工業(yè)設(shè)計(jì)工程基礎(chǔ)

前言

21世紀(jì)是由中國(guó)制造轉(zhuǎn)變?yōu)橹袊?guó)創(chuàng)造的世紀(jì)，在這一進(jìn)程中，工業(yè)設(shè)計(jì)將起到關(guān)鍵作用，綜合化和國(guó)際化已成為工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。工業(yè)設(shè)計(jì)教育必須從以課程為中心向以課題為中心轉(zhuǎn)變，將設(shè)計(jì)作為一種高度綜合的交叉學(xué)科來(lái)組織教學(xué)，全面提高設(shè)計(jì)師的綜合素質(zhì)。同時(shí)，隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的日益國(guó)際化，設(shè)計(jì)教育也必須面向國(guó)際化的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境，培養(yǎng)具有國(guó)際化視野的設(shè)計(jì)人才。鑒于此，我們著手編寫這套新型的工業(yè)設(shè)計(jì)教材。本套教材編寫的宗旨是創(chuàng)新型、立體化與互動(dòng)式、國(guó)際性。創(chuàng)新型主要體現(xiàn)在：1.教材力求觸及設(shè)計(jì)教育本質(zhì)，建立以項(xiàng)目為核心、以案例為基礎(chǔ)的教學(xué)模式，在內(nèi)容上探尋認(rèn)知發(fā)展的規(guī)律和研究的方法，在形式上輔以多媒體的教學(xué)手段，在實(shí)施上強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)實(shí)踐能力和實(shí)際動(dòng)手能力，使教材能引導(dǎo)工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)的健康發(fā)展，對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)教育的改革與實(shí)踐起到積極的作用。2.充分重視設(shè)計(jì)創(chuàng)意的可生產(chǎn)性，充分探索新材料、新生產(chǎn)工藝在工業(yè)設(shè)計(jì)中的可實(shí)現(xiàn)性。既可作為工業(yè)設(shè)計(jì)的專業(yè)教材，亦可作為工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)公司的工作參考書。立體化與互動(dòng)式主要體現(xiàn)在：1.本套教材隨紙質(zhì)教材配備VCD／DVD光盤，光盤不只是簡(jiǎn)單的紙質(zhì)教材的電子教案，還包括了豐富多彩的拓展材料，如教材中沒有涉及的新材料、新技術(shù)、新思想和新案例等，是教材內(nèi)容的補(bǔ)充和延伸。2.信息化時(shí)代的教材出版和建設(shè)，有別于過(guò)去的純紙質(zhì)形式。隨著教學(xué)理念和手段的變化，學(xué)生成為課程的主體。教材出版和建設(shè)必須以用戶體驗(yàn)為核心，才可能提升教材的可用性和出版社的品牌價(jià)值。因此，教材建設(shè)的核心競(jìng)爭(zhēng)是服務(wù)的競(jìng)爭(zhēng)，教材的服務(wù)模式成為了“紙質(zhì)+電子版+網(wǎng)絡(luò)”的形式。今天的工業(yè)設(shè)計(jì)是創(chuàng)造品牌而不僅僅是制造產(chǎn)品，教材的建設(shè)也是如此，必須注重質(zhì)量和服務(wù)。

內(nèi)容概要

工業(yè)設(shè)計(jì)工程基礎(chǔ)是工業(yè)設(shè)計(jì)高級(jí)技術(shù)人員和管理人員必修的一門專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程。本書從基本概念、工業(yè)設(shè)計(jì)力學(xué)分析、產(chǎn)品造型材料性能、材料成型及加工工藝、材料成型模具、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)創(chuàng)新與實(shí)踐方法七個(gè)方面來(lái)講述工業(yè)設(shè)計(jì)工程基礎(chǔ)的內(nèi)容，介紹了工業(yè)設(shè)計(jì)工程基礎(chǔ)知識(shí)體系，并以具體案例說(shuō)明多種設(shè)計(jì)方法的創(chuàng)新成果。書稿內(nèi)容全面、系統(tǒng)，吸收了國(guó)內(nèi)外最新研究成果，突出案例教學(xué)的特點(diǎn)，增強(qiáng)教材的生動(dòng)性與實(shí)用性，可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的設(shè)計(jì)與創(chuàng)新能力。    可作為高等院校工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)教材，亦可供相關(guān)愛好者參考。

