理設計在家電產品的設計別重要，其設計內容主要包括：流行時尚和傳統元素，對于流行時尚方面而言，要在流行時尚的設計理念的指導下來挖掘設計元素并且尋求設計思想，用圖案紋理設計的表達效果給予合追求時尚和跟隨流行的消費者一種鮮明的時代感和感染力。對于傳統元素方面而言，要從傳統元素這種設計思想的指導下尋求創作源泉和創作思想，賦予家電產品古老文明的內涵，通過這種創造給予消費者喜聞樂見的好感。
3、色彩設計
色彩設計主要從以下幾方面的內容來設計：其一，家電產品的市場定位和對產品時尚潮流進行研究要從產品的功能和結構兩方面來進行分析。其二，通過色彩設計給消費者創造一種溫馨的家電環境，從而使使用者感受到家電產品帶來的親切感和愉。其三，家電產品的色彩設計可以實現其和周圍環境形成一種和諧的基調，從而使使用者感受到溫馨和舒適。
二、冰箱產品中塑料件的結構設計
1、壁厚的設計
壁厚的合理設計對一個塑料制品來說是至關重要的，制品的壁厚一般在1～6mm范圍內，而最常用的壁厚數值為2～3mm。壁厚的設計與塑件尺寸有一定關系，其關系見表1。舉例說明，在冰箱設計中，門體上下飾條的大面壁厚為2.5mm（材料為ABS），抽屜壁厚為2～3mm（材料為PS），擠出件設計要做到盡量壁厚一致，壁厚一般為2mm。過薄的壁厚不能保證制品的強度，過厚的壁厚要消耗大量材料、增加制品成型后的冷卻硬化時間，此外還容易產生氣泡、凹陷、夾心和收縮不均勻，從而造成應力集中。
壁厚的設計一般來說應遵循如下原則：制品的設計應盡量保證壁厚均勻，避免壁厚突然變厚或變薄；對于壁厚過厚的地方，采用增加工藝孔等方式去掉多余的壁厚，消除該處產生的內應力。
表1
2、脫模斜度的設計
為了塑料從模腔中脫出，在平行于脫模方向上的塑件表面上設有一定斜度，稱之為脫模斜度。脫模斜度的大小取決于塑料的性質、收縮率的大小、制品的壁厚和形狀，設計時一般考慮以下幾種情況：制品形狀復雜，深度較深，不易脫模的，塑料的收縮率大的，應選用較大的脫模斜度；制品尺寸精度要求高的，制品較高、較大的，應選用較小的脫模斜度。一般而言，對于透明GPPS材料的抽屜而言，脫模斜度在不影響外觀和使用功能的前提下，應盡量大，正常情況下不小于2度。而對于ABS材料的其他零件，相應的脫模斜度可小些。
3、加強筋的設計
增加加強筋可以在不增加壁厚的情況下，使塑件強度和剛度提升，以節約塑料用量，減輕重量，降低成本。并有效防止塑件翹曲，還起到輔助澆道的作用。加強筋的設計要點：
用高度較低、數量稍多的筋代替高度較高的單一加強筋，避免厚筋底冷卻收縮時產生表面凹陷。當筋的背面出現凹陷影響美觀時，可采用裝飾結構予以遮掩。
筋的布置方向最好與熔料的充填方向一致。筋的根部用圓弧過渡，以避免外力作用時產生應力集中而破壞。但根部圓角半徑過大則會出現縮水現象。一般不在筋上安置任何零件。位于制品內壁的凸臺不要太靠近內壁，以避免凸臺局部熔體充填不足加強筋在防止制品變形、增加制品剛性方面的應用。為了防止正面收縮痕跡，盡量將與正面連接的壁厚減薄，如果強度有影響，可以將連接處局部減薄。一般而言，筋條的厚度為0.5～0.75倍的正面壁厚。
4、孔的設計
塑料制品上的孔通常有兩種，一種是制品本身有各種用途的裝配孔，另一種是為了改善制品的性能而設置的工藝孔，不管是哪一種孔，設計合理，就會有一個好的質量并且便于制品的成型。具體應用主要分三種情況：當制品需有側孔時，往往會使模具增加側抽芯機構，使模具的制造復雜化，因此應盡量改進設計，簡化模具結構，確保順利脫模；制品上孔的位置，應盡可能設置在不易削弱制品強度的位置上；對于脆性制品，相鄰孔之間以及孔到制品邊緣之間，要留有適當的距離，以防止在連接和固定制品時發生破裂。
三、新時期家電產品中塑料件結構設計中優化功能結構設計技術
1、優化幾何形狀設計
壁厚：從家電產品的經濟角度分析，如果使用過厚的塑料件壁厚，過厚的塑料件壁厚不僅增加了家電產品原材料的成本，同時還有利于延長塑料件的使用周期，這樣做的缺點就是會大大增加產品的材料費用和成本；過厚的塑料件壁厚在家電產品設計角度分析，很難達到均勻硬化的狀態。太薄的塑料件壁厚太薄，在脫模過程和裝配使用的過程中容易發生翹曲變形主要是由于剛度性能差和強度性能差的原因造成的。
2、優化裝配設計
2.1塑料件之間的連接方式設計
自攻螺釘連接法有很多優點和特點，簡單的模具加工和較好的裝配強度是這種方法最好的優點，但這一方法也有其自身的缺點，這種方法需要多的自攻螺釘、較發雜的裝配工序和較高的成本費用，同時這種方法在拆卸的過程中也比較繁雜。卡鉤-扣位連接法相對于上述方法而言也有很多自身的優點和特點，其中，模具加工復雜是這種方法很大的特點，但這種方法還有很多優點，裝配方便是這種方法最重要的優點，卡鉤-扣位連接法要求卡鉤-扣位之間松緊合適，滿足這一要求是為了實現方便事后操作的目的。
2.2間隙配合設計
家電產品的塑料件成型后，會有一些很明顯的缺點，塑料件成型后會產生誤差，而這個誤差產生的原因是多方面的，其一是因為塑料件成型后自身留有殘余應力發生翹曲變形導；其二是模具加工制造造成的；其三是由于熱脹冷縮造成的。所以，塑料件之間間隙配合不能偏大偏小，應該保持在合理的狀態，因為塑料件之間縫隙超標是由于偏大的間隙配合造成的，還有，塑料件之間干涉是由于偏小的間隙配合造成的。
