結構設計的案例
【設計思路】你知道電子產品整機結構設計嗎?它有什么要點?
在開篇之前，先分享給大家一本書，希望對大家產品設計有一定的設計啟發。下載鏈接，請見文后小編留言！
關于電子產品整機結構設計，你知道多少?電子產品的設計通常包括電路設計和結構設計。電路設計就是根據產品的功能要求和技術條件，確定總體方案并設計原理框圖，并在此基礎上進行必要的計算和試驗，最終確定詳細電路設計圖紙并選定元器件及其參數。結構設計則是根據電路設計提供的資料和數據，結合電子產品的性能要求、技術條件等，合理布置元器件、使之組成部件或電路單元，同時進行機械設計和防護設計，將各零部件或電路單元互連，最后給出齊套的技術圖紙。
設計和制造電子產品，除滿足工作性能的要求外，還必須滿足加工制造的要求，電路性能指標的實現，要通過具體的產品結構體現出來。電子產品是隨著電子技術的發展而發展的，其結構和構成形式也隨之發生變化。初期的電子產品功能比較簡單，設計考慮的主要問題是電路設計。到 20 世紀 40 年代后，隨著電子產品功能越來越多，出現了將復雜產品分為若干部件、樹立結構級別的先進想法;為防止氣候影響，研制出密封外殼;為防止機械過載而研制出減振器，產品結構功能進一步完善，此時，結構設計才正式成為電子產品設計的內容。隨后，由于產品向高集成度和小型化方向發展，尤其是出于軍用電子技術的發展和野戰的需要，散熱、抗電磁干擾、防潮、防霉菌、防鹽霧開始成為結構設計中必須考慮的內容，結構設計的內容也因此逐步豐富起來。目前，結構設計在電子產品的設計中占有較大的比重，直接關系到電子產品的性能和技術指標(條件)的實現。
電子產品的整機結構是指電子產品中由工程材料按合理的方式進行連接，能夠安裝電子元器件及機械零部件，使產品成為一個整體的基礎結構。這種結構包括機箱機架和機柜結構、分機插箱、底座和積木盒結構、導向定位裝置、面板、指示和操控裝置等。
展開 結構設計中的設計使用年限、設計基準期、重現期
以房屋建筑為例，結構的設計基準期為50年，即房屋建筑結構上的各種可變使用的標準值取其50年一遇的最大值分布的“某一分位值”，對設計使用年限為100年的結構，要保證結構在100年時具有設計要求的可靠度水平，理論上要求結構上的各種可變作用應采用100年一遇的最大值分布上的相同分位值作為可變作用的標準值。為此，《建筑結構可靠性設計統一標準，2018》提出設計使用年限對設計的影響通過荷載調整系數γL體現，并對相應數值給出規定。
在海洋平臺設計中，設計使用年限一般由業主指定，通常為20-35年，由于其作業環境惡劣，將γL取為1.0（對于設計壽命50年的結構，房屋建筑取γL為1.0）。另一方面，設計使用年限影響著防腐設計、疲勞設計；由于結構構件設計需要考慮腐蝕余量（冰區還要考慮冰的磨蝕余量），所以也影響著整個結構的強度設計。我國固定平臺結構設計考慮極端工況時，風、浪流等可變荷載的重現期通常取為50年或100年。
展開 總結太全面了：機械設計中的結構要素、設計要求準則
機械結構設計的任務是依據設計任務在總體設計構想的基礎上，確定的原理方案，繪制出具體的結構圖，以實現設計所要求的功能。
設計的過程是將抽象的工作原理具體化為某類構件或零部件，包含確定結構件的材料、形狀、尺寸、公差、熱處理方式和表面處理等，還須考慮其加工工藝、強度、剛度、精度以及與其它零件相互之間關系等問題。所以結構設計的直接產物雖是技術圖紙，但工作不是簡單的機械制圖，圖紙只是表達設計方案的工程語言，運用機構設計的各種技術將設計構想具體化是結構設計的基本內容。
