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電子產品結構設計范文1
關鍵詞：連體按鍵；懸臂；形狀；定位；間隙
中圖分類號：TN602 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2013） 04-0015-01
按鍵是電子產品中極其重要的結構件，常用按鍵按材質分為：塑料按鍵（Plastic key）、橡膠按鍵（Rubber key）、塑料+橡膠按鍵（P+R key）。隨著塑料制造工藝的提高，塑料按鍵（Plastic key）尤其連體塑料按鍵以它整體造型好、后處理方便、組裝簡單等特點受到設計者歡迎。連體塑料按鍵結構要素主要包括按鍵的懸臂、定位及間隙。連體塑料按鍵在試裝和使用中常出現按鍵手感僵硬、按鍵聯動、卡鍵等問題，主要是由于上述結構要素的設計缺陷造成。本文結合作者多年的設計和注塑加工實踐，給出連體塑料按鍵主要結構要素的設計經驗，旨在為結構設計工作者提供設計經驗。
一、懸臂
（一）懸臂尺寸。一般電子產品的按鍵懸臂厚度0.8-1mm，寬度1.2-2.5mm，長度10-20mm較合適。懸臂厚度小于0.8mm注塑時沖膠慢導致懸臂強度降低，厚度大于1mm懸臂彈性較差。根據懸臂的設計空間、彈性和強度要求，懸臂寬度可以設計等寬的，如圖1；也可以設計漸變寬度的，如圖3。懸臂長度大于10mm彈性較好，小于10mm會感覺按鍵手感僵硬。為提高短懸臂彈性，在懸臂與按鍵體連接處進行變壁厚處理，局部最薄壁厚0.5～0.6mm，變壁厚懸臂連接處一定采用圓角過渡，注塑澆口宜設計在懸臂附近，否則容易出現注塑不全缺陷。當然懸臂越薄，長度越長彈力越好，但長度超過20mm會給注塑走膠帶來困難，同時出模、包裝、運輸極易變形，因此設計時要綜合考慮上述因素。
（二）懸臂形狀。以直臂設計最簡單，如圖1，如果懸臂不能伸的很長，可以做成S形或弧形懸臂，以增加懸臂長度，如圖2、3。懸臂轉彎和受力處須采用圓角過渡，避免注塑時材料在直角處受到剪切而產生應力集中，造成懸臂先天強度不良。如果做S形空間不夠，可以做成上文提到的變壁厚懸臂，這樣也能達到較好的手感效果。（三）懸臂數量。最好采用雙懸臂結構，這樣按鍵不易變形。如果只能采用單臂，單臂最好靠近按鍵長軸方向，按鍵上觸動開關的柱子設計在長軸另一邊，即使懸臂較短，但整個活動臂依然較長，按動也會很輕松，如圖2。由于長單懸臂按鍵在注塑、后處理、運輸等過程極易變形，因此盡量設計輔助懸臂，在裝配前剪掉，這可以有效保護按鍵不變形，如圖2。懸臂在短軸方向時，宜做成雙懸臂，雙懸臂的間距盡量寬一點，這樣與按鍵觸點柱子成三角形分布，能避免按鍵按動時偏斜，如圖1。
二、連體按鍵定位
連體按鍵和殼體采用定位套和定位柱定位，兩者配合間隙單邊0.1-0.25mm，如圖3。為防止按鍵串動，從理論上此處設計應為緊配合，但是按鍵和殼體一般有兩個以上定位結構，加工時很難做到完全對中，這樣很容易導致按鍵裝配不上或歪斜而影響按鍵手感，因此此處一定設計成間隙配合，并根據加工精度和定位柱數量調整間隙大小。
連體按鍵的定位結構一般設計在容易產生聯動的兩按鍵懸臂交匯點，同時按鍵定位套分別頂在PCB和殼體上，如圖3，這樣既防止按鍵聯動又防止因殼體變形而引起的按鍵被夾緊使手感僵硬的問題。設計中盡量不采用螺釘或熱熔方式把按鍵和殼體固定成一體，否則容易導致按鍵歪斜而影響按鍵手感和外觀。外殼與PCB之間的固定柱盡量遠離按鍵懸臂，如果無法避免，此處螺釘不能固定過緊，否則將會造成死鍵或手感僵硬。
三、按鍵與周邊件的設計間隙