作者簡(jiǎn)介

張凱，男，1972年11月生，江蘇鎮(zhèn)江人。1995年6月畢業(yè)于江南大學(xué)工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)，現(xiàn)任江蘇大學(xué)藝術(shù)學(xué)院工業(yè)設(shè)計(jì)系主任，副教授。自參加工作以來(lái)，為本科生開設(shè)設(shè)計(jì)心理學(xué)、工業(yè)設(shè)計(jì)工程基礎(chǔ)、產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計(jì)、產(chǎn)品改良設(shè)計(jì)、產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計(jì)等課程。在《藝術(shù)百家》《裝飾》《包裝工程》等刊物上發(fā)表論文10余篇，擔(dān)任《產(chǎn)品色彩設(shè)計(jì)》副主編，主持、參與多項(xiàng)省級(jí)、校級(jí)教改項(xiàng)目。黃黎清，男，1979年8月生，江蘇常熟人。江南大學(xué)碩士，江蘇大學(xué)藝術(shù)學(xué)院工業(yè)設(shè)計(jì)系講師，江蘇省工業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)會(huì)會(huì)員。自參加工作以來(lái)，為本科生開設(shè)工業(yè)設(shè)計(jì)工程基礎(chǔ)、設(shè)計(jì)初步、概念車設(shè)計(jì)等課程并擔(dān)任畢業(yè)指導(dǎo)設(shè)計(jì)等教學(xué)工作。近年來(lái)在專業(yè)核心期刊上發(fā)表學(xué)術(shù)論文多篇，參與多項(xiàng)省級(jí)、校級(jí)科研項(xiàng)目。

書籍目錄

01  緒論　1.1  設(shè)計(jì)——科技與藝術(shù)的融合　1.2  工業(yè)設(shè)計(jì)與技術(shù)　1.3  工業(yè)設(shè)計(jì)師與工程技術(shù)02  工業(yè)設(shè)計(jì)力學(xué)基礎(chǔ)　2.1  力的基本知識(shí)　2.2  材料力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)　2.3  汽車空氣動(dòng)力學(xué)認(rèn)識(shí)03  產(chǎn)品造型材料的性能　3.1  金屬材料　3.2  有機(jī)高分子材料　3.3  無(wú)機(jī)非金屬材料　3.4  復(fù)合材料　3.5  新材料　3.6  材料感覺特性04  產(chǎn)品造型材料成型及加工工藝　4.1  金屬材料成型　4.2  有機(jī)高分子材料成型　4.3  無(wú)機(jī)非金屬材料成型　4.4  復(fù)合材料成型　4.5  表面處理與熱處理技術(shù)　4.6  材料成型新技術(shù)與新工藝05  產(chǎn)品造型材料成型模具　5.1  金屬材料成型模具　5.2  塑料成型模具06  產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)　6.1  產(chǎn)品的基本結(jié)構(gòu)關(guān)系　6.2  常見產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)　6.3  產(chǎn)品造型材料成型的結(jié)構(gòu)工藝性07  產(chǎn)品創(chuàng)新及實(shí)踐　7.1  以結(jié)構(gòu)為主導(dǎo)的設(shè)計(jì)方法　7.2  設(shè)計(jì)案例　7.3  課程訓(xùn)練參考文獻(xiàn)后記