1 機械結構件的結構要素和設計方法
1.1 結構件的幾何要素
機械結構的功能主要是靠機械零部件的幾何形狀及各個零部件之間的相對位置關系實現的。零部件的幾何形狀由它的表面所構成，一個零件通常有多個表面，在這些表面中有的與其它零部件表面直接接觸，把這一部分表面稱為功能表面。在功能表面之間的聯結部分稱為聯接表面。零件的功能表面是決定機械功能的重要因素，功能表面的設計是零部件結構設計的核心。描述功能表面的主要幾何參數有表面的幾何形狀、尺寸大小、表面數量、位置、順序等。通過對功能表面的不同設計，可以得到為實現同一技術功能的多種結構方案。
1.2 結構件之間的關聯
在機器或機械中，任何零件都不是孤立存在的。因此在結構設計中除了研究零件本身的功能和相關特征外，還必須研究零件之間的相互關系。零件之間的相互關系分為直接相關和間接相關兩類。兩個零件有直接裝配關系的成為直接相關。沒有直接裝配關系的成為間接相關。間接相關又分為位置相關和運動相關兩類。位置相關是指兩零件在相互位置上有要求，如減速器中兩相鄰的傳動軸，其中心距必須保證一定的精度，兩軸線必須平行，以保證齒輪的正常嚙合。
展開 【專業知識】機械結構設計基礎知識講解，方法、要求及設計準則
2.質量設計兼顧各種要求和限制，提高產品的質量和性能價格比，它是現代工程設計的特征。具體為操作、美觀、成本、安全、環保等眾多其它要求和限制。在現代設計中，質量設計相當重要，往往決定產品的競爭力。那種只滿足主要技術功能要求的機械設計時代已經過去，統籌兼顧各種要求，提高產品的質量，是現代機械設計的關鍵所在。
3.優化設計和創新設計用結構設計變元等方法系統地構造優化設計空間，用創造性設計思維方法和其它科學方法進行優選和創新。
三、機械結構基本設計準則
機械設計的最終結果是以一定的結構形式表現出來的，按所設計的結構進行加工、裝配，制造成最終的產品。所以，機械結構設計應滿足作為產品的多方面要求，基本要求有功能、可靠性、工藝性、經濟性和外觀造型等方面的要求。此外，還應改善零件的受力，提高強度、剛度、精度和壽命。因此，機械結構設計是一項綜合性的技術工作。由于結構設計的錯誤或不合理，可能造成零部件不應有的失效，使機器達不到設計精度的要求，給裝配和維修帶來極大的不方便。機械結構設計過程中應考慮如下的結構設計準則。
1.現預期功能的設計準則
產品的設計主要目的是為了實現預定的功能要求，因此實現預期功能的設計準則是結構設計首先考慮的問題。
展開 
鋼結構設計簡單步驟和設計思路
鋼結構設計常用規范
(一) 一般規范
《鋼結構設計規范》 (GBJ 17-88)
《冷彎薄壁型鋼結構技術規范》(GBJ18-87)
《建筑鋼結構焊接規程》（JGJ81-91）
《高強度螺栓設計、施工及驗收規程》
《鋼結構加固技術規范》（CECS77：96）中國工程建設標準化協會
(二) 專門規范
《高層民用建筑鋼結構技術規程》(JGJ 99-98)
《高聳結構設計規范》(GBJ 135-90)
《門式剛架輕型房屋鋼結構技術規程》(CECS 102:98)
《網架結構設計與施工規定》（JGJ 7-91）
《壓型鋼板拱殼結構技術規程》
(三) 組合結構規范
《鋼-混凝土組合結構設計規程》（DL/T 5085-1999）國家經濟貿易委員會
《鋼骨混凝土結構設計規程》（YB9082-97）冶金工業部
《鋼管混凝土結構設計與施工規程》（CECS28：90）中國工程建設標準化協會
(四) 其他規范
《上海地方標準 輕型鋼結構設計規程》（DBJ 08-68-97)
