工业设计工程基础(教学)PPT课件

2. 产品设计与材料力学 ⑴ 材料力学中的强度问题。引例：钢管椅
图1-5 几乎所有的产品都存在强度问题
工业设计的核心是创新，而结构创新往往就是功能创新的基础。
⑵材料力学中的刚度问题。如抽屉、电脑桌支架
图1-6 塑料日用品：力学上是否合理，关系使用功能，也关系造型美观
力学系统性强，较抽象，很严谨，其知识是通过一步 步推理演绎向前延伸的，前面弄懂了，后面才能学得懂。
工业设计的核心是创新，而结构创新往往就是功能创新的基础。
第二节 工程力学的研究对象与基本内容
二、材料力学的基本内容
材料力学研究构件由于受力引起的变形和发生破坏的规律。 材料力学研究构件的强度、刚度和稳定性三类问题。
构件的强度，指构件受力中抵抗破坏的能力。 构件的刚度，指构件受力中抵抗变形的能力。 构件的稳定性，指构件受力中保持其原有平衡形式的 能力。
工业设计的核心是创新，而结构创新往往就是功能创新的基础。
第二节 工程力学的研究对象与基本内容
工程力学一般包括理论力学和材料力学两个部分。
一、理论力学的基本内容
理论力学研究物体由于受力引起的机械运动的规律。 理论力学一般包含静力学、运动学和动力学三部分内容。 本书主要讲述其中的静力学部分。 静力学研究物体受力分析的方法和物体在外力作用下处于 平衡状态的条件。
Chp1 工程力学的基本概念
1 工程力学与工业设计 2 工程力学的研究对象与基本内容 3 工程力学的基本概念
4
静力学公理
5
约束与约束反力
6
分离体与受力图
工业设计的核心是创新，而结构创新往往就是功能创新的基础。
第1节 工程力学与工业设计
一、工程力学在产品设计中的作用
工程力学对产品设计有什么作用？
图1-9 中国古老的 石拱桥——赵州桥
图1-10 棚架的立柱与挑梁 a）力学上合理，富有美感；b）不利于承载，视觉不佳
工业设计的核心是创新，而结构创新往往就是功能创新的基础。
图1-11 合理的力学结构与造型美
科学和艺术是人类文明的两大分支，他们在高层次 上却有同一性。力学上的合理与造型美之间的关系， 属于这种同一性的一个部分。
1. 朱东华，樊智敏，《机械设计基础》，机械工业出版 社，2003.
2. 景荣春主编，《工程力学简明教程》，清华大学出版 社，2007.
3.李秀珍，曲玉峰.《机械设计基础》（第3版），机械 工业出版社，2000 .
4. 张美麟，《机械创新设计》，化学工业出版社，2005.
工业设计的核心是创新，而结构创新往往就是功能创新的基础。
力是矢量。通常用一段带箭头的线段来表示。
图1-14 力的图示法
用黑体斜体字母F、P、T、R、N、X、Y等表示力；
用明体斜体字母F、P、T、R、N、X、Y等表示力的数值大小。
材料力学中，把构件视为（可）“变形固体”。
图1-13 撬杠，看成刚体、或看成变形固体
工业设计的核心是创新，而结构创新往往就是功能创新的基础。
二、力与力系
1.力与力的表示 力的大小、力的方向、力的作用点，称为力的三要素。 力的度量单位是牛顿（N，简称牛）或千牛顿
（kN，简称千牛）。 牛顿和千克力的换算关系是： 1kgf=9.8N
工业设计的核心是创新，而结构创新往往就是功能创新的基础。
试分析：图1-12中的产品或设施存在哪些工程力学方面 的问题？
a）
b）
c）
d）
图1-12 这些产品或设施的设计中存在哪些工程力学问题？
工业设计的核心是创新，而结构创新往往就是功能创新的基础。
第三节 工程力学的基本概念
一、刚体与变形固体
静力学中，把构件理想化为不会变形（也不会破坏）的 “刚体” 。
工业设计工程基础2
课来自百度文库教材：《工业设计机械基础》（第 2 版）
特点：适专业、宽而浅、重实例、重应用
课程学时：64
课堂教学56+综合作业8
工业设计的核心是创新，而结构创新往往就是功能创新的基础。
工业设计工程基础2
第一篇 工程力学基础（22’）
突出了静力学与材料力学的基本概念和结论；提供一些 基本计算的方法—使大家掌握的知识能够从定性向定量 的层面的初步延伸。
有用之处： 1.任何产品都必须稳定，或能按预定 要求运动（静力学或动力学） 2.任何产品都应该牢固，正常使用中 不会损坏（材料力学）。
工业设计的核心是创新，而结构创新往往就是功能创新的基础。
第1节 工程力学与工业设计
一、工程力学在产品设计中的作用
1.产品设计与静力学、动力学
图1-1 各种椅子， 使用中必须稳定不会
倾倒
工业设计的核心是创新，而结构创新往往就是功能创新的基础。
a） 台灯
b）小型吊车
图1-2 部件运动会引起整体中心移动的产品
a）
b）
图1-3 设计公共设施也需要进行力学计算
工业设计的核心是创新，而结构创新往往就是功能创新的基础。
图1-4 产品中其他静力学、动力学问题举例
工业设计的核心是创新，而结构创新往往就是功能创新的基础。
工业设计的核心是创新，而结构创新往往就是功能创新的基础。
塔科马大桥倒塌事故
美国塔科马大桥 昵称：舞动的格蒂（Galloping Gertie） 桥梁形式：悬索桥 主跨：2800英尺（853米） 全长：5000英尺（1524米） 通航净空：195英尺（59.4米） 通车日期：1940年7月1日 坍塌日期：1940年11月7日 这是一段珍贵的历史镜头：一次不可思议的微 风，竟然使这坚固的大桥如奔腾的花鹿一般狂 舞不已，进而轰然倒塌，令人叹为观止。
工业设计的核心是创新，而结构创新往往就是功能创新的基础。
二、工程力学与产品的形态美
1.均衡与稳定是造型美的形式法则之一，他们来源于力学中
的概念
视觉量感
图1-7 飞马踏燕
图1-8 夏普BH-351型半导体收音机
工业设计的核心是创新，而结构创新往往就是功能创新的基础。
2.形态的视觉心理感受，与它强度、刚度上的合理性有 深刻的潜在联系
第二篇 机械设计基础（34’ ）
了解常用机构、联接、各种传动、轴系部件等内容，从 产品应用出发，阐述特性和适用的场合。
第三篇 产品机构与结构图例
40种产品的立体透视图，作为大家的参考阅读材料。
附录
大作业的参考
工业设计的核心是创新，而结构创新往往就是功能创新的基础。
工业设计工程基础2
参考书目：