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出版者:湖南大学出版社

作者:金卉

出品人:

页数:153

译者:

出版时间:2007-8

价格:35.00元

装帧:

isbn号码:9787811132267

丛书系列:

图书标签:

• 纸盒设计
• 包装设计
• 结构设计
• 纸品包装
• 包装工程
• 工业设计
• 设计
• 纸板结构
• 创意包装
• 包装材料

工业设计中的结构美学与功能实现：一本探讨材料、成型与装配策略的深度指南 图书名称： 《工业设计中的结构美学与功能实现》 内容简介： 在当代工业设计领域，产品的成功不仅仅依赖于引人注目的外观或创新的功能，更深层次地取决于其内在的结构逻辑与材料科学的完美结合。本书《工业设计中的结构美学与功能实现》并非一本单纯介绍产品外观或用户体验的指南，而是深入剖析了支撑起现代工业产品的骨架——结构设计理论、制造可行性与材料性能之间复杂而精妙的平衡艺术。 本书旨在为工业设计师、结构工程师、产品开发人员以及相关专业学生提供一套系统化、实践导向的结构设计方法论。我们坚信，一个优秀的结构设计是美学、功能、成本与可制造性的最优交集，它如同建筑的承重墙，决定了产品的寿命、可靠性与最终的市场表现。 全书内容围绕工业产品生命周期中的核心结构环节展开，分为五大部分，层层递进，构建了一个完整的结构设计知识体系。 --- 第一部分：结构设计的基础逻辑与思维框架 本部分聚焦于建立正确的结构设计思维。我们摒弃了将结构视为后期修正环节的传统观念，强调结构设计应在概念阶段就深度介入。 1.1 结构思维的建立：从受力分析到形态生成 详细探讨了工程力学在设计初期的应用，重点介绍如何通过简化的有限元分析（FEA）概念来预判潜在的应力集中点，以及如何将这些力学需求转化为几何形态。我们将分析不同产品类型（如便携式电子设备、大型家具、精密仪器外壳）在静载、动载、疲劳载荷下的结构响应差异。 1.2 材料的结构化选择：性能、成本与环境的考量 结构设计的基石是材料。本章超越了简单的材料性能对比表，深入讲解了结构设计如何反过来指导材料的选择。内容包括高分子材料的各向异性对模具设计的影响、金属合金在不同热处理状态下的强度变化，以及新型复合材料在轻量化结构中的应用潜力。尤其关注材料在长期使用中的环境适应性，如抗蠕变性、耐候性与阻燃等级的结构化实现。 1.3 模块化与标准化：面向未来的结构弹性 探讨如何通过有效的结构划分实现产品的升级迭代与维修便利性。详细介绍了“拆分式设计”（Design for Disassembly, DFD）的原则，以及如何通过标准化的连接件和接口设计，在不牺牲整体刚性的前提下，最大化产品的结构复用性。 --- 第二部分：连接、固定与动态结构的设计策略 结构件之间的相互作用构成了产品的整体稳定性。本部分专注于连接技术的设计精髓。 2.1 机械连接的精度与可靠性 深入剖析螺纹连接、卡扣（Snap-fit）、铆接等传统机械连接方式在不同载荷条件下的失效模式。重点讲解卡扣设计的几何参数控制——倒角、拔出角、弹性变形量的计算，确保连接的可靠性与可拆卸性之间的平衡。我们将通过大量案例展示如何避免因连接失效导致的结构共振或松动。 2.2 粘接与密封的结构学考量 针对需要气密性或防水性的产品，本章讲解结构对粘接界面的影响。讨论结构件如何影响胶水的固化过程、内应力分布，以及如何设计“结构加强区”来分散粘接面的剪切应力。 