（一）按鍵觸點柱與觸動開關設計間隙。小B鍵和鍋仔片是電子產品常用的輕觸開關。實際生產中小B鍵通常不能完全落地，與PCB板間通常存在0-0.2mm間隙，為保證較好的手感按動效果，按鍵觸點柱距小B鍵頂面間隙設計為0.5-0.8mm。鍋仔片采用透明雙面膠粘在PCB板上，底面與PCB板貼平，頂面與按鍵觸點柱間隙設計為0.3-0.5mm。（二）按鍵與殼體設計間隙。不進行表面后處理的按鍵與殼體，單邊間隙0.15-0.25mm，后續或有噴油或電鍍，單邊間隙0.2-0.4mm，在外觀要求不嚴格情況下，間隙值盡量靠上限，這樣按鍵稍有變形或歪斜也不容易卡鍵，按鍵最高處露出殼體約1-1.2mm，殼體的按鍵孔碰穿面宜設計在孔內，不能設計在外表面，否則后續容易出現飛邊造成卡鍵，按鍵孔碰穿面距上端面大于按鍵行程，這樣既保證按鍵正常使用，又避免按鍵周圈間隙過大而影響美觀。
四、結束語
看起來簡單的連體按鍵結構設計，隱藏著諸多微妙，只有仔細體會和耐心設計，才能減少后續模具、注塑、組裝工藝的控制難度，才能使產品具有競爭力。
參考文獻：
[1]徐佩弦.塑料件的設計[M].北京：中國輕工業出版社，2001.
電子產品結構設計范文2
關鍵詞：兒童；電子產品；視覺；體驗
1視覺體驗的含義
視覺體驗既是一種普遍的體驗又是一種特定的體驗，在眼睛看的過程中通過一系列抽象過程形成的體驗過程我們通常說的看，是一種生理能力作為最簡單的感知活動，是客觀的對事物的記憶，是外在的一種掃描。視覺體驗是人們接觸社會感受世界的最直接的一種方式，兒童的視覺體驗，例如對事物的認知都是先以判斷事物的顏色、形狀、大小等進行感知，在通過其他的例如重量，體積等進行認知活動，當然全面的了解事物還有堅硬、美麗、柔軟、丑陋等一些心理上的感覺，這些都可以依托視覺進行感官上的體驗，視覺的體驗相對其他感官占得比重最高。
2分析現代兒童的電子產品中體驗學習的視覺要素分類
2.1兒童電子產品中的色彩視覺
色彩對人的感官沖擊很大，也直接影響人的精神和認知取向，在兒童探索世界的階段，色彩是認識世界的重要因素，對兒童的心理健康起到重要的作用，兒童電子產品在設計時期一定要考慮產品色彩的要素，顏色對產品設計具有強大的藝術魅力，對兒童的教育以及成長起到直接作用。所以，兒童電子產品在設計時一定要根據兒童心理體驗的需要為基準進行研發。一般我們印象中電子產品都是感覺比較冰冷的印象，所以在設計兒童電子產品的時候，考慮兒童發展階段的特征必須打破這種成規，兒童電子產品在顏色搭配和色彩組合上一定要體現出使孩童感受的新鮮，通過接觸電子產品產生喜愛、好奇等情感，所以設計電子產品的色彩的時候一定要考慮孩童視覺的體驗，單純且明快、完整且鮮明，進行合理的配色。既要能夠使兒童身心健康又要賞心悅目，效果和諧統一。結合現代心理學孩子的視覺體驗的相關理論，在設計中傳達美的享受，愛的體驗。將色彩運用到和諧能夠讓兒童健康成長，在使用產品的過程中得到快樂愉悅的感受。
2.2兒童電子產品中的形態視覺
產品的外觀吸引力強是消費者購買的重要因素之一，通過外觀形態也建立了較好的情感認知，對孩子來說，電子產品的設計在外觀上一定有足以吸引的能力讓兒童感到好奇和引起興趣，拉近距離并且設計產品要充分考慮孩子身心發展特征，產品設計既要滿足兒童心理需要又要滿足市場的雙重需求。所以根據兒童形態視覺的特點，電子產品在設計時優先考慮兒童的感受和體驗，讓孩子在使用電子產品時得以滿足和感受愉悅。電子產品設計外形上要選擇適合兒童身心發展的樣子，符合孩童的形象思維和邏輯思維，因為孩童時期的思維發展與成人不同，所以在產品形象要求上更為敏感，一般年齡較小的孩子對圓潤的外形，簡單的形象，活潑可愛的風格更為偏好，這也符合孩子當時的視覺體驗的心理，在孩子身心發展的階段，滿足其強烈好奇心的電子產品或者滿足求知欲的產品加上特殊或心理感受的造型都能收到兒童的喜愛。產品設計的形態在吸引孩子視線的同時也建立了與孩子聯系的一種方式，充滿趣味性的電子產品能夠讓孩子身心得到滿足，設計產品的形態來滿足孩子的趣味心理不是單純地盲目的而是要建立在能夠吸引孩子產生對產品具有強烈認知的基礎上，通過趣味性強的設計來建立，從而引導孩子喜歡和享受產品。外形美觀且大方的造型，結構新穎別出新意，對孩子的審美和藝術培養都起到較好的作用，兒童接觸較好外形的電子產品還能鍛煉其形象和創造性思維。