《上海地方標準 高層鋼結構設計暫行規定》（DBJ 08-32-92）
《上海地方標準 建筑鋼結構防火技術規程》（DG/TJ 08-008-2000)
鋼結構設計常用專業圖集、書籍及雜志
(一) 圖集
1.輕型鋼結構廠房門式剛架(2000浙G26) 已獲批準使用。主編單位:機械工業部第二設計研究院 協編單位:杭州大地網架制造有限公司 0571-2831830
2.新型屋面梯形鋼屋架(01SG515) 試用圖 北京交通大學勘察設計研究院 已獲批準使用。
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展開 【JY】結構概念設計之（隔震概念設計）
一、抗震與隔震概述
在地震過程中，造成人員傷亡和財產損失的主要原因是建筑結構的
破壞和倒塌（樓板落地是倒塌的標志）
。因此，要減少或避免地震災害的重要途徑是增加建筑結構的抗震能力，使建筑結構在地震作用下少倒塌或是不倒塌。為了實現這一目標，
傳統的抗震理論是通過增加建筑結構剛度和強度，并保障結構延性儲備，依靠自身強度和塑性變形吸收地震能量，使建筑結構在大震作用下不倒塌。
可見傳統的抗震結構是通過結構和結構構件來抵抗并消耗地震能量的，設計時將地震作用作為一種外加荷載，與作用在結構上的其他荷載進行組合來設計和驗算結構是否滿足設計和使用要求。
結構概念設計文章可看：
【JY|理念】結構概念設計之(結構體系概念)
【JY|理念】結構概念設計之(設計理念進展)
然而，在烈度較高地區或是安全級別較高的建筑物，采用傳統的抗震方法較難滿足要求，即便滿足安全要求，也會犧牲建筑功能或是其他要求(如傳統結構設計的醫院，在大震后幾乎喪失了救助能力)。
而隔震和消能減震技術則提供一條新的抗震途徑。尤其是隔震技術，經歷過實際地震檢驗，可以有效的減輕地震作用，提升工程抗震能力，對保護人民生命財產安全、減輕震害具有明顯的經濟效益和社會效益。隔震結構則增加了專門的變形和耗能裝置：橡膠隔震支座和阻尼器（如鉛阻尼器、油阻尼器、鋼棒阻尼器、粘彈性阻尼器、滑板支座等），橡膠隔震支座具有提供豎向承載能力、彈性復位能力、良好的變形能力等特性，此外鉛芯橡膠隔震支座同時還具有消耗地震能量的耗能特性。
展開 北航：航空發動機典型結構概率設計技術
轉子結構作為航空發動機的核心部件，其結構完整性和可靠性是航空發動機設計的最薄弱環節，是制約發動機研發的瓶頸。
一方面，結構系統經受嚴酷且復雜多變的氣動、機械和熱載荷，同時力學（氣-熱-固）與材料、工藝等學科相互作用和制約；另一方面，結構壽命表現出很大的分散性，而安全飛行又要求低的失效概率。這時，傳統的確定性設計技術面臨諸多挑戰，概率設計作為一種精細設計手段，可以量化風險，在滿足可靠性要求的前提下能夠減輕重量、降低成本，是解決先進航空發動機研制瓶頸的最有潛力的關鍵技術之一。
發動機結構設計發展
航空發動機結構設計經歷了靜強度設計、安全壽命設計、確定性損傷容限設計與結構概率設計的發展過程。
靜強度設計的主要出發點是結構在給定設計載荷作用下不發生破壞；經使用載荷作用，卸載后沒有可見的永久變形。在過去相當長時間內，由于發動機載荷較小，結構的應力水平很低，對結構壽命的要求也不高，靜強度設計能夠滿足設計要求。
1954年英國“彗星”號噴氣式客機連續發生爆炸墜海事故，事故原因是由于飛機機身金屬結構出現疲勞效應而產生的斷裂破壞所造成的。這說明，按照靜強度設計結構件，并不能保證其使用安全，在結構設計中必須考慮安全使用壽命問題。在事故發生之后，航空發動機結構設計開始采用了安全壽命方法。
