漫談客車座椅造型設(shè)計
時間:2022-12-13 03:29:30
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一、設(shè)計約束
設(shè)計約束是指設(shè)計變量間應(yīng)滿足的相互制約和相互依賴的關(guān)系。產(chǎn)品造型設(shè)計需在給定的約束條件下進行,是通過提取產(chǎn)品的有效約束來建立其約束模型并進行約束求解的過程。約束類型具有多樣性。客車座椅造型設(shè)計主要的約束條件有:用戶需求、人機尺寸、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、色彩及材質(zhì)等。
(1)用戶需求約束。主要包括安全性需求、易用性需求、舒適性需求、美觀性需求等約束。
(2)人機尺寸約束。根據(jù)GB10000—1988中國成年人人體尺寸[10]和QC/T633—2009客車座椅2項標(biāo)準中的相關(guān)規(guī)定,選擇合理的成年人尺寸作為參考標(biāo)準,綜合考慮客車內(nèi)座椅布置要求、人體著衣修正量及乘客自如調(diào)整坐姿的空間要求等,明確客車座椅的人機尺寸約束條件。
(3)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)約束??蛙囎谓Y(jié)構(gòu)包括座椅骨架、調(diào)角器總成、升降器總成、滑軌總成等,涉及產(chǎn)品的各個部件。軟墊、扶手、縱橫向調(diào)節(jié)機構(gòu)、調(diào)角機構(gòu)等部件造型都應(yīng)符合裝配性、安全性和可靠性要求。座椅骨架作為產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的核心部件,是承受外部載荷的主要受力部件。軟墊造型可提高舒適性,但須依據(jù)座椅骨架展開設(shè)計,軟墊須能包覆靠背骨架。每種造型座椅均應(yīng)滿足靜態(tài)和靠背后部吸能特性試驗要求或者動態(tài)試驗要求。
(4)色彩及材質(zhì)約束。色彩應(yīng)與內(nèi)飾環(huán)境設(shè)計風(fēng)格相協(xié)調(diào),客車強調(diào)居住性,適當(dāng)增加明度和變化,營造和諧的氛圍。座椅面料須具有舒適性、功能性和裝飾性,可分為紡織和皮革2種不同的面料;座椅骨架在保證強度和剛度的前提下,應(yīng)盡量減輕質(zhì)量,方便裝配和調(diào)整;靠背和座墊須采用合適的減振材料,以獲得良好的舒適性;扶手、背板、椅腿、擱板、拉手等采用模具化生產(chǎn),力求造型美觀[15]。
二、應(yīng)用實例
以某系列客車座椅產(chǎn)品造型設(shè)計為例,通過對客車座椅的模塊劃分,分析各模塊與設(shè)計約束條件之間的關(guān)系,從而確立產(chǎn)品平臺,并基于同一產(chǎn)品平臺快速生成系列化、模塊化的客車座椅外觀造型。
1.座椅模塊與設(shè)計約束客車乘客座椅結(jié)合QC/T633—2009規(guī)范進行模塊劃分。座椅模塊與設(shè)計約束條件之間存在著不同程度的制約關(guān)系。
2.確立產(chǎn)品平臺座椅骨架模塊受到產(chǎn)品結(jié)構(gòu)約束條件的嚴格限制,通過靜強度特性分析、動強度特性分析等試驗程序,符合GB13057—2003客車座椅及其車輛固定件的強度的相關(guān)規(guī)定。座椅軟墊模塊受到人機尺寸約束條件的嚴格限制,中對客車座椅人機尺寸的數(shù)值或取值范圍,結(jié)合座椅骨架模塊,確定軟墊的外形尺寸和角度。產(chǎn)品平臺是用來開發(fā)系列變形產(chǎn)品的一組通用模塊和接口。座椅骨架模塊和軟墊模塊是用戶的基本需求,并分別受到產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和人機尺寸的嚴格約束,在滿足各項標(biāo)準要求和經(jīng)過一定時間市場檢驗的條件下,將被定型并延續(xù)使用。因此,座椅骨架模塊和軟墊模塊構(gòu)成了基礎(chǔ)的產(chǎn)品平臺。依靠成熟的產(chǎn)品平臺,根據(jù)用戶的不同需求,僅通過對面料模塊、扶手模塊和安裝件模塊的設(shè)計,即可快速確定用戶所需的最終產(chǎn)品。
3.基于產(chǎn)品平臺展開的快速造型設(shè)計根據(jù)用戶輸入的“清新、簡約”造型意象定位,對扶手、安裝件和面料模塊展開造型設(shè)計。采用淺藍色與乳白色的皮質(zhì)面料和工程塑料的安裝件詮釋“清新”的造型意象;以“天鵝”為原型,通過簡潔流暢的曲線對面料、扶手及背板進行形態(tài)塑造和層次劃分,詮釋“簡約”的造型意象。在產(chǎn)品平臺基礎(chǔ)上,快速生成了用戶所需的最終造型方案。
4.系列衍生方案的快速設(shè)計根據(jù)用戶輸入的“素雅、商務(wù)”造型意象定位,以“禮帽”為原型,從黑色皮紋鑲邊的中扶手設(shè)計入手,輔以褐色系的真皮面料,快速生成用戶所需的最終造型方案B。根據(jù)用戶輸入的“熱情、活躍”造型意象定位,以“火烈鳥”為原型,從紅白結(jié)合的中扶手形態(tài)設(shè)計入手,輔以大塊面的紅色面料劃分,快速生成用戶所需的最終造型方案C。
三、結(jié)論
依靠成熟的產(chǎn)品平臺,根據(jù)用戶需求,結(jié)合產(chǎn)品造型意象,可快速塑造出系列化、模塊化的客車座椅外觀造型。增強了企業(yè)對市場環(huán)境變化的快速響應(yīng)能力,提升了企業(yè)產(chǎn)品造型的效率,提高了企業(yè)的設(shè)計開發(fā)質(zhì)量。
作者:林敬亭單位:華僑大學(xué)機電及自動化學(xué)院