2.3兒童電子產品中的結構視覺
產品設計是按照一定的結構方式進行的，兒童電子產品在設計的時候一定要結構簡單不失童趣，對孩子的體驗式要求進行合理的滿足，兒童電子產品通常含有多種電子零件而進行裝配，一定要體現出結構設計的合理性。在產品設計過程中，根據孩子自身階段特點，產品設計要容易操作，不要因為操作不當或者零件太多太復雜而造成產品結構損壞，或者根據孩子注意力時間短的特點，產品結構設計要皮實耐用，設計緊湊，保證使用安全。尤其是結構的安全性，在設計產品中這一點顯得尤為重要，盡量將外觀機身部分進行電子零件的圍封，避免自行打開產品外殼，不要接觸帶電零件。
2.4兒童電子產品中的材料視覺
產品形態的關鍵是材料，不同的材料擁有不同的特性，在設計中會展現出不同的魅力和品質，帶給人豐富多彩的視覺和觸覺體驗。因此，材料的選擇，要合理而巧妙，更好的獲得人們的喜愛。材質的變化對帶來視覺體驗上的變化或者提升，這種體驗與觸覺和行為相結合，能夠在感知的過程中獲得多樣的感官體驗。兒童在經過一定階段的觸覺積累之后，很多觸覺上的感觸會抓化為視覺上的間接感受，在大腦中喚起對此種產品材料的感性記憶。兒童獨特的身心發展特點，要求在材料選擇和外在處理方面要嚴格謹慎，避免對兒童產生不良影響或損害。伴隨著低碳、綠色、環保等設計理念的出現，兒童電子產品的設計也要遵循這些原則，多使用健康環保材料，開發出性能更為優越，且兼具時尚潮流等諸多元素的產品。根據產品概念、兒童心理特征，設計師應通過對不同質感絕緣材料的合理選用，增強產品的親和力，調動兒童的視覺體驗特點，提升其興趣，讓其能夠更加充滿樂趣和好奇心，在與電子產品的互動之間獲得優質的享受與體驗。
3結論
電子產品的設計既要考慮兒童視覺體驗，又要滿足兒童健康身心發展的要求，產品設計得到孩子的認可和喜愛才能長久的生存和發展。對于產品的形態，結構，材質和色彩都要進行研究，充分迎合孩子生長規律，體現出產品設計的優越性能，通過多種元素相輔相成進而成功的將視覺理論運用到產品研發中。
作者:金煦陽 單位:河北省唐山市第一中學
參考文獻:
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[3]戰寧.童話般的視覺體驗──墨爾本皇家兒童醫院導視系統設計探析[J].裝飾.2014(04)
電子產品結構設計范文3
Abstract： Product Structure Design is a professional core course of computer aided design and manufacture specialty. It needs high-skilled talents with innovative consciousness to know about some industrial product appearance design， and master internal structure design of products， and can transform the product appearance modeling to practical product. According to the goal， it explores the teaching content and teaching method of product structure design in practice.