3、強度設計方案的優化
強度設計主要靠零件強度設計和連接強度設計這兩種方式來實現其設計效果。決定零件強度的因素很多，其一，家電產品塑料件使用材料的壁厚；其二，所使用的塑料件材料的形狀；其三，塑料件的加強筋和結構形式；這三個方面的原因是決定零件強度的主要原因。在加強連接強度的過程中可以選擇多種方法，其中螺釘聯接和卡鉤-扣位聯接這兩種方式是主要的使用方式，要求在把握產品的總體外形尺寸上，從而加強強度設計方案的優化。
4、降低成本的設計優化
在塑料件的結構強度等各方面的條件滿足塑料件的設計要求時，就可以減少塑料件的壁厚，從而達到降低材料成本的目的。當滿足塑料件的結構強度和使用要求的條件時，可以減少無關緊要的加強筋的使用，在這一過程中還可以簡化零件結構，從而實現零件簡單實用的目標。采用低成本的塑料件表面處理工藝設計方案。
四、新時期家電產品中塑料件結構設計的一些建議
1、適應模具加工制造和注塑方面的設計創新
適應模具加工制造和注塑方面的工藝結構設計的創新中，對結構設計師的要求特別嚴格，結構設計師要充分考慮模具加工制造方面的問題，同時，適應模具加工制造和注塑方面的設計創新和對塑料件設計要以有利于成型、脫模和提高成品質量為設計原則，另外，適應模具加工制造和注塑方面的工藝結構設計的創新中結構設計師還要做到在滿足幾何形狀設計的基礎上，充分考慮塑料件結構的細節設計，同時還要讓它與幾何形狀設計的思維方法一致。
2、適應批量生產方面的工藝結構的設計創新
適應批量生產方面的工藝結構設計創新，對結構設計師的要求較為復雜，其主要內容主要是指結構設計師在設計塑料件的過程中要考慮多方面的問題，其一，應該充分考慮生產線上的效率，例如，要創造出方便和快捷的員工裝配和操作，這種方式就有利于提高生產效率和經濟效益。其二，適應批量生產方面的工藝結構的設計創新離不開工藝結構設計、幾何形狀設計和成本設計的作用，要求結構設計師適應批量生產方面的工藝結構的設計創新的過程中統籌全局，還要注重細節。
結束語
新時期家電產品中塑料件結構的設計主要包括幾方面的內容，其一是家電產品的造型結構設計，其二是家電產品的功能結構設計，其三是工藝結構設計，其中塑料件結構的功能結構設計家電產品結構設計的核心，其二和其三家電產品結構設計的基礎，本文從這三方面對新時期家電產品中塑料件結構設計提出了一些創新性的建議。
參考文獻
[1]楊德華，陳立新.淺談冰箱零件結構設計方法[J].科技致富向導，2012，24：148-151.
【關鍵詞】電力系統；變壓器；抗短路能力
一、電力系統中變壓器的故障分析
變壓器是一種利用電磁感應的原理改變電流的裝置，在電力系統中變壓器的使用非常廣泛，經過實驗和調查研究證實了變壓器由于短路造成的故障一直嚴重影響著電力輸送的安全性和穩定性，因此為了降低電力系統的故障概率，就需要對變壓器的短路能力進行重點分析研究。以下就對導致變壓器發生短路事故的原因進行具體分析：
（一）變壓器結構設計存在缺陷
變壓器由于結構設計上存在缺陷在很大程度上直接決定了其抗短路能力弱的緣故。現階段我國變壓器，生產商使用靜態理論進行變壓器的機械力計算，由靜態理論可知銅導線變壓器只要計算導線應力小于1600kg/cm2，但是在實際使用過程當中，變壓器內部的動力學是一個復雜而多變的過程，常用的理論值不能很直觀的反映出變壓器的實際運行狀況，所以很難滿足抗短路能力的需求。從目前比較常見的變壓器型號來分析，低損耗變壓器仍然是主流產品。但是如何實現變壓器的低損耗，各個生產商卻沒有形成一個共識。另外，在大容量變壓器的低壓引線設計環節中，如果引線支點考慮不充分導致低壓引線形成懸臂梁，此時一旦遇到短路電流的沖擊，就會引發相間短路故障。
（二）材料質量不過關
變壓器的絕緣壓板、層壓木板加工質量以及機械強度不符合標準要求，也會造成短路故障頻發的現象。有的變壓器生產廠商為了最大限度的降低繞組渦流的損耗、加工難度以及減小生產運營成本，往往在設計過程當中，使用厚度較薄的導線或者普通廉價的換位導線而并非機械性能較強的半硬導線，這些普通的廉價材料雖然能夠幫助企業降低生產運營成本，但是受到材料本身性能的限制，無法滿足變壓器繞組的抗短路能力。此外由于目前國內生產廠商水平參差不齊，生產工藝與國外一些先進技術存在較大差距，以至于絕緣板的密度不夠，導致自然收縮現象也容易引發變壓器短路故障。
（三）結構方面存在嚴重問題
變壓器在結構方面存在嚴重問題也會引發短路故障，由于變壓器從制造出廠到投入使用要經過一系列的運輸、吊裝以及拆卸，因此不可避免地會受到一些撞擊。此時變壓器如果內部構造不牢固，就會因撞擊造成繞組位移以及絕緣損傷等結構問題，這些都會給日后的投入運行埋下巨大的安全隱患。
（四）變壓器在220kV環境中運行的問題
對于220kV大容量變壓器來說，內圈帶的連接狀況也是短路故障發生的一個重要決定因素。雖然內圈帶的分接能夠為大容量變壓器的運行提供很多便利，但是如果分接設計不夠合理，導致分接的引線局部電場紊亂，造成變壓器局部放電。
（五）工藝及裝備方面存在問題
變壓器的制造工藝以及裝備方面如果不能有效確保線圈繞緊、壓緊以及套緊時，也會造成抗短路能力下降從而引發故障。而且變壓器的絕緣墊塊沒有進行密封處理或者是處理工作不到位，就有可能在發生短路時產生的電動力使導線絕緣損傷而被擊穿。
