資源簡介

(共34張PPT)
模型或原型的特性與作用
1.模型與原型的區(qū)別
2.模型的功能
3.不同設(shè)計階段模型的作用
1.模型與原型的區(qū)別
模型是根據(jù)實物、設(shè)計圖樣或構(gòu)思，按比例、生態(tài)或其他特征制成的與實物相似的一種物體。
原型可以是產(chǎn)品本身，也可以是在產(chǎn)品生產(chǎn)之前制作的與產(chǎn)品大小相同、使用功能一致的物體。
制作成本低、便于修改
2.模型的功能
1.使設(shè)計對象具體化
模型可視、可觸、可控制，可以形象地表達所設(shè)計的產(chǎn)品的比例、尺度、線型、色彩、材質(zhì)以及每一個構(gòu)成面。
2.幫助分析設(shè)計的可能性。
由于現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品大部分是在大規(guī)模、自動化和巨額資金投入下生產(chǎn)出來的，因此僅憑圖紙?zhí)峁┰O(shè)計意圖很難把握設(shè)計的可靠性。如果設(shè)計一旦失敗，損失將十分巨大。所以，一件較復(fù)雜的產(chǎn)品必須通過模型制作，才能投入生產(chǎn)。
3.不同設(shè)計階段模型的作用
草模
概念模型
結(jié)構(gòu)模型
功能模型
展示模型
產(chǎn)品造型設(shè)計的初期階段
從整體上表現(xiàn)產(chǎn)品造型的概念
表達產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)尺寸和連接方法，并用于進行結(jié)構(gòu)強度試驗
研究產(chǎn)品的各種性能以及人機關(guān)系
采用真實材料，按照準(zhǔn)確的尺寸，選擇恰當(dāng)?shù)谋壤龀傻呐c實際產(chǎn)品形態(tài)高度相似的模型
練一練
張曉紅構(gòu)思了一個嬰兒搖籃，現(xiàn)想進一步分析產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和連接方法，他應(yīng)制作出（ ）
A.概念模型 B.草模
C.功能模型 D.結(jié)構(gòu)模型
D
材料的性能與規(guī)劃
1.材料的性能
2.材料的分類
3.材料的選擇和規(guī)劃
1.材料的性能
材料是產(chǎn)品設(shè)計的物質(zhì)條件，是產(chǎn)品設(shè)計的基礎(chǔ)和前提。
材料是物質(zhì)基礎(chǔ)，文明的重要支柱
1.材料的性能
硬度
剛度
強度
塑性
直接影響材料耐磨性和切削加工性
衡量材料軟硬程度
材料在受力時抵抗彈性形變的能力
衡量材料彈性變形難易程度
外力作用下抵抗塑性變形和斷裂的能力
衡量材料抵抗發(fā)生斷裂或殘余變形的能力
材料在外力作用下，產(chǎn)生永久變形而不致引起破壞的能力
2.材料的分類
在工程領(lǐng)域，一般將材料按化學(xué)成分分為：金屬材料、無機非金屬材料、有機高分子材料、復(fù)合材料。
無機非金屬材料
有機高分子材料
復(fù)合材料必須由兩種或兩種以上化學(xué)、物理性質(zhì)不同的材料組分，以所設(shè)計的形式、比例、分布組合而成，各組分之間有明顯的界面存在;
木材、金屬材料、塑料
2.材料的分類
木材
優(yōu)點：
1.木質(zhì)輕，有天然的色澤和美麗的花紋
2.易于加工和涂飾、隔熱與絕緣
3.具有較好的強度性能及優(yōu)良的加工性能
2.材料的分類
強度
外力作用下抵抗塑性變形和斷裂的能力
衡量材料抵抗發(fā)生斷裂或殘余變形的能力
抗拉力示意圖
抗壓力示意圖
抗彎力示意圖
抗剪力示意圖
2.材料的分類
木材分類
實木板材
人造板材
采用完整的木材（原木）制成的木板材
1、具有各向異性的特點，在自然條件下具有吸濕膨脹，解吸收縮的特性。
2、木材暴露在空氣中時，容易發(fā)生變形、開裂、扭曲和翹曲等現(xiàn)象。
有密度板、刨花板、膠合板、細木工板、三聚氰胺板等
人造板材在幅面方向上的尺寸穩(wěn)定性好，較實木而言適用范圍更廣
2.材料的分類
各向異性
亦稱“非均質(zhì)性”，是指物體的全部或部分性能隨方向的不同面各自表現(xiàn)出一定的疊異的特性，
即在不同的方向所測得的性能數(shù)值不同
2.材料的分類
實木板材
人造板材
內(nèi)容回顧
硬度
剛度
強度
塑性
直接影響材料耐磨性和切削加工性
材料在受力時抵抗彈性形變的能力
外力作用下抵抗塑性變形和斷裂的能力
材料在外力作用下，產(chǎn)生永久變形而不致引起破壞的能力
2.材料的分類
汽車碰撞以后會凹下去，為什么泰坦尼克號會直接撞裂開？
2.材料的分類
指由純金屬或合金構(gòu)成的材料，具有金屬光澤，有良好的導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能，以及優(yōu)良的力學(xué)性能和可加工性能。
金屬材料的力學(xué)性能主要包括強度、剛度、硬度等，一般以抗拉強度作為判別金屬強度的指標(biāo)。
金屬材料
銅材
鋁材
鋼材
鑄鐵