關鍵詞： 工業設計；結構設計；產品外觀造型設計
Key words： industrial design；structure design；product appearance design
中圖分類號：G640.2 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）34-0247-02
0 引言
“產品結構設計”是計算機輔助設計與制造專業的一門重要的必修課，同時也是計算機輔助設計與制造專業的核心課程，利用三維設計軟件進行家電產品或電子產品的結構設計，有較強的專業性和實踐性。目前，國內高職院校隨著時代的發展相續開設計算機輔助設計與制造專業的課程，高職工科類工業設計與結構設計屬于年輕的專業。專業建設需要時間的沉淀，產品設計類專業有很多問題急待解決，其中首要問題就是確立課程內容和改進教學方法。而核心課程《工業產品結構設計》就是必須解決的問題。
1 課程開發的思路
以工作過程為導向構建課程體系的開發設計思路是：依據地區經濟規劃大力發展先進制造業的要求和確定的職業崗位群，高職計算機輔助設計與制造專業學生的就業為導向，經過專業人才培養論證會的辯證，提取企業資深工程師和行業專家的寶貴意見，先分析其典型工作任務，得出完成典型工作任務對應的職業能力，并對專業所涵蓋的產品設計能力進行研究分析，綜合考量學生的知識接受能力，最終確定課程的工作任務和課程的項目模塊。
2 教學目標
結構設計課程的開發要解決的最關鍵問題是培養結構設計人才需掌握哪些知識和技能，而當今社會企業對一個合格的產品結構設計人員有下列要求：①熟練一門三維設計軟件和一門二維平面CAD軟件。②對塑料模具和五金模具有一定的了解，包括模具各組成部分，以及塑料件和鈑金件的設計規范。③塑料性能的認識。比如塑料的分類，注塑成型工藝的影響因素等。④塑料表面工藝了解，其中內容有磨砂、拋光、噴涂、燙印、電鍍和覆膜等。⑤機械相關知識、機械制圖，需掌握凸輪、曲柄搖桿等各種機構，熟悉繪圖國家標準。⑥相應產品的生產裝配工藝。⑦國內和國際在品質方面的安規相關知識，以及相應試驗標準。
本課程的目標是使學生通過以工作過程為導向的項目實訓，掌握結構設計所需的各種知識，具備分析和解決實際問題的能力。
3 教學方法
目前社會上的企業招聘時，用人單位往往優先挑選有工作經驗的人才，而剛畢業的大學生由于缺乏工作經驗，常常受到冷漠地對待，就業壓力大。因此，提高學生的工作經驗已經成為各大院校的當務之急。
以往本課程的授課內容與學習三維繪圖軟件的課程很類似，學生跟著老師一個零件接著一個零件地繪制，偏于注重學生“技”的訓練，特別是僅強調計算機輔助軟件的應用訓練，而沒有讓學生具體地做一個項目，即從產品輸入、結構設計與評審、模具評審與改模，直至項目結題的完整過程，使學生無法對產品設計有深刻的理解。因此，本課程將采用基于工作過程的項目教學法，選用一些典型的企業產品作為項目來源，立足于加強培養學生的實際動手操作能力，學生不僅需要掌握產品設計的能力，還要具體地管理項目，在實踐中運用產品設計相關的各方面知識和必要的項目管理知識，使學生對產品結構設計有深刻的理解，掌握相應的產品設計經驗，著重培養學生“先模仿，后創新”的能力。選取產品的繪制難度由易到難，所用的知識由淺到深。
本課程分兩個階段教學：第一階段采用項目教學法，邊講邊學邊練。強調“教、學、做”相結合，靈活運用理論講授、實踐操作（演示）、討論等多種教學形式。教師可以參考企業設計部門，把學生分成幾個項目組，選出組長，并人為地設置一些障礙，使各組員互相幫忙，共同克服困難，推進項目的進程，培養學生的創新意識、職業能力和團隊協作能力，使之養成良好的個人品格和行為習慣，從而提升職業道德和修養。第二階段安排實訓專周采用實訓教學方式，讓學生到合作企業的校外CAD實訓室實踐，并引用企業的產品案例作為實訓的題目，在企業工程師的指導下，按企業的產品設計開發流程和方法進行實訓，在實訓過程中既將所學相關課程的知識應用到實際中，又進一步提高學生的工作能力、實踐能力和專業技能，提高教學效果。