變壓器的線圈在進行繞制時，導線的張緊力不夠或者受到工藝以及裝備方面的限制，線圈繞制較松時會形成懸空現象，降低了變壓器的抗短路能力，線圈出頭處綁扎不夠緊密穩固也容易引發變壓器的短路故障。如果繞制線圈的間隙過大，導致線圈的內支撐不夠造成繞組線圈變形或者塌陷，給日后的運行使用帶來了巨大的安全隱患。另外變壓器鐵心夾緊力不夠，在鐵心經過疊裝后沒有進行有效的測量以及對壓力的適當調整，還會造成鐵心夾緊不嚴密，運輸碰撞中容易發生位移，造成變壓器內部受力不均勻造成嚴重后果。
二、提升變壓器抗短路能力的途徑
由于變壓器在電力系統中的重要作用，所以有必要對其質量和性能進行深入研究。本文通過對造成變壓器短路故障的常見原因進行探究，提出了一些針對性的技術方法，來提升變壓器的抗短路能力，以下進行具體分析：
（一）改良變壓器的機械力計算與產品結構設計
變壓器的物理結構決定著它的使用性能，因此需要通過對變壓器機械力的計算以及產品結構的設計進行優化改良，使其內部線的機械力分配更加符合實際要求，提升其抗短路能力。在對變壓器進行結構設計時，可以利用安裝在壓板和夾件之間的壓力傳感校正器對變壓器內部的繞組結構件受到的沖擊力進行測量，為變壓器的結構設計提供可靠保證。
（二）變壓器的短路試驗
通過對變壓器進行短路試驗，分析有關的數據參數，為完善變壓器的產品結構以及提升抗短路能力奠定堅實的基礎。在此過程中值得注意的是，進行短路試驗不僅僅是為了讓生產商的產品獲得合格保證，更重要的是將安全可靠的技術運用到實際生產當中，避免一些廠商僅僅為測試和加固變壓器，實際生產中沒有進行技術推廣。
總之，目前隨著科學技術的不斷進步，電力系統運行質量的不斷提高以及超高壓輸變電方式的大面積運行，使得變壓器的抗短路能力以及由短路造成的巨大損失成為了變壓器造廠商以及運行單位所面臨和亟待解決的一項重要問題。為了能夠有效地提升電力系統變壓器抗短路能力，除了需要生產廠商在機械力計算與產品結構設計方面進行全面改良以外，還應該注意工藝操作方面存在的質量隱患，這些都需要引起變壓器制造廠商以及運行單位的高度重視，從而能夠全面提升電力系統運行的安全性和穩定性。
三、結束語
綜上所述，隨著電網改造的深入進行，為了發展所需提高電力系統中變壓器的抗短路能力是十分必要的。通過提高電力系統中變壓器的抗短路能力不僅可以有效地提高礦區電網運行的安全性，而且還能縮短處理故障所需要的時間，最大化的減少損失，而且還能制止事故發生確保電力系統能夠安全穩定的運行。
參考文獻
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現階段BIM軟件產品受到BIM技術與思想發展的推動而不斷趨于完善，BIM技術在國內開始被廣泛運用到建筑工程設計、施工以及運營等多個領域，BIM技術在運用中可以實現不同專業、不同部門之間的數據共享，所以在建筑結構設計中可以讓工程師、建筑師、設計人員以及業主等，多個層次用戶來共享及使用同一個數字設計信息。基于BIM技術而成的可視化數字模型可以幫助用戶進行建筑結構的模擬與分析，以便于施工單位可以加深對設計人員設計理念及建設目標的理解，對提高建筑產品結構設計的整體質量及生產效率有著重要意義。
2BIM技術概述
現代建筑工程項目正在不斷向著大規模、高層化以及超高層化方向發展，用戶對建筑產品的需求不僅限于其整體功能性，建筑結構的高度復雜化使其體型不斷區域多樣化，因此，建筑結構設計中往往需要通過多種渠道來獲取規模較大的信息。該類數據信息作為建筑企業在建筑結構設計中最為關鍵的資源，如果在建筑產品生產中對其加以利用，不僅可以幫助企業通過縮短工期來降低整體成本投入，還能進一步提高建筑企業在生產過程中的質量管理工作與安全管理工作整體水平。所以現代信息技術開始被廣泛運用到建筑工程領域，建筑行業在信息技術支撐下開始尋求一條迅速處理各類相關信息，進一步控制成本投入與合理化工期安排的道路。基于此因，BIM技術的出現及應用對推動建筑行業健康發展有著重要意義，該技術實現了建筑結構設計由二維向三維的轉變，而BIM技術的廣泛應用正在不斷推動建筑行業新一輪的信息革命，其通過創建并利用數字模型來對建筑工程結構進行設計、建造以及運營管理，幫助企業在設計階段、生產階段以及經營管理階段有效降低整體經營成本，對推動我國建筑工程領域實現可持續發展戰略目標有著重要意義。
3BIM技術在建筑結構設計中的具體應用
3．1實現建筑結構設計的可視化BIM技術是基于三維模型技術而成的應用于現代建筑工程領域的新興技術，其可以利用三維模型技術來將真實的建筑構件展現給用戶，由于傳統建筑結構設計中都是以CAD軟件進行繪圖，該種方法很難將建筑結構的詳細信息展示給不同用戶，而BIM技術在建筑結構設計初期階段便通過建立建筑結構的三位實體模型，來幫助各層次用戶通過直觀的角度對建筑構件信息、功能布局有一個準確的認識與了解。很多大型建筑工程結構設計中可以利用BIM技術來對其整體結構進行動態演示，幫助用戶利用直觀的角度對建筑結構的各項參數進行觀測，從而幫助設計單位選取最佳的設計方案，并且可以及時發現建筑結構設計中的質量缺陷與設計缺陷，對進一步提高建筑結構設計的整體質量有著重要意義。