章節(jié)摘錄

插圖：復(fù)合材料是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料通過(guò)物理或化學(xué)的方法，在宏觀上組成的具有新性能的材料，例如混凝土和玻璃鋼就是典型的復(fù)合材料。復(fù)合材料中各種材料在性能上互相取長(zhǎng)補(bǔ)短，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，使復(fù)合材料的綜合性能優(yōu)于原組成材料從而滿足各種不同的要求。3.4.1 復(fù)合材料概述復(fù)合材料由兩類物質(zhì)組成：一類為形成幾何形狀并起黏合作用的基體材料，如樹脂、陶瓷、金屬等；另一類為提高強(qiáng)度或韌性的增強(qiáng)材料，如纖維、顆粒、晶須等。復(fù)合材料的力學(xué)性能、耐熱性能均優(yōu)于基體材料。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，復(fù)合材料的研制和應(yīng)用越來(lái)越廣泛。復(fù)合材料主要有以下性能：①?gòu)?fù)合材料的強(qiáng)度與密度之比（比強(qiáng)度）和模量與密度之比（比模量）均較大，超過(guò)一般鋼材和鋁合金。②優(yōu)良的抗疲勞性能。由于復(fù)合材料組織結(jié)構(gòu)的特殊性，其抗疲勞強(qiáng)度顯著提高，強(qiáng)于多數(shù)金屬。③優(yōu)良的耐磨和自潤(rùn)滑性能。當(dāng)選用合適的基體材料與增強(qiáng)材料構(gòu)成復(fù)合材料時(shí)，比如增強(qiáng)材料具有較高的強(qiáng)度，而基體材料摩擦系數(shù)比較低，有的還對(duì)油有吸附作用和自潤(rùn)滑性能，這樣形成的復(fù)合材料就具有優(yōu)良的耐磨和自潤(rùn)滑性能。復(fù)合材料是一種混合物。根據(jù)基體的不同，復(fù)合材料可分為樹脂基復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料和陶瓷基復(fù)合材料等。在同一基體的基礎(chǔ)上，還可按照增強(qiáng)材料的不同進(jìn)行分類，如金屬基復(fù)合材料又可分為纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料和顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料等。下面按照基體的不同分類介紹復(fù)合材料。（1）樹脂基復(fù)合材料樹脂基復(fù)合材料常用的樹脂為環(huán)氧樹脂和不飽和聚酯樹脂。目前常用的有熱固性樹脂、熱塑性樹脂以及各種各樣的改性或共混基體。樹脂基復(fù)合材料具有比強(qiáng)度高、比模量大、抗疲勞性能好等力學(xué)特點(diǎn)。作為樹脂基復(fù)合材料基體的聚合物本身是有機(jī)物質(zhì)，可能被有機(jī)溶劑侵蝕、溶脹、溶解或者引起體系的應(yīng)力腐蝕。根據(jù)基體種類的不同，材料對(duì)各種化學(xué)物質(zhì)的敏感程度也不同，常見的樹脂基復(fù)合材料耐強(qiáng)酸、鹽、酯，但不耐堿。

后記

工業(yè)設(shè)計(jì)是科學(xué)與美學(xué)、技術(shù)與藝術(shù)的融合。作為高等學(xué)校培養(yǎng)的高級(jí)工業(yè)設(shè)計(jì)人才必須具備堅(jiān)實(shí)的工程技術(shù)知識(shí)，才能適應(yīng)科技高速發(fā)展下的新產(chǎn)品創(chuàng)新與開發(fā)。目前，我國(guó)的工業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)工程基礎(chǔ)的相關(guān)課程重視不夠，選用的教材多為工科教材，同時(shí)在教學(xué)中多為知識(shí)點(diǎn)講述，缺乏將工程知識(shí)應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)創(chuàng)新的訓(xùn)練環(huán)節(jié)，教學(xué)效果不理想。本教材在總結(jié)教學(xué)實(shí)踐的基礎(chǔ)上，針對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)特點(diǎn)，重點(diǎn)介紹了工業(yè)設(shè)計(jì)力學(xué)基礎(chǔ)、產(chǎn)品造型材料的性能、產(chǎn)品造型材料成型及加工工藝、產(chǎn)品造型材料成型模具、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等工業(yè)設(shè)計(jì)工程基礎(chǔ)相關(guān)知識(shí)，并提出了以工程基礎(chǔ)知識(shí)為主導(dǎo)的設(shè)計(jì)訓(xùn)練方法，以期為工業(yè)設(shè)計(jì)工程基礎(chǔ)課程的教學(xué)和實(shí)踐提供參考和指導(dǎo)。感謝江蘇大學(xué)工業(yè)設(shè)計(jì)系沙春發(fā)老師編寫了本教材的第二章和第七章。同時(shí)感謝江蘇大學(xué)工業(yè)設(shè)計(jì)系宋歷波、劉家棟、王嬌、朱敏偉、王曉龍、李進(jìn)、王海濱等同學(xué)，本教材選用了他們的作品作為范例；姜特、王嬌嬌、徐文靜、莊園、鮑童、宋云龍、徐鳳鳴、范一峰等同學(xué)參與了本教材圖例的繪制，在這里也一并表示感謝！特別感謝湖南大學(xué)何人可教授及湖南大學(xué)出版社賈志萍編輯對(duì)于本書出版的指導(dǎo)和督促。另外還要感謝發(fā)達(dá)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，為編輯案例提供搜索，并感謝那些通過(guò)網(wǎng)絡(luò)提供素材和案例的作者們。由于編者水平和學(xué)識(shí)有限，書中難免存在不足之處，衷心期待專家和讀者們批評(píng)指正。

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