4 課程內容
為了體現基于工作過程為導向的課程思想，本課程根據產品結構設計的工作崗位、工作任務和實際運用中所應具備的各方面技能，從學習各類型設計特征到把握總體產品繪制，將總體項目進度分解為各個時間節點，確定各種具有代表性的產品為單元組織項目化課程內容。
本課程的前導課程主要是機械制圖與測繪、機械工程材料、三維造型與工程圖、模具設計、電器產品強制認證基礎等，培養學生初步具備讀圖、計算機輔助二維和三維繪圖、工業產品設計的能力，為本課程的學習奠定基礎。
課程的主體內容包括：①鈑金結構件可加工性設計規范；②注塑件材料特性、成型方法以及設計技巧；③連接結構：a.固定連接結構；b.活動連接結構；④電路板安裝結構；⑤編寫項目進度表和項目任務書；⑥結構設計方案評審；⑦編寫改模方案表；⑧繪制工程圖；等等。
5 教學評價
本課程采用過程評價與結果評價相結合的方法，以及企業對學生能力的評價來綜合評價學生的成績?？偝煽冇扇糠纸M成：平時成績占總成績的比例為10%，期末考試成績占50%，實訓成績占40%。
注重考核學生在項目進程中動手能力和分析問題、解決問題的能力，對于在設計中有創新意識的學生，尤其是在創新設計大賽獲獎或其設計作品被企業采納的學生予以特別的鼓勵，可考慮折合成相應的學分，做到全面綜合評價學生的能力。
6 課程資源的開發
身為產品結構設計師，不僅必須掌握至少一種三維造型軟件，而且需要具有廣泛的專業背景和理論基礎，包括工程材料的知識、機構設計、塑料件和鈑金件的設計要點，相關模具的特點，以及國內外產品行業安全標準等等。雖然國內有多所高職院校開設了《工業產品結構設計》課程，但都是各自為營，教學內容和使用教材常常大相徑庭。綜觀國內關于產品結構設計的教材，大概分為兩個極端，要么是大而泛，即牽涉的范圍太廣，而沒有側重點，看似內容挺多，其實真正實用的很少；要么就是講解的內容偏窄，比如僅提到了塑料件和塑料模具，而沒有提及鈑金件、新材料的運用，更沒有材料表面處理的說明。由此可見，目前在產品結構設計課程領域，專業針對性強的教材稀缺。
本課程從實戰出發，整理產品結構設計相關的各種材料，融入企業的實際工作經驗，充分考量學生的實際能力，制作出實用課件、實訓指導書和整個產品繪制過程的教學視頻，創建學生作品數據庫，匯集國內外優秀結構設計作品，并經過兩個學年的不斷修訂，最終開發出符合當前企業需求和學校情況的教材。
7 總結
本課程適用于工科類計算機輔助設計與制造專業，亦可作為所有與產品結構設計相關專業的課程內容選用，相信本課程的探索與實踐必將有利于高職院校計算機輔助設計與制造專業的人才培養。
參考文獻：
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電子產品結構設計范文4
合肥美菱股份有限公司 安徽 合肥 230601
摘 要：CAE又稱為計算機輔助工程，也就是通過虛擬分析的方法來模擬結構的性能，從而對結構設計進行優化，能夠解決實際的工程問題，指導產品的研發。本文對基于CAE的冰箱產品結構與外包裝方案進行了分析和優化，從而有效地提高外包裝對冰箱產品的防護能力，降低產品成本。
關鍵詞 ：CAE；冰箱產品結構；外包裝方案
使用CAE軟件能夠將產品包裝設計和結構設計中的不足查找出來，從而有效的對其進行優化。在冰箱的總成本中，包裝占了很大的比例，但是卻沒有起到應有的效果。電冰箱的包裝質量直接影響到產品的開箱合格率和損壞率，如果能夠對冰箱的包裝質量進行改善，則能夠有效地降低產品的維修成本和運輸損壞率。
1 基于CAE的冰箱左右側墊包裝結構優化
沖擊和戳穿是冰箱左右側的主要破壞形式，可以使用橫木撞擊實驗在實驗室對其進行測試。冰箱的外包裝材料為EPS泡沫和紙箱，冰箱的結構件材料為PU發泡層、ABS、冷軋鋼板。紙板的耐破強度為1.765MPa，法向E為100MPa；垂直瓦楞的方向E為25MPa，沿瓦楞方向E為10MPa，因此最終E為1.3MPa。冰箱包裝件的包裝板的瓦楞方向和包裝間的結構方向改變之后，能夠對外來的沖擊能力進行抵抗[1]。根據CAE技術，應該在能夠抵抗外來沖擊的基礎上盡量節約材料的用量。