3．2BIM技術在建筑結構參數設計中的具體應用建筑結構信息模型中會有一個包含所有設計信息的數據庫，所有建筑結構設計參數都是相關聯的，設計人員可以利用該數據庫中的數據信息來對建筑結構形體進行構建，而且在設計過程中會對不同的參數予以一些約束，從而確保BIM系統在建筑結構設計中可以及時更新數據庫。BIM技術在建筑結構設計應用中最大的特點，是可以實現高質量、高安全性、高可靠性的設計信息輸出，對提高建筑結構設計的數字化發展有著重要意義。
3．3BIM技術在鋼結構建模中的具體應用現階段鋼結構已成為一個大跨度建筑物的主要結構形式，其在建模中往往需要面臨結構鏈接和加強件布置等多個方面的難點，鋼結構在設計中需要涉及到梁柱連接、梁梁鉸接以及梁梁剛接等多種連接形式，所以在設計中往往需要根據梁的高度，來將各個連接件進行專項設計并要將其參數化。BIM系統在應用中可以利用參數共享，來對螺栓的數量與間距來進行控制，設計人員只需要對參數進行調節便可以形成新的連接件，而在加強件、連接件設計中設計人員只需要畫出大樣，而在鋼結構施工中技術人員只需要對相應位置設計進行參考，便可以來確定加強件、連接件的準確位置，這對進一步提高鋼結構設計質量及施工效率有著重要作用。
4BIM技術在建筑機構設計中的難點
建筑結構設計工作在運用BIM系統中需要將模型發送到分析軟件，結構分析軟件利用算法來將建筑結構的設計信息反饋出來，并根據用戶指令來形成動態的施工圖與結構模型，所以設計人員在使用BIM技術中要考慮模型空間的整體真實性，并要對BIM系統的物理模型能否自動生成施工圖紙等方面進行充分考慮。建筑結構的安全性是設計工作中設計人員要充分考慮的因素，但是由于建筑施工材料自身力學特征、荷載組合、荷載以及單元截面特性等多種因素會對結構性能產生影響，所以設計人員在使用BIM模型進行分析過程中往往需要面對各項復雜參數。再者，BIM模型在本質上是物理模型、建筑結構分析模型以及施工圖文檔的完全數據模型，所以在建筑結構設計中只有采用完全符合標準或比較簡單的結構構件，才能實現上述多種數據模型之間的雙向無縫連接，如果建筑結構構件的整體設計沒有達到相關規范要求，或建筑結構構件的高度復雜化會導致其在運行中丟失大量數據。因此，現代建筑結構設計中設計人員要高度關注這一問題，力求可以有效實現物理模型與結構分析模型之間的雙向無縫連接。
5結語
【關鍵詞】CAD；機械設計；應用
機械設計，是按照用戶定制需求，開展機械產品形狀和結構設計，其主要目的是達到材料、性能、加工等條件下，設計出效率、性能、成本最優化的產品。可以說，機械產品設計優劣，對產品質量具有直接影響，關乎產品使用要求和維護簡易性。在機械產品設計階段，既已決定了75%的成本。所以，機械產品設計是企業降低技術成本的重要環節，機械產品設計包含了運動方式、材料和結構設計等工作，若單純依靠傳統設計知識，根據設計者經驗進行機械設計，已無法滿足現代化產品需求。隨著科學技術迅猛發展，計算機技術被廣泛應用于機械設計領域。通過計算機CAD技術，開展機械產品設計，可明確結構設計和產品方案，降低設計人員勞動量，提升設計效率，降低機械設計成本。
1.CAD技術概況
首先，CAD技術構成。CAD系統是由軟件、硬件構成，以硬件系統為基礎，軟件系統是其關鍵所在，決定了系統功能，以計算機圖形處理、程序預算能力為基礎，設計人員運用CAD技術，使產品達到預期設計效果，屬于科技創新技術。隨著產品日益更新換代，使產品更具競爭力、活力。對產品不斷研究，作出必要創新之后，進而推動產品發展，促使產品推向各個領域。現階段，CAD技術被廣泛應用各個領域，且CAD技術研究從未停止，創新從未間斷。近些年來，隨著CAD圖形處理、計算機功能迅猛發展，已形成了智能化CAD系統，隨著昌平不斷革新，CAD系統通過特定邏輯技術、符號技術，可模擬某一領域設計過程，解決單一領域制定問題，將各類技術和CAD技術結合運用，以計算機為基礎，開展數據模擬、試驗和模擬，制定方案決策，進而提升設計效率。
其次，CAD三維技術。三維技術是按照人腦三維模型，直接形成設計系統，具備獨特設計能力，具備廣泛性、普遍性和簡潔性特點，可有效提升機械設計能力和設計效率，加快機械設計速度，進而體現設計者構想。在三維模型中，對整個設計過程進行分析，進而促使設計方案理想化。隨著科學技術日益發展，機械行業逐漸發展。目前，我國機械行業由傳統制造業，逐漸轉向為創新型行業。利用平面設計技術，無法滿足設計者需求。因此，三維技術是機械設計的發展方向。
第三，機械設計中CAD技術優勢。對于機械產品設計而言，運用CAD技術，代替了重復性動作和繁瑣性動作，進而體現產品性能和產品結構。通過CAD技術，可同步設計產品外形、產品結構，有利于改善產品。利用CAD輔助設計功能，在產品結構設計方面，可實施靜態、動態分析，可廣泛應用于重復計算和復雜體積設計。
2.機械產品設計中CAD技術的運用
機械設計屬于機械工程的重要部分，是產品設計、機械生產的首要環節。機械設計決定了產品成本和產品性能。按照用戶的產品需求，明確機械形狀尺寸，選擇零件材料，確定工作原理和工作結構等。而產品作為產品制造依據，是產品維修和維護的關鍵因素。開展機械設計，是達到各類約束標準基礎上，設計出最佳機械產品。設計目標主要包含傳遞效率、可靠性、重量和成本因素。為滿足這些目標，傳統設計者是按照已有經驗選取，主觀性較強，產品設計無法適應現代機械產品需求。所以，CAD技術催生，運用CAD技術中的實體生成、集成制造、多維繪圖等功能，提升機械產品質量，促進機械產品設計最優化。