2.材料的分類
什么情景下需要硬度較高的金屬材料？
是不是硬度越大越好呢？
要用到具備耐磨、耐腐蝕、持久耐用等特點的用具的環(huán)境，如要用到劃針、樣沖、玻璃刀、鋼鋸、鉆頭等的使用環(huán)境。
不是。硬度大是指金屬材料抵抗更硬的物體壓入其內(nèi)的能力強，而材料堅固一般指金屬材料在外力作用下抵抗性變形和斷裂的能力強，即材料的強度高，二者有區(qū)別。
2.材料的分類
泰坦尼克號殘骸再現(xiàn)后，科學(xué)考察隊采集了金屬樣本進行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)致“泰坦尼克號”沉沒的重要細節(jié)：把殘骸的金屬碎片與如今的造船鋼材作一對比試驗，發(fā)現(xiàn)在“泰坦尼克號”沉沒地點的水溫中，如今的造船鋼材在受到撞擊時可彎成V形，而殘骸上的鋼材則因韌性不夠而很快斷裂。
由此發(fā)現(xiàn)了鋼材的冷脆性，即在-40℃~0℃的溫度下，鋼材的力學(xué)性能由韌性變成脆性，從而導(dǎo)致災(zāi)難性的脆性斷裂。
而用現(xiàn)代技術(shù)煉的鋼只有在-70℃~-60℃的溫度下才會變脆。不過不能責(zé)怪當(dāng)時的工程師，因為當(dāng)時誰也不知道，為了增加鋼的強度而往煉鋼原料中增加大量硫化物會大大增加鋼的脆性，以致釀成了“泰坦尼克號”沉沒的悲劇。
思考一下
空調(diào)內(nèi)、外機之間需要用管道連通，管道與內(nèi)外機進行焊接，使氟利昂可以在兩者間流動（氟利昂具有腐蝕性）
為什么各大廠商會選擇使用銅管？鋼、鋁不行嗎？
1.使用功能
2.使用環(huán)境
3.結(jié)構(gòu)要求
導(dǎo)熱性
耐腐蝕性
彎曲性能、焊接性能、機械強度
2.材料的分類
塑料
原料來源廣
性能優(yōu)良
加工方便
價格低廉
熱塑性塑料
熱固性塑料
在一定的溫度范圍內(nèi)，能反復(fù)加熱軟化至熔融流動，冷卻后能硬化成一定形狀的塑料
受熱后可多次成型，廢料可回收再利用
初次成型后形狀固化下來，不能再次熱熔或軟化的塑料。在隔熱、耐磨、絕緣、耐高壓電等惡劣環(huán)境中使用的塑料，大部分是熱固性塑料
硬而且脆，只能做機殼之類，不能彎曲
電線外面的叫PVC材料，別名，聚氯乙烯，一種熱塑性非常好的塑料
2.材料的分類
亞克力板
用途：廣告燈箱、家用裝飾等
熱塑性塑料
思考：亞克力板屬于熱塑性塑料還是熱固性塑料呢？
2.材料的分類
新材料
超導(dǎo)材料
碳纖維
石墨烯
柔性玻璃
形狀記憶合金
3.材料的選擇和規(guī)劃
玻璃材質(zhì)
金屬材質(zhì)
木材質(zhì)
塑料材質(zhì)
石材質(zhì)
陶瓷材質(zhì)
紙材質(zhì)
水晶材質(zhì)
亞克力材質(zhì)
樹脂材質(zhì)
生活中常見的臺燈材質(zhì)
這么多種材料，我們進行選擇的依據(jù)是什么？
3.材料的選擇和規(guī)劃
材料的選擇
性能
使用功能
使用環(huán)境
結(jié)構(gòu)要求
3.材料的選擇和規(guī)劃
想一想：材料的選擇還應(yīng)考慮什么？
刀片崩裂原因
1.材料太硬
2.刀片本身有裂痕
3.撞刀
3.材料的選擇和規(guī)劃
材料的選擇
性能
加工性能
成本
安全
使用功能
使用環(huán)境
結(jié)構(gòu)要求
優(yōu)先選擇技術(shù)難度小、工藝簡單、材料利用率高，并與加工設(shè)備及生產(chǎn)技術(shù)相適應(yīng)的材料
優(yōu)先選用資源豐富、價格低廉、質(zhì)量上好的材料
充分考慮可能遇到的各種危險
3.材料的選擇和規(guī)劃
材料的規(guī)劃
材料選好
加工
排料
下料圖
根據(jù)產(chǎn)品圖紙確定的材料形狀圖
比如產(chǎn)品是一根軸,圖紙上有直徑、長度和材質(zhì),那么下料圖上也應(yīng)該有材質(zhì)(就是什么牌號的鋼材),毛坯直徑(要考慮加工余量,比產(chǎn)品圖紙上直徑大)和材料長度(加上加工余量,比產(chǎn)品圖紙上長度大)
3.材料的選擇和規(guī)劃
刻削之道，鼻莫如大，目莫如小，鼻大可小，小不可大也。目小可大，大不可小也。舉事亦然，為其后可復(fù)者也，則事寡敗矣。
——《韓非子·說林下》
現(xiàn)在需要做出如下橢圓托盤，請問用多大的鋼板合適？（ ）
A.220*120 B.400*200
C.200*100 D.100*50
200
100
3.材料的選擇和規(guī)劃
1.料盡其用,優(yōu)材不劣用,大材不小用,長材不短用
2.先排大料，后排小料，留出鋸割、刨削操作的余量，兩個構(gòu)件不能共線
3.要做好標(biāo)記
4.充分考慮材料的顏色、花紋和光澤
5.木材的紋理趨向
6.紋理和結(jié)疤
材料的規(guī)劃
3.材料的選擇和規(guī)劃
順紋：樹的軀干方向
橫紋：樹的軀干橫切方向
課后作業(yè)
1.自主學(xué)習(xí)：什么是“鋸割、刨削”
2.作業(yè)本6-2

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