①戳穿CAE分析。共有4種方案分析冰箱側墊結構的紙板箱結構：縱向和橫向的瓦楞板配合長圓孔和圓孔。對結構尺寸參數進行改變，使用CAE軟件來分析和評價戳穿，從而對結構進行優化。中部開孔部位是測電最薄弱的區域，分別承受的頂荷載為20×60、20×40、20×20，區域均布荷載為250N。②橫木撞擊CAE分析。冰箱在遭受橫木撞擊之后不得出現機械變形和損傷，使用100×100的橫木在相距1米處對冰箱進行撞擊。橫向直板和縱向直板都能夠通過撞擊實驗，根據分析結果，只要合理的搭配內泡沫墊和包裝紙板箱，就能夠承受橫木撞擊，提高產品的抵抗能力，并且節省材料用量。
2 基于CAE的冰箱前后墊結構優化
改變紙箱瓦楞的縱向方向，將其改為橫向方向。原有的前后墊寬度為400mm，現改進為200mm，原有的厚度為10mm，現在加到18mm，減少了5.7%的材料用量。經過CAE分析，改進冰箱前后墊方案之后，其能夠與泡沫進行更好的配合，有效地提高了其抵抗外來沖擊的能力，順利通過了橫木撞擊試驗。以此為基礎分析和改進了抵抗戳穿的能力，改進之后能夠對門體進行更好的保護[2]。
3 基于CAE的冰箱側板變形加強板結構優化
分析和對比側板可以發現，由于生產制造和結構設計中的不足，側板在運輸和發泡的過程中容易出現變形。
①側板發泡過程中的受力。以已知條件為根據，對各邊界條件進行定義。固定側板底部側板上端會產生位移，這是由發泡磨具的精度誤差造成的，位移約為0.5-1mm。將發泡塑料產生的壓力施加在側板大平面上，最后產生了0.1mm的最大變形量。這充分說明側板變形會受到發泡模具精度的影響。②分析后底板海綿的影響作用。海綿可以避免冰箱發泡后底板露出泡料，因此，側板的變形會受到海綿用量的影響。例如單層海綿的情況下，其最大變形量能夠達到0.1275mm，逐漸增加海綿的層數之后，變形量也會隨之增大，最后達到0.2mm。因此海綿的厚度作用和后底板裝配尺寸鏈都會影響側板變形。③分析加強鐵不到位裝配的影響。在實際裝配中，加強鐵如果存在裝配不到位的現象，也會對側板變形造成影響。例如假設側板下翻邊的間隙為2mm，固定側板和發泡層的接觸部位，箱體自重荷載由側板底部承受。通過計算發現，側板壓縮機艙部位會產生0.616mm的變形量。這充分說明側板變形會受到加強鐵裝配不到位的影響[3]。④分析加強鐵的結構。通過CAE軟件，對不同結構的加強鐵和加強板的組合進行棱跌落、角跌落、平跌落分析，能夠將合理的加墻體結構確定下來。通過比較發現，加強鐵如果不能進行可靠的固定，就會造成跌落中的串動，從而引起側板變形。通過計算發現加強鐵的最大變形量是1.225mm，因此要抵抗冰箱角跌落的沖擊，就應該在冰箱的后底板上支撐可靠的加強鐵。
要避免冰箱的前角變形的情況，就應該將加強鐵前端的缺口取消，并且對加強鐵進行可靠的裝配，使其能夠抵抗腳跌落的沖擊，保障結構的可靠性。
4 基于CAE的冰箱底部跌落優化
①分析冰箱的底部結構。在冰箱跌落的過程中，底墊會與壓縮機托板滾輪內側進行接觸，從而產生一定的反力，造成托板的變形。因此，應該設置至少15mm的底墊平面避空。冰箱的前墩角在跌落的過程中會產生大約10mm的底墊壓縮量，并與泡沫產生接觸，從而造成前端腳承受的反作用力較大。②分析冰箱的組合底墊結構。組合底墊不僅要能夠抵抗冰箱沖擊跌落的能力，而且還要盡量降低底墊成本。根據CAE軟件的分析，可以適當的增加底墊泡沫和支撐柱零件組合，支撐柱能夠產生24MPa的應力，從而有效的抵抗冰箱的沖擊跌落。
5 基于CAE的冰箱頂部承載優化