首先，實體生成。在機械設計中，利用CAD技術三維建模之后，可通過實體、線框和表明模型完成，許多CAD軟件具備實體建模功能，通常具備六種基本體系，即環狀體系、圓柱體系、立方體系、楔形體系、即球體系和圓錐體系。為建立三維實體模型，需進行結構分析，分解多個簡單零件，形成多個基本體，然而對每個基本體進行造型，然后交、并和差布爾運算之后，即可形成零件三維模型。然而有時因分解基本體較多，難以建立實體。所以，單一基本體系，無法滿足機械零件的實體要求，可通過繪制零件平面圖形，拉升圖形、旋轉圖形后，即可獲得新型基本體，然而實施交、并和差布爾運算之后，可獲得實體造型。接著按照機械工作參數研究，在某一運動位置，確定坐標裝配，通過CAD系統編輯功能，即可獲得實體造型。
其次，集成制造。隨著科學技術迅猛發展，促進了生產制造技術發展，由單一普通機床技術，發展為數控機床技術。有人工制圖技術，發展為CAD制圖技術，制造業朝著數字化、計算機化方向發展。在制造業中，激光成型技術、CAD技術的廣泛運用，通過多個功能模型，即可建立完整CAD系統，而這些模塊包含曲面造型、數控加工、仿真編輯、三維繪圖等模型。許多工程數據均從實體造型所得，工程數據庫作為模塊應用基礎，可建立統合管理方式。
第三，多維繪圖。對于機械產品設計，圖形設計、數據處理工作量極大。在傳統工程圖設計中，通過二維圖形進行處理。對于工程平面設計，需選擇適合繪圖軟件設計。現階段，大多數設計均采用交互式制圖。選擇這種方式，通常可實現多種圖形繪制、編輯，具備分層實現、圖塊調用和剖面填充等多種功能，想要實現CAD繪圖功能，需依靠繪圖軟件實現，要求圖庫簡潔、操作簡便。
第四，CAD機械設計趨勢。目前，在繪圖分析和數據計算方面，CAD系統存在一定缺陷，在符號信息表現、結構布置構思也較差。然而，隨著CAD技術迅猛發展，智能化、現代化技術日益成熟，這些缺陷和問題均會得到解決。同時，智能時代正在到來，為實現智能化設計設想，必須進一步研究CAD技術，特別是CAD重點技術研究，進而不斷提產產品性能，轉變傳統設計理念，促使CAD技術朝著快速、科學方向發展。
3.結束語
對于無圖樣生產，通過三維CAD即可解決。使用CAD技術，可擺脫傳統設計模式，運用新設計方法，樹立現代化設計觀念。隨著CAD技術在各領域的不斷深入，機械設計要求也隨之提高，促進了CAD技術不斷發展，提升了機械制造生產率，進而推動制造業朝著可持續性、繁榮性方向邁進。
【參考文獻】
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【關鍵詞】 結構；動態特性；試驗模態分析；有限元
1 結構動態分析的研究對象
機械動態設計是正在發展中的一項新技術，它涉及到現代動態分析、計算機技術、產品結構動力學理論、設計方法學等眾多學科范圍，目前還沒有形成完整的動態設計理論、方法和體系，許多問題尚需進行深入廣泛的研究。以下結合文獻[1～4]的論述，對機械動態設計發展與現狀作簡要評述。
目前,國外在結構動態分析設計領域的研究十分活躍，特別是美國、西歐等一些發達國家，十分重視關于結構動態分析設計問題的研究，并將其列為結構設計領域的重點發展方向之一。結構動態設計的主要內容包括兩個方面：①建立一個切合實際的結構動力學模型；②選擇有效的結構動態設計方法[1]。機械結構動態設計的一般大體過程是：對滿足工作性能要求的產品初步設計圖樣，或就需要改進的產品結構實物進行實體建模，并作動態特性分析。然后，根據工程實際情況，給出其動態特性的要求或預定的動態特性目標，再按結構動力學“逆問題”方法直接求解結構設計參數，或按結構動力學“正問題”分析方法，進行結構修改與修改后結構的動態特性預測，其結構的修改與預測往往需要反復多次，直到滿足各項設計要求為止，從而得到一個具有良好靜、動態特性的產品設計方案。
2 結構振動系統的建模
2.1 有限單元法。結構振動系統的建模問題是結構動態設計的基礎，目前建模的一種常用的方法是采用有限元法，這種方法首先將連續的彈性體離散化，然后從能量原理出發建立起整體控制方程，利用數值方法求解，得到結構的參數。該方法的優點是可在結構設計之初，根據設計圖紙，預知產品的動態性能，預估振動、噪聲的強度和其它動態問題，并可在圖紙階段改變結構形狀以消除或抑制這些問題。該方法是一種近似解法，但就其計算精度來看，基本能夠滿足使用者的要求。對復雜結構，這是一種較為有效的分析方法。隨著計算機技術的發展，建立在有限元原理上的結構分析軟件已經相當成熟（如：IDEAS、ADINA、NASTRAN、SAP、ANSYS等），它們已卓有成效地應用于航空、航天、船舶、汽車和機床等工程結構的動態分析。
然而，對大型復雜結構而言，由于材料物理參數的不確定性，邊界條件的近似處理、接頭及連接處的連接參數估計不準確，以及缺乏阻尼參數等原因，要想直接依據圖樣資料建立一個能準確反映結構動態特性的有限元模型是比較困難的，其計算精度也難以保證。