安全壽命設計的前提是假設結構是無缺陷的連續均勻體。由于材料具有一定的分散性，工程中結構設計往往通過試驗確定結構的平均壽命，并結合經驗給定一個較大的分散系數，進而得到結構的許用壽命。
展開 建筑結構設計原則及要點分析
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建筑結構設計原則
建筑設計的原則即指設計師在滿足功能要求的基礎上在建筑設計標準的規范下，使用當下最先進的技術，以最經濟、合理、科學的方法進行設計。設計過程中的具體的設計細則如下：
建筑結構設計的適用性
建筑的建設就是為了滿足人們生活或者生產的需要，所以建筑結構在設計的時候，一定要考慮具備良好的適用性，這樣才能達到最初建設的目的。
建筑結構設計的安全性
我們都知道，在任何生產活動中，安全都是第一位的，對于建筑結構設計也不例外。建筑結構在使用的過程中會受到各種不同荷載的作用產生變形，有時還會遭遇一些偶然事件，例如：強風、地震等自然現象的侵害。在這些外力的沖擊下，建筑結構要仍然保持其整體的穩定性，不能因為局部的損壞導致坍塌斷裂等。所以建筑結構設計一定要遵循安全性原則。
建筑結構設計的耐久性
建筑工程不論是工程量還是工程資金投入一般都比較龐大，所以短期重建或重修是不必要的，這樣會給國家造成巨大的經濟損失。因此，在建筑結構設計的時候就要考慮到使用年限的問題。也就是按照規定設計的建筑，在正常施工、使用一級維護的前提條件下，保證不需要進行大幅度的修整就可以達到預期的使用壽命。建筑結構的使用壽命一般為50年。
安全等級設計
一般在建筑設計規范中，按照結構破壞所導致的后果、造成的經濟損失、產生的不良影響以及危及人們生命的嚴重程度等可以將建筑結構劃分為三個安全等級。在建筑結構設計中，要綜合評定，確定其安全等級。
展開 【產品設計】鈑金結構防塵防水設計，結構工程師必備知識點！
針對鈑金結構機柜防塵防水設計工作，設計人員要思考結構的設計要點，并明確防塵防水設計的原理和具體的對策，只有這樣才能夠提升設計的水平和設計的質量。
鈑金結構機柜的結構類型和聯接方式
1.1鈑金結構機柜的結構類型
鈑金結構機柜指的是運用鈑金工藝加工制造的機柜，加工過程中使用的加工藝有剪、沖、折、焊和表面處理。鈑金結構機柜的結構類型根據分類標準的不同，主要可以分為以下幾類：第一，按照機柜的框架可以分為立柱橫梁結合型與整板型兩種；第二，按照鈑金機柜的角聯接方式可以分為四種類型，分別是螺釘聯接、粘接聯接、銷聯接、焊聯接。
1.2 鈑金結構機柜框架的聯接方式
鈑金結構機柜的聯接方式指的是鈑金結構機柜主體結構的聯接方式。隨著機柜加工工藝的發展，鈑金結構機柜既可以采用整面板的結構制作而成，也可以通過一定尺寸的插件連接而成。一般情況下，鈑金結構機柜的結構主要有以下幾個部分：前橫梁、后橫梁、側橫梁、和立柱組成的框架。（我們推薦你關注“機械工程師”公眾號，第一時間掌握干貨知識、行業信息）
一般這幾部分的截面形狀是保持一致的，設計的過程盡量采用定型成熟的框架結構。其中前后橫梁、立柱和側橫梁的聯接可以通過彎折形狀和與彎折形狀相配合的避位運用穿插技術進行聯接，也可以采用焊接或角件方式進行聯接。
鈑金結構機柜防塵防水設計要點分析
在對放置這些電子設備的鈑金結構機柜進行設計時，設計人員一定要根據 IP 防護等級充分考慮到機柜的防護性能。
展開 一套6層框架結構住宅樓畢業設計計算書及設計圖紙
本計算書包含了所有的建筑設計及結構設計，從設計圖到計算書，完整可靠，計算書純手工輸入，是本論文編寫者在2012畢業時編制，給學弟學妹們做一個參考，建筑設計圖和結構設計圖在本計算書的最末尾，采用CAD專用截圖軟件，高清，下載后可放大打印！希望能給愛上土木網粉絲們一點小小的幫助。