使用CAE軟件對冰箱頂部進行分析，主要是為了找出頂部結構設計的問題。CAE軟件能夠對冰箱的裝卸、搬運和運輸過程進行模擬，頂部的抗拉強度最小值為18MPa，在運輸和裝卸過程中頂蓋會產生10.95MPa，而在低溫下材料的抗沖擊強度僅為2MPa。因此，如果要在冬天對冰箱進行運輸和裝卸，頂部邊緣很容易出現破損，應該適當的增加泡沫墊。
6 結語
CAE軟件在家用電器的開發設計中用的比較普遍，能夠為家電企業提供有效的技術優化方案，通過對冰箱產品結構與外包裝方案的優化，將包裝紙箱的瓦楞方向改為橫向，減少了冰箱外包裝前后墊10%的泡沫材料用量，不僅能夠有效地拓寬原材料的供應渠道、降低對冰箱生產設備的要求，還能夠減少冰箱結構件的金屬材料用量。
參考文獻：
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電子產品結構設計范文5
工業設計是一門集藝術、技術、人文、社會等科學于一體的綜合性很強的交叉學科，自上世界80年代進入我國教育領域，在我國發展時間不長，相對于其他專業，工業設計專業人才培養定位一直存在著爭議。筆者及團隊通過調查分析，發現大多本科院校和高職院校工業設計專業都是從工藝美術或裝飾裝潢專業衍生或輻射而來的，其師資團隊也大都是美術或藝術設計專業的，這些院校工業設計專業人才培養目標大都定位在產品造型設計（產品美工）方面，注重培養學生產品造型能力和美感，培養目標趨同性現象較嚴重且較寬泛、籠統，指向性不強。調查企業時也發現，大部分工業設計人才由于缺少產品結構設計、人機工程、材料工藝、加工工藝方面的知識與技能，產品設計時往往過分追求美觀，而忽略了產品綜合設計和產品實現，與產業人才需求不匹配。專業定位是專業建設的“指南針”，是決定專業立足和發展的首要問題。因此，工業設計專業建設首先要解決專業定位問題，即解決“辦什么樣的專業、培養什么樣的人”的問題，各職業確定專業定位時要圍繞區域產業人才需求，結合學院特色，合理利用資源，清晰合理把握，走特色發展之路。因此，工業設計專業建設首先要解決專業定位問題，即解決“辦什么樣的專業、培養什么樣的人”的問題，這是決定專業立足和發展的首要問題。廣州市機電技師學院具有60年工科辦學基礎，學院專業結構突出“機”、“電”特色，在工程技術、加工技術和相關資源上具有很大的優勢。因此，學院在工業設計人才培養定位時，主要思路為：一是遵循職業院校的歷史使命和定位，將人才培養規格定位于具有實踐能力、應用能力、創造性和協作意識的應用型高技能人才；二是結合區域產業優勢，培養主要面向電子產品和交通工具方向的產品設計人才；三是基于學院工科優勢，主要培養學生創意設計、設計表達、模型制作等能力，重點突出設計表達和工程實現的能力。
2改革人才培養模式與課程體系
2.1創新“學習站+工作室”的人才培養模式
廣州市機電技師學院與企業共同建設技迪設計工作室，對外技術服務，并探索實踐“學習站+工作室”人才培養模式。該培養模式根據學生的認知過程將學生綜合職業能力的提升分為以下三個階段：（1）第一階段：以一體化學習站為平臺，主要培養崗位基本技能。學習站環境建設和設備布局兼顧一體化教學和技能訓練需求，在此階段學生作為初學者，在教師指導下完成由企業典型工作任務轉化而成的核心課程，接受一些職業定向性或者程序性的封閉式學習任務，掌握行業、企業和職業工作的基本情況和崗位要求。通過本階段的學習，學生應具備設計創意、設計表達和工程實施等基本職業技能。（2）第二階段：以工作室為平臺，以競賽、承接的真實項目或教學化處理的實際項目帶動教學內容的選擇和教學過程的實施，主要培養職業素質。工作室與設計公司環境、管理、運營一致，在此階段學生通過接受一些蘊涵問題的開放式學習任務，學生不但要掌握工業設計基本技能的應用，還要具備一定的設計管理能力，實現基本技能的加強和向實際應用能力的轉變。（3）第三階段：以校企合作企業為平臺，主要培養學生創新能力和項目開發能力。學生在校內教師和企業兼職教師的指導下，通過實際項目的開發，完成創新性的任務，實現應用和創新能力的提升?！皩W習站+工作室”人才培養模式不僅力求符合人的職業成長邏輯規律，還充分發揮了工學交替的優勢，學生在實踐中提升了職業技能，養成了良好的職業素養，綜合職業能力得到充分鍛煉。