2.2 試驗模態分析法。近10多年來，由于動態測試、信號處理、計算機輔助實驗等技術的迅速提高，試驗建模技術也得到了很大的發展，因此結構動力學分析的另一種有效的方法是試驗模態分析法。該方法是建立在實驗基礎上的確定系統動態特性的一種更為有效的方法。它是在結構上選擇有限個試驗點，在一點或多點進行激勵，在所有點測量系統的輸出響應，通過對測量數據的分析和處理，建立結構系統離散的數學模型。
這種模型能較準確的描述實際系統，分析結果也較可靠，但該法客觀上要求有一個實際模型，因而提高了建模成本，同時由于實測信息的不完整，導致模型的不完備，往往只能反映真實系統的低階模態特性，難以適應大型復雜結構。
2.3 基于試驗數據的有限元模型修正法。鑒于上述兩種方法的優缺點，現代的發展趨勢是把有限元方法和試驗模態分析技術有機結合起來，用有限元方法建立先驗模型，而用實測的動態數據通過不同方法對其先驗模型進行修正，利用修正后的有限元模型計算結構的動態特性和響應，進行結構的優化設計[1,5]。目前，一些較復雜結構系統的實驗模態分析和動態特性有限元分析在國內外都已取得了一定的成果[5]。用實驗模態分析結果修正機體有限元模型的方法，在機體有限元建模上已得到實際應用，從而為進行機體動力響應計算奠定了基礎。
基于實驗數據的結構有限元模型修正，近30年來國內外學者提出了大量的修正方法，這些方法從修正的對象來說，大體上可分為矩陣型與設計參數型兩大類。矩陣型方法的基本思想是：根據一定的準則和結構動力學關系來修正有限元模型的質量矩陣和剛度矩陣，使修正后的有限元模型計算的模態參數與實驗結果一致。這類方法首先由Berman等人于1971年提出，而由Caesar（1986）、Kaba（1985）和張（1988）等設法改進。雖然在數學上該方法可達到由修正后的有限元模型計算的模態參數與實驗結果相一致的目的，但其修正后的質量與剛度矩陣已失去了明確的物理意義，因此修正后的模型很難用于結構的動態設計；而設計參數型直接對結構的材料、截面形狀和幾何尺寸等參數進行修正，該類方法可直接應用于結構動態設計，例如Colluins(1974年)、曾（1991）、陳（1994年，1996年）等人曾用實驗模態參數辨識結構的設計參數，Ewins（1990年）、Link（1992年）等人曾用頻率響應函數進行過結構設計參數的識別。該方法屬于基于“逆問題”直接求解的動態設計方法。關于結構動態設計的“正問題”，即結構修改與修改結構的重分析，是目前較為廣泛的一類動態設計方法。例如：有關結構修改的靈敏度分析（Fox1968年提出），修改結構重分析中用到的基于小參數的矩陣攝動法（Rayleigh為先驅）等等都得到了廣泛應用。
3 結構動態分析在工程領域的應用
目前對結構進行動態分析時，應用較為廣泛的是利用有限元的方法，建立模型后，在對結構靜態分析的基礎上，進行模態分析、沖擊載荷作用下的結構分析等等。這種分析方法已成功地應用于航空、航天、船舶、汽車和機床等工程結構的動態分析。
參考文獻
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關鍵詞：家電 小家電 產品 開發過程
1 前言
一個成熟的企業，產品開發必須有一套成熟的方法。運用這種方法，再加上工程師們自身的出色設計能力，才能設計出優秀的產品。而把成熟的方法運用到整個產品開發的過程中，便可以更好的保證產品的質量和開發速度，做到優化設計。
在此，我們結合實際經驗，簡單地介紹一下關于小家電產品開發的整個過程，以及在這個過程中怎樣設計出符合市場要求的產品。
2 開發過程簡介
在一個產品的開發過程中，分為許多個不同階段，每個階段需要不同人參與，共同完成一個產品的開發。雖然每個企業可能有不同的開發管理方法和制度，但以下幾個階段是不可缺少的：1、產品策劃；2、外觀設計；3、結構設計；4、電控設計；5、模具制作；6、樣機試制；7、批量試制；8、量產。
3 詳細開發過程
3.1產品策劃
對于一個產品是否受市場的喜歡，有多方面的因素決定，包括產品的外觀、質量、性能、功能等，我們把這些因素統稱為產品賣點。對于一個產品策劃師，需要對市場現狀、競爭對手的產品、消費者的需求、產品渠道等進行逐一調查，然后才能進行產品策劃。
市場現狀調查，是為了了解該產品的未來是否有好的發展前景。
競爭對手的產品調查，是為了借鑒競爭對手的開發思路以及銷售價格，設計出比競爭對手更適合市場的產品，或者設計出具有差異化的產品。
消費者的需求調查，主要是為了挖掘消費者對產品的利益需求點，力求最大化滿足消費者的需求。
產品渠道調查，主要是為了設計出符合本企業現有銷售渠道的產品。
綜合以上多方面的調查結果，才能策劃出針對不同生活閱歷、生活背景和個人喜好的最佳的產品開發意向。
3.2外觀設計
在完成產品策劃以后，就需要對產品進行外觀設計。作為一個工業設計師，同樣的產品功能、同樣的技術條件，怎樣通過不同的藝術造型風格、不同的適宜的色彩搭配來創造產品不同的形象尤其顯得重要。不僅需要考慮產品的形狀、色彩、工藝可行性以及結構的最大化利用等內容，在整個設計過程中還需要與產品策劃師和結構工程師不斷的溝通。
外觀設計的一般流程是：繪制二維草圖――渲染――繪制三維模型圖――制作外觀手板――絲印。
3.3結構設計
對于小家電產品而言，產品的結構設計階段是產品開發的主要工作，它直接關系到后續的模具制作、樣機制造、認證、小批量試制等多個環節。
