巖體的力學分析

[拼音]:jiaju sheji

[英文]:furniture design

用圖形(或模型)和文字說明等方法,表達傢俱的造型、功能、尺度與尺寸、色彩、材料和結構。傢俱設計既是一門藝術,又是一門應用科學。主要包括造型設計、結構設計及工藝設計 3個方面。設計的整個過程包括收集資料、構思、繪製草圖、評價、試樣、再評價、繪製生產圖。

造型設計

對傢俱形體的塑造。組成傢俱造型設計的3大基本要素為功能、材料和工藝特性、造型形象。

(1)功能:對傢俱的使用要求,包括實用性和審美性。實用性是指傢俱零、部件的組合、分佈、強度和規格等滿足人們的實際使用要求;審美性是指傢俱在保證實用的前提下,對其形體和表面進行美化處理以滿足人們的審美情趣和心理要求。考慮物與人的直接和間接關係,對各類傢俱的功能有不同的要求(表1)。

(2)材料和工藝特性:構成傢俱形體的物質基礎。要在造型上取得良好的效果,必須熟悉各種材料的效能、特點、加工工藝及成型方法,才能設計出最能體現材料特性的傢俱造型。

(3)造型形象:體現功能、材料和加工工藝相結合的藝術形象。構成造型的基礎是造型要素和形式法則。造型要素有形體法則、色彩法則、質感法則等。形體法則主要有形體的組合、比例的運用、空間的處理、體量的協調、虛實的佈局等;色彩法則主要有主色調的選擇、色塊的安排、色光的處理等;質感法則主要是材料質地和紋理的運用、反射和色澤的處理等。對有些裝飾性強的傢俱還需考慮裝飾法則,如裝飾的題材選擇、裝飾的形式、裝飾的佈局等。形式法則是造型美學的基礎,構成形式美的基本概念有統一與變化、對稱與均衡、比例與尺度、視差、聯想與比擬等。傢俱造型形象必須同所處環境和文化修養相適應,同所處時代和地域產生共鳴,只有這樣的傢俱,才能喚起人們美的感受。

結構設計

傢俱零部件的接合方式和裝配關係。合理的結構不僅可以增加傢俱的強度,節約原材料,便於機械化、自動化生產,而且能強化傢俱造型藝術的個性。結構設計依據功能要求、材料性質和工藝技術條件而定,包括接合方式的選擇、穩定性校核和強度計算、價值分析3個方面。

(1)接合方式的選擇:根據各種材料的效能、傢俱形式、強度要求和可能實現的工藝技術條件而決定(表2)。

(2)穩定性校核和強度計算:穩定性是指物體一直保持它所處位置的效能,強度是指一個物體抵抗可能引起破壞、彎曲和傾斜的任何外力的效能。傳統的設計觀念為使傢俱穩定,採取加強腿部材料的辦法;現代設計的觀念則要對傢俱進行穩定性校核和強度計算。傢俱的載荷分恆載荷和活載荷兩大類。恆載荷是傢俱本身的重量在傢俱零件尺寸和材料確定後可算出;活載荷是可能出現在傢俱上的人或物的重量,可按傢俱的使用功能進行計算。活載荷有方向性、衝擊性和瞬時性,可引起滑動或傾覆,在傢俱設計的強度計算中應予以考慮。傢俱的穩定性校核主要考慮傢俱在垂直外力作用下和側向推力作用下的穩定性問題。穩定的條件為MO(引起傾覆的力矩)小於MR(抵抗傾覆的力矩);傢俱的強度計算主要考慮零件的強度和零部件之間的接合強度。零部件強度取決於零件的材料效能、材料尺寸和斷面形狀,接合強度取決於接合方式和材料效能。強度計算公式為:

式中[σ]為材料的許用應力;σmax為截面上出現的最大應力;M為截面上的彎矩;W2為抗彎截面模量。

通過穩定性校核和強度計算,可以使設計的傢俱結構合理、牢固,選用的材料及截面尺寸符合使用要求,避免盲目的增加強度而選用大材料,以致造成浪費。

(3)價值分析:以低的成本、最高的技術手段,選擇必要的零、部件,最佳的接合方式,最合理的工藝,使傢俱獲得最優良的功能。價值分析主要考慮零、部件的配置、排布是否保證組成傢俱最必要的使用功能;零、部件規格尺寸從造型、功能、強度 3個方面綜合分析是否最合理;採用的結構和接合方式在得到工藝技術條件保證的前提下是否最簡化;各種材料的理、化效能變化對傢俱的穩定性和強度有什麼影響,採用哪些工藝方法來防止這些變化。

工藝設計

工藝是製作傢俱的重要手段。工藝設計是使結構設計得以實現的基礎。生產方式和工藝流程取決於工藝設計,它對組織生產起著重要的作用。工藝設計主要包括傢俱型別結構分析和技術條件確定、編制工藝卡片和工藝流程圖兩個方面。

(1)型別結構分析和技術條件的確定:首先分析傢俱產品的材料構成情況;其次分析該產品應採用哪種型別的生產手段。單件生產多選用通用裝置組成的工藝流程;大量生產多選用生產能力很大的專用機床、自動機床、聯合機床組成的單向流水線;批量生產(指定期更換和以成批形式投入生產)介於上述兩類之間,儘可能採用專用機床、自動機床組成的流水線。最後根據結構裝配圖編制零、部件明細表,其中包括傢俱產品的型號、用途、外圍尺寸和零部件尺寸、允許的公差、使用材料、五金配件、塗飾及膠料種類以及裝配質量、技術條件、產品包裝要求等。

(2)編制工藝卡片和工藝流程圖:工藝卡片是生產中的指導性檔案,也是各部門生產準備、生產組織、經濟核算的依據。其中主要包括零件名稱、數量、材料、尺寸、工序、刀具、工藝規程及各工序操作人數、工時定額等;工藝流程是零件加工順序的檔案,它能清楚地表示零件的整個製造過程。但在編制過程中要注意,既要使每臺加工裝置達到儘可能高的負荷率,又要使裝置數量減到最低限度並保持工藝路線不致往返重複。

參考書目

《傢俱設計》編寫組:《傢俱設計》,輕工業出版社,北京,1984。

東北林學院:《木製品設計》,農業出版社,北京,1961。

談仲萱、羅無逸:《傢俱工藝》,中國財政經濟出版社,北京,1964。

參考文章

兒童房的傢俱設計有幾個注意要點?居家/裝修