以下內容為本論文的總結和致謝部分：
經過將即三個月的忙碌后，我的畢業設計終于完成了,算是畫上了一個完美的句號。在這次畢業設計中，我學到很多有用的知識，也積累了不少寶貴的經驗，同時還培養了我獨立解決問題的能力以及勤學善問的精神。
通過這次畢業設計對大學期間所學的知識做一個系統的總結和應用，通過自己對在熟悉任務書的基礎上參觀、比較同類建筑，查閱、搜集有關設計資料使我的所學的知識得以綜合的應用，提高綜合知識的應用能力，對所學過的知識得以系統的深化。并培養我獨立解決建筑設計、結構設計的內容和步驟，及掌握建筑施工圖結構施工圖繪制的方法，學會運用了CAD、 天正CAD、 PKPM這三種建筑結構設計軟件，為今后工作打下良好的基礎。
但是從這次畢業設計中也發現了自己的一些小問題，尤其是設計技術的問題，比如結構設計柱子的尺寸估算和板的厚度選取，以致于造成設計結果不是很合理，柱子全是按構造配筋，板基本也是按構造配筋。這也是本次畢業設計的不足之處，以后在工作多積累些這方面的經驗。
本次畢業設計用了三種軟件建筑結構設計軟件，CAD、天正CAD、PKPM。對于建筑軟件CAD和天正CAD，由于平時我用的比較多所以在建筑設計過程中，沒有出現什么問題，設計還是比較順利。但是到了結構設計的時候，由于平時PKPM用的較少，運用起來比較生疏,于是我就查看PKPM教材書,慢慢進行摸索，最后還是比較順手的把結構設計做完了，雖然沒有建筑設計做的那么得心應手，但是經過自己的努力還是完成了。
展開 
CMF設計對產品結構設計的影響【上】金屬材料部分
很多結構設計師都還不清楚CMF是什么？CMF設計跟我們結構又有什么關系？結構設計對CMF又會帶來哪些影響？
這期為大家分解一下產品結構設計對CMF設計的影響，以下為正文：
【一】、CMF是什么？
CMF就是顏色Colour，材料Material，工藝Finishing的英文簡稱。當產品造型設計完成以后，需要將它涂裝上色，穿上外衣，至于外衣用什么樣的色彩，選什么樣的布料，表面用那種質感的工藝，這些都需要CMF設計師去完成。
【二】、ID/MD/CMF本質區別有哪些？
那么ID/MD/CMF又有什么本質區別呢？
1，ID設計重點在于產品的骨架與形體輪廓的設計，用何種造型更能符合產品風格，怎樣拆分才能滿足制造要求，那種比例更加適合人機工程關系。當然這期間也包含一些市場調研，結構大體拆件方式與CMF初步表現。
2，MD設計重點在于產品的構架組合方式，用那種構架組合方式最合理，更適合于量產，能做到最佳的成本。期間也會牽扯到ID造型的合理性優化與CMF設計合理性優化。
3，CMF設計重點在于產品的表面功夫，用那種色彩涂裝最容易讓消費者接受，用何種材質與工藝更能體現產品的質感，滿足成本與量產標準，如何更好的設計滿足消費者心理需求。開發期間同樣需要與ID、MD協調、溝通才能造就無瑕疵的產品。
說白了ID與MD就是兩座橋墩，CMF則是橋梁，然后將他們串聯起來形成一體，都是密不可分的角色。
【三】、產品設計中CMF常用材質有哪些？
搞清楚了CMF是什么，并且與ID、MD又是什么關系了，那么接下來解讀CMF設計就比較容易了。
首先來看產品設計中CMF常用材質有哪些？
展開 手機結構設計CHECK-LIST
手機結構設計CHECK-LIST 01
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手機結構設計CHECK-LIST.part3.rar