在產品策劃完成后，結構工程師需要針對產品策劃確定的功能賣點進行構思，研究以怎樣的結構形式去實現所需要的功能，評估其結構強度、消費者使用方便性、性能等是否能夠達到要求，構思的結構形式是否侵犯專利等問題。
在工業設計完成后，結構工程師應該根據工業設計繪制的三維模型圖進行拆件設計，即把一個整體的外觀拆分成若干零部件，分別進行設計。
在結構設計過程中，拆件設計步驟顯得尤為重要，因為關系到整個產品的系統設計，具體到每個零部件的擺放位置，其配合方式、固定方式，零部件的運動分析，產品的安全標準（主要考慮內部溫升、非正常工作等）。
單一零部件設計時，需要考慮的問題也是多方面的，如零部件自身的結構強度、模具的可實現性、與其他零部件之間的配合間隙、國家安全標準等問題。零部件設計完成后，需要對總的組裝圖進行評審，評審其結構強度、零部件之間的裝配工藝、模具工藝、性能及質量要求。評審合格后，方可進入模具制作。
3.4電控設計
在產品結構設計前期，結構工程師會根據電控工程師的要求，設計出電控零部件的尺寸，并把這個尺寸反饋給電控工程師。電控工程師就需要根據具體的尺寸進行電控部件的設計，以實現產品的功能控制要求。并且在這個過程中，需要根據產品策劃確定的功能賣點，對控制程序進行初步的設計，待樣機組裝完成后，再進行產品的性能調試。
3.5模具制作（此處舉例塑料模具）
完成產品結構設計以后，需要選擇合適的模具廠進行模具制作。在模具制作前，工藝工程師需要對產品的進膠方式、模穴數、模具材料、零部件使用材料的收縮率、注塑機床的規格等進行確定，把確定后的資料下發給模具廠，模具廠根據要求進行模具設計。在模具設計完成后，需要組織結構工程師、工藝工程師進行模具評審，檢查產品的澆口、分模線、預留的改模空間是否符合產品的設計需求。評審合格后，方可制作模具。
3.6樣機試制
在模具制作的過程中，結構工程師需要對除開模零部件以外的其他零部件進行打樣。模具制作完成后，用模具生產出首樣，待所有零部件準備齊全后進行樣機的試制。樣機試制的主要目的是發現結構設計、模具制作過程中的錯誤，并進行整改。而且，裝好樣機后，需要按照國家安全標準（小家電執行家用及類似用途電器的安全GB4706.1-2005），企業內部的性能、可靠性標準進行測試。通過實驗發現問題，并進行有效的整改。整改完成后，項目一般組織進行樣機狀態的評審，評審合格后，即進入小批量的試產工作和產品的認證工作。
3.7批量試制
批量試制又稱小批量試產，主要目的是了解產品的生產工藝，經裝配后發現的批量性問題。因為樣機試制時，只試制少量的產品，而零部件的生產存在不穩定性，批量裝配時，就會有一些配合的誤差，或者因為生產線工人的操作不規范引起各種問題。對于這些問題，需要在批量試制時發現，并通過工藝手段去控制或者整改。其中涉及模具的更改、工裝的制作、操作的規范問題。
3.8量產
在完成批量試制的問題整改后，進行評審，即可進入量產階段，整個開發過程到此就算完成。后續，在不斷的生產過程中，可能還會出現一些新的工藝問題，或者產品接到一些售后投訴，還需要進行質量整改，這都需要結構工程師持續跟進并改善的。
4 結束語
以上通過對小家電產品整個開發流程的簡單介紹，我們可以看出，一套成熟的產品開發方法在小產品開發中的重要性，它以標準化的模式引導工程師們在開發過程中合理控制開發周期，其中外觀設計、結構設計以及電控設計是可以交叉開展的，開發周期的縮短主要靠這幾個環節來爭取。而樣機試制、批量試制以及量產又是控制整個產品質量的關鍵階段，必須循序漸進、馬虎不得，更不能抱有僥幸心理。嚴格控制好每個開發過程，只有真正用心開發的產品才能體現設計的靈魂，才能最終贏得消費市場。
作者簡介
【關鍵詞】計算機輔助設計 Rhino（犀牛）軟件 產品 造型設計
1 Rhino（犀牛）軟件簡介
Rhino是由美國Robert McNeel公司于1998年推出的一款基于NURBS為主的三維建模軟件。Rhino是最先進的專業NURBS建模軟件之一，擁有簡潔的操作界面、強大的功能和較低的硬件配置要求。與其它高價的3D軟件相比，毫不遜色，它包含了所有的NURBS建模功能，用它建模非常流暢。從設計稿、手繪到實際產品，或只是一個簡單的構思，Rhino所提供的曲面工具可以精確地制作所有用來作為渲染表現、動畫、工程圖、分析評估以及生產用的模型。
2 產品造型設計
2.1 產品造型設計概述
產品造型設計是工業設計師在遵循實用、經濟、美觀、舒適安全、綠色、文化認同等美學原則的基礎上，按照產品定位的既定目標對產品的形態、結構、色彩、材料等方面進行全面設計的過程。它包括：產品造型方案設計、色彩與標識設計、產品結構設計、產品原型制作、產品人機分析、產品材料與工藝分析、產品價值工程分析等幾部分。
2.2 影響產品造型設計的主要因素