2.3 机构运动与动态结构设计 覆盖了铰链、滑轨、阻尼器等运动部件的结构设计。讨论了如何利用运动学原理来优化关节的运动轨迹，以及如何通过结构件的材料特性（如高摩擦系数材料）来实现期望的运动阻尼效果，而非单纯依赖额外的运动元件。 --- 第三部分：可制造性驱动的结构优化（DFM/DFA） 结构设计必须扎根于制造现实。本部分是连接设计蓝图与工厂实际生产线的桥梁。 3.1 塑胶注塑结构设计的高级技巧 这是本部分的核心内容之一。详细解析了如何通过控制壁厚梯度、引入加强筋（Ribs）和拔模斜度来解决缩水、缩痕、翘曲等塑胶结构常见缺陷。我们特别关注如何通过结构设计来优化流道和排气，以应对复杂曲面和薄壁结构的成型挑战。 3.2 金属结构件的成型工艺适应性 涵盖了钣金冲压、压铸、CNC加工三种主要金属成型工艺对结构特征的限制与要求。例如，在冲压设计中，如何合理规划折弯半径与加强冲孔，以最大化板材的刚度；在压铸中，如何设计特征以利于型芯拔出和金属液体的充分填充。 3.3 组装序列与测试结构（DFA） 分析了如何从结构布局上简化装配流程，减少工序。讲解“自定位特征”的设计，即利用结构件自身的几何形状引导装配，从而降低对工装夹具的依赖，提高自动化装配的效率。 --- 第四部分：结构中的热管理与可靠性工程 现代电子和精密设备对结构件的热管理要求越来越高，结构不再仅仅是支撑，它还是散热路径的一部分。 4.1 结构作为散热路径的设计 探讨如何利用铝合金、石墨烯复合材料等高导热材料，通过结构件（如机身中框、内部散热片）构建有效的导热通路。分析了界面热阻（TIMs）在结构设计中的优化空间，以及如何设计微结构表面来增强与散热介质的接触效率。 4.2 结构抗冲击与跌落保护的工程实践 深入讲解能量吸收结构的设计，如蜂窝结构、溃缩区（Crumple Zones）和空腔设计。介绍如何通过材料的塑性变形潜力来吸收冲击能量，保护内部敏感元件，并分析了不同保护策略在不同跌落高度和角度下的等效性能表现。 4.3 长期可靠性与寿命预测的结构验证 介绍加速老化测试（HALT/HASS）在结构设计验证中的作用。重点讲解如何通过结构设计来消除或弱化固有缺陷（如应力集中点），从而提升产品的平均无故障时间（MTBF）。 --- 第五部分：跨界应用与未来趋势：结构设计的拓展视野 本部分将视野从传统产品扩展到新兴领域，探讨结构设计的前沿发展。 5.1 柔性电子与可穿戴产品的结构形态 研究在生物兼容性和可弯曲性要求下的结构设计挑战。探讨如何利用薄膜技术、应变传感器集成到柔性基板中，以及如何设计具有“记忆形态”的结构支撑系统。 5.2 增材制造（3D打印）对结构创新的解放 系统阐述增材制造技术如何颠覆传统“减材”或“塑形”思维。重点分析拓扑优化（Topology Optimization）生成出的仿生、晶格结构的力学优势，以及如何在设计中平衡这种复杂几何结构的打印可行性与后处理成本。 5.3 结构美学：从技术驱动到意图表达 最后，本书回归设计哲学层面，探讨结构如何成为产品叙事的一部分。分析那些将机械连接件、散热结构、甚至内部骨架暴露出来的设计案例，它们如何通过材料的质感、线条的律动和装配的秩序感，传达出产品的可靠性、精密性与设计者的严谨态度。 《工业设计中的结构美学与功能实现》 是一本旨在提升设计师结构素养、缩小设计与工程之间鸿沟的深度参考书。它要求读者不仅要“看到”产品的美观，更要“理解”其稳定运行的底层逻辑。通过对这些复杂关系的精确掌握，读者将能够设计出不仅坚固耐用，更具内在美感的未来工业产品。