手機結構設計CHECK-LIST.part4.rar
手機結構設計CHECK-LIST.part5.rar
手機結構設計CHECK-LIST.part6.rar
手機結構設計CHECK-LIST.part7.rar
土木工程建筑結構設計問題及優化措施
1 土木工程建筑結構設計的主要內容
土木工程建筑結構的設計中應重點考慮以下兩方面內容。
（1） 專項設計項目及具體流程。結構、給排水、電氣等均是不容忽視的設計內容，在各專項設計中均要以安全可靠性和功能穩定性為基本目標，在此基礎上提高環保效益和經濟效益。為保證整體設計方案的可行性，需要按照方案的設計、結構的分析、構件的設計、圖紙的繪制等一系列流程有序展開設計工作。
（2） 結構設計要求。各結構構件均要具有足夠的承載能力，能夠在建筑使用過程中發揮出承載的作用，為滿足此方面的要求，在設計時需計算疲勞強度，保證該值的合理性。此外，建筑是集多部分結構于一體的完整體系，因此需要協調好結構間的關系，形成合適的結構組合方式，保證建筑的安全和質量。
2 土木工程建筑結構設計的主要問題
2.1 結構安全問題
在部分設計工作中，設計人員未考慮到結構安全層面的問題，或是企業為追求經濟效益而在施工期間隨意變更結構設計方案，由于缺乏可行性論證，容易出現設計方案無法順利應用的情況，除了影響建筑的安全性外，還容易增加建筑成本。
2.2 結構穩定性問題
隨著社會經濟的發展，加之土地資源的緊缺，現階段的建筑結構普遍采取的是高層形式，這對結構的穩定性提出了更高的要求。而部分設計人員未充分考慮到此方面的要求， 缺乏針對性的優化措施，從而出現結構的抗震性能不足等問題，在外部因素的促進作用下，容易發生結構失穩現象。
2.3 樓層平面剛度問題
建筑結構組成中，部分設計人員對結構概念的認識不充分，在樓層平面剛度布置的設計中未創建力學模型，導致分析的結果缺乏準確性。此外，還存在計算結果與標準值存在較大偏差的情況。
展開 復合材料結構設計基礎
2）復合材料的主要特點
1）復合材料的性能具有可設計性
2）材料和結構具有同一性
3）復合材料結構設計包含材料設計
4）材料性能對復合工藝的依賴性
5）復合材料具有各向異性和非均質性
3）復合材料的構造特點
復合材料與其說是材料，不如說是結構更確切。因此復合材料結構可分為
三個結構層次：
單層板（一次結構）
層合板（二次結構）
工程結構（三次結構）
4）復合材料結構設計特點
復合材料結構設計也分為三個層次：
單層設計——正確選擇増強材料和基體，確定組分比。
（單層材料性能設計）
層合板設計——確定單層層數、鋪設方向和鋪設順序。
（鋪層設計，或層合板性能設計）
結構設計——根據結構安全性計算分析確定結構尺寸和壁厚
二、復合材料結構設計基本方法
1）復合材料產品設計過程
2）復合材料產品設計的內容
◆性能（材料）設計
根據產品的技術要求和使用條件，對組分材料進行選擇、對復合材料的性能（包括力學性能、物理性能、化學性能等）進行設計。具體的內容包括增強材料、基體材料、功能輔助材料的選擇；組分比設計；鋪層設計等。（一次結構和二次結構設計）
◆結構設計（三次結構設計）
根據載荷、介質、環境條件，結合工藝與材料性能，通過計算分析與強度、剛度、穩定性校核，設計出不使產品發生破壞和過大變形的產品尺寸，既確保安全，又減少材料消耗。
◆工藝設計
針對產品的特點、性能要求和數量，選擇合適的成型工藝方法，使該產品不僅成型方便、質量穩定，而且成本較低。
展開 