（1）品牌風格的延續。產品造型設計是實現企業形象統一識別目標的具體表現，以產品設計為核心展開的系統形象設計，塑造和傳播企業形象，創造個性品牌，贏利于激烈的市場競爭中。產品不僅能融合企業的文化理念，而且能夠將這種理念通過造型語義傳達給使用者。例如蘋果公司的產品造型設計堪稱精品設計，其成功因素之一就在于產品的造型設計延續了簡約、創新、科技的品牌理念，獲得了社會的認同。（2）產品結構設計的合理性。我們在設計中，尤其是做產品的外觀造型時，往往只做產品的外形而忽略內部結構，結果最后出來的造型變形不符合實際需求。這就與畫素描之前要了解人的骨骼結構是一樣的道理。一方面，結構影響著產品的使用功能，即使用的舒適性和可靠性；另一方面，在很大程度上影響著生產工藝性。結構設計不能理解為純工程問題而忽視內部結構在實現實用功能時的人性化訴求，導致設計產品在最終人機關系方面失衡。所以，產品內部結構設計的合理性及重要性在產品造型設計中的意義是不言而喻的。（3）設計美學法則的運用。形式美法則是人類在創造美的形式、美的過程中對美的形式規律的經驗總結和抽象概括。主要包括：對稱均衡、單純齊一、調和對比、比例、節奏韻律和多樣統一。掌握形式美的法則，能夠使人們更自覺地運用形式美的法則表現美的內容，達到美的形式與美的內容高度統一。在工業產品造型設計中，要巧妙地運用這些美學法則創造合乎美學的實用的產品造型。（4）認知心理學維度。隨著生活水平和文化素質的提高，人們在購買產品時的心理欲求占據越來越重要的地位。消費者購買產品時往往受能否滿足他們的心理欲望所左右。因此，產品造型設計要不斷適應人們發展著的認知心理，產品造型的設計必須以符合消費者的需求和個性心理為目標來進行。（5）生產技術工藝。工藝性是指，能否用合理的成型方法生產制作所需的形狀、尺寸、精度，即工藝的合理性。造型設計不合理、不合乎生產工藝，就不便于或難以進行機械化生產，從而增加了工時消耗、材料消耗和制造成本，降低了生產效率。一般來說，對稱和簡單的幾何造型，易于加工成型，過于繁雜的造型不利于生產制造。
3 Rhino在產品造型設計中的運用
3.1 草圖的倒入
草圖的倒入功能使得設計人員能夠按照自己手繪的設計方案進行造型設計，提高了建模的速度和準確度。首先在二維軟件（Photoshop、Coreldraw或者Alias等）中進行草圖的繪制，也可以在圖紙上進行產品手繪，然后通過掃描儀掃描到計算機中。將掃描好的圖片導入犀牛軟件（如圖），將其作為造型參考進行三維建模。
3.2 Rhino在產品造型設計中常用的功能
（1）Rhino在曲面造型功能方面非常強大，產品外觀都是以面的形式呈現，準確快速的建立曲面是關鍵，犀牛具有單軌掃掠、雙軌掃掠、網格建面、放樣等十多種命令生成或編輯曲面。（2）修剪命令如刀一般分割曲面，去除掉不需要的造型曲面。切割命令可以將整體造型分割為任意部分而保留外觀曲面，便于對分割的部分進行編輯。（3）有時為了在已完成的造型部分去除掉某一實體形狀的部分，或者將兩個實體合并為一體等，就要運用布爾運算命令，操作完成后得到的也是實體。（4）為了更直觀的分析生成的造型曲面品質，曲率分析、斑馬紋、環境反射貼圖工具都可以很好地觀察到所生成曲面的連續性，方便進一步的調整。（5）如果想要得到重復并且按照距離、角度規律排放的形狀，就要用到陣列工具，Rhino的陣列工具分為環形陣列和矩形陣列，能夠大大降低繁瑣的建模工作，提高建模速度，得到精確的造型。（6）有時所建模型繁雜，部分形體妨礙建模視線時，可以使用隱藏工具將已完成的部分隱藏，對剩余部分進行操作，當需要顯示時再取消隱藏，這樣可以避免許多不當的錯誤。（7）當造型建模到某一階段，可以根據想要得到的預覽效果來選用不同的顯示模式，常用的有線框模式、著色模式、渲染模式、半透明模式、X光模式、半透明模式、工程圖模式、藝術風格模式、鋼筆模式。
3.3 與其他軟件的完美兼容性
犀牛軟件支持30余種輸入與輸出檔案格式，從常見的NURBS格式的標準IGES曲面檔案、STEP實體檔案、ACIS檔案、PARASOLID檔案、OBJ檔案，到POLYGON格式的3DS、LWO、STL檔案，AutoCAD標準的DWG與DXF文檔，以及點云資料、2D繪圖AI檔案等。其中IGES是工業標準格式，應用非常廣泛，支持的軟件數目超過40種。使用者可以針對合作方軟件來選擇要輸出的檔案格式的類型。
3.4 強大的插件功能
插件是Rhino很具特色的一個內容，它是一些具有擴展性的小程序，能幫助設計師實現需要花費大量時間和精力才能完成的造型功能。常用的插件例如Tsplines能夠實現復雜曲面造型的建模，把原本強大的曲面建模功能提升得更加強大。犀牛配合Grasshopper參數化建模插件，可以快速建出曲面優美的建筑造型。在犀牛中裝入TechGems（珠寶插件），便是一款非常之專業的珠寶首飾輔助設計軟件。
3.5 與后期生產的接軌
Rhino在產品造型設計中的另一強大功能在于能夠與后期生產制造接軌，而不僅僅只是提供快速的產品外觀建模。比如Rhino導出的模型格式經過編輯后可以直接通過日趨成熟的3D打印技術進行打樣，用來檢驗產品造型的合理性。同時，Rhino具備模具設計的功能，其拔模角度分析工具能檢測能否正確脫模，對于后期生產制造提供更精確的數據。
結語
通過研究分析，我們可以發現，產品造型設計不僅需要扎實的設計經驗基礎和對各方面因素的綜合考慮，還需要熟練掌握Rhino軟件的操作。犀牛軟件運用于產品設計中，能夠發揮出最佳設計效果，為現代產品造型提供快速、高效和準確的設計新思路和技術，為產品設計師設計的各種產品造型的實現提供了更多的可能。
參考文獻
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