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这本书的封面设计简洁得有些过分了，封面上只有抽象的线条和几个几何图形，让人完全无法联想到内容与“纸盒”这两个字有什么关联。我原本期待能看到一些关于包装设计美学的探讨，或者至少是关于不同纸张材质的质感对比。然而，翻开第一页，映入眼帘的是一堆晦涩难懂的数学公式和复杂的工程图纸，让我这个非专业人士感到完全摸不着头脑。它更像是一本面向结构工程师的教科书，而不是面向设计师或者对包装感兴趣的普通读者的指南。书中充斥着大量的应力分析、材料科学和力学原理，这些内容对我来说，就像是天书一样难以理解。如果这本书的主旨在于探讨如何计算一个纸盒在不同外力作用下的稳定性，那它无疑是严谨且详尽的，但对于我这种想学习如何“设计”一个吸引人的纸盒的人来说，这完全跑偏了。

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这本书的排版和插图风格，也进一步加深了我的“技术手册”印象。通篇都是黑白打印的工程视图，线条精准但缺乏生命力。图例大多是机械制图的规范表达，没有一张色彩丰富、能够激发灵感的实物照片或渲染图。当我试图寻找关于如何用纸盒的开启方式来制造惊喜感的章节时，我只找到了一张关于“最优化开启角度以减少撕裂概率”的曲线图。这让我意识到，作者在创作这本书时，思维模式完全被限制在了“结构可靠性”的框架内。对于一个渴望在包装上做出差异化表达的设计师来说，这本书提供的帮助微乎其微，它更像是一份冷冰冰的规范说明书，而不是一本启发创意的工具书。

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坦白地说，这本书的深度令人敬佩，但其适用范围极其狭窄。它对纸张纤维的定向性、内应力释放的数学模型进行了极为详尽的推导，这些内容远超出了普通包装设计所需要掌握的知识范畴。我甚至怀疑，即便是经验丰富的包装设计师，也很少会用到书中这些复杂的计算方法。它更像是为那些在航空航天、精密仪器运输等对包装强度有极端要求的领域工作的工程师准备的参考资料。如果作者的目标读者是希望通过设计包装来提升品牌价值的营销人员或视觉设计师，那么这本书的选择无疑是错误的。它就像一本教人如何炼钢的冶金学专著，却被放在了面向普通家庭烹饪爱好者的书架上——理论扎实到让人望而生畏，但实用性却难以触及。

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读完这本书，我最大的感受是，它更像是一部“纸盒工程手册”而非“设计指南”。书中花费了大量的篇幅来讨论纸板的瓦楞类型、粘合剂的选择以及模切设备的精度要求，这些内容都属于工艺制造的范畴，与我理解的“设计”相去甚远。我期待的是看到不同文化背景下的纸盒造型演变，或者至少是一些打破传统方形结构的案例分析。但书中展示的案例，无一例外都是极其标准、功能至上的结构，仿佛是为了展示技术可行性而存在的模型。我对其中一个关于“可回收性优化”的章节产生了兴趣，但很快发现，作者仅仅是从材料降耗的角度来论述，而没有提及任何关于如何通过设计语言来增强用户回收意愿的策略。这是一本非常务实的书，但“务实”到让人感觉缺乏了设计的灵魂。

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我本来是想寻找一些关于创意包装灵感的，比如如何通过创新的结构设计来提升产品的用户体验，或者如何利用折叠方式来讲述品牌故事。这本书里完全没有这些“软性”的、偏向美学和市场营销的内容。取而代之的是大量的技术规范和行业标准，讲的都是如何确保一个纸盒的承重能力达到某个指标，或者如何优化开槽的精度以提高生产效率。我尝试去理解那些关于“开槽深度与侧壁支撑力的关系”的章节，但很快就被那些枯燥的图表和参数劝退了。感觉作者对“设计”这个词的理解，仅仅停留在“结构实现”的层面，而完全忽略了“设计”中至关重要的人文关怀和视觉传达。这本书对于那些需要精确计算材料用量和结构强度的专业人士或许有价值，但对于追求创新和美感的读者来说，简直是食之无味弃之可惜的鸡肋。

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