|
1.物理平衡9 _* D0 _* {# b% M, I' t
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。' s4 A3 E, n$ v3 H
寻找平衡点可以通过以下简单的方法求出:, I9 @" s7 w. Z4 T7 ^, G% G
假定两个物体(元素)并排靠在一起,物体八的重量为M1,
( M1 Q4 {4 \" `/ {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
$ P3 @' d( W1 Q: M MI x X=M2 x(L-X)% `+ J4 `* e( S- o
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。% N$ M: ?9 @1 Q3 x
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。
( X }2 E2 l% w- t 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:
( S# l, G* Y5 ~* ~ a.空载(桌面上、下不负载任何物件);+ E( Z4 l* C1 f" r( n' A
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)。 . o+ T% x! T6 u3 ?9 \7 e
4 _& m- q6 [$ i% i8 o' r5 V9 [; ?
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。
" j; M. j) F4 g 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。' ^+ K' i/ e" d _
* p `8 C }, D9 B9 }0 c
- A9 T+ B" {# w8 x* Q
3 Y6 L# C% a6 V# S$ _
! r, [- t5 F; A0 h; S# t8 d" j* c' `4 s1 C6 Q
% I1 Q8 ?0 v. k# X |
|