产品结构造型的平衡原理

2163v816 · 发表于 2019-7-7 16:58

1.物理平衡
如果把结构中的每一个元素看成一个物体，那么在这些物体的作用下必定有一个平衡点（即重心），这个平衡点的位置就决定了结构的物理平衡性。
寻找平衡点可以通过以下简单的方法求出：
假定两个物体（元素）并排靠在一起，物体八的重量为M1，
重心在a1;物体B的重M2，重心在b1、a1、b1的间距为L,设A 和B共同作用的平衡点为c1，而a1到c1,的距离为X，则
MI x X=M2 x（L-X）
求出X的值，就知道了平衡点的位置（这只是水平的 X 方向平衡点，空间坐标系中，Y方向的平衡点也可以照搬此法。如果需要，Z方向也可以套用）。假如有很多个元素共同作用，就要分步骤一组一组来求，步一步合并。对于具体结构，还要根据每个元素不同的材质比重（密度）、体积，先计算出各自的重贵，找出各自的重心图147混合体重心点位置，才能进行上述计算，求出平衡点（混合体重心）位置 (图147)。虽然步骤比较繁复，但也不失为一个可靠的办法。
一般来讲，平衡点（重心点）落在几个着地点所包围的区域内，整个结构就会蕋本保持平衡；反之，就容易失去平衡。有经验的设计师通过目测，就基本可以判断整个结构的重心位置所在，而不需要经过具体计算。但对于初学者，特别是结构比较复杂，或材料比重差异很大，用目测难以判断的时候，还是老老实实计算一下来得稳妥。设计是需要科学依据的，当然设计师的经验也是一种参考。
工作桌（图148)在考虑物理平衡时应同时考虑下列两种情况的平衡：
a.空载（桌面上、下不负载任何物件);
b.满载（桌面上、下负载最多物件时。所谓最多，只是一个估计量，而不是绝对显）。
360截图20190707165449060.jpg

这种结构是悬臂结构，虽然桌脚底部固定，一般的加载不会引起桌子的倾遨，但桌子整体结构在加载时如果发生显著的物理变形，也会证明它在结构强度上的不足。所以悬臂结构的设计在注意了物理平衡之后还要特别注意结构强度的处理。
玻璃酒瓶架（图149)设计是个极简且奇妙的设计，不仅在结构上废除了所有不必要的结构，做到了造型和用材的极简，而且功能也因为一个架身上的孔而变得明确，但最为奇妙的是弧形的座架不仅使产品变得生动，更重要的是它在空载和满载时都能达到物理上的自平衡。

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