2.2構建基于工作過程系統化的課程體系
課程是專業的核心，是專業人才培養目標和培養模式的具體載體，也是專業內涵建設的切入點和落腳點，課程模式是否合適與人才培養質量休戚相關。工作過程導向的學習領域課程依據人的職業成長規律對課程進行排序，強調培養學生以技術能力為核心的綜合職業能力，適合于應用型高技能人才的培養定位。廣州市機電技師學院工業設計專業通過廣泛地調研，按照職業成長規律、學習規律、職業資格標準構建了合理的專業課程體系，并結合培養模式三階段的平臺開發了相適應的課程。其中公共基礎課和職業核心能力課程注重培養學生的人文素質；專業核心課程來源于行動領域的轉化，同時對接工業設計師三級職業資格標準，這部分課程在學習站或工作室完成；拓展課程分為橫向崗位拓展課程和縱向崗位拓展課程，橫向崗位拓展課程主要面向電子產品和交通工具兩個方向，縱向拓展課程按崗位層次向設計主管、工程部主管等崗位拓展。同時，將電子類產品設計項目作教學設計成八個學習任務，從產品手繪到項目設計，貫穿到8門專業核心課程中，通過完整的項目實施過程將課程體系串聯起來。
3結語
電子產品結構設計范文6
關鍵詞：環氧樹脂； 電子變壓器； 絕緣設計； 局部放電
中圖分類號：TN91134文獻標識碼：A文章編號：1004373X(2012)06015203
Insulation design of epoxy cast electronic transformer
DENG Li
（Sichuan Information Technology College, Guangyuan 628017, China）
Abstract： In order to improve the insulating property of highvoltage electronic transformer, core type, singleinline package structure and epoxy poured highvoltage transformer is adopted. In practical application, the pouring thickness is 1/3 to 1/4 of the theoretical value. The external insulation distance is designed generally as 400 V/mm in good indoor environment to avoid the phenomenon of creepage or flashover. The splitting resistance of transformer winding is improved and PD is reduced to make the insulating property of the transformer to meet the requirement through improving the pouring technology level and adjusting solidification methods. The transformer made with the technology can work securely, reliably and stably.
Keywords： epoxy; electronic transformer; insulation design; PD
收稿日期：201110260引言
電子變壓器應用十分廣泛，是各種電子產品中極其重要的部件，其質量的好壞直接影響電子設備的可靠性。而變壓器的絕緣水平又是保證變壓器安全、穩定、可靠運行的關鍵所在，所以變壓器的絕緣設計顯得尤為重要。在進行絕緣設計時必須結合變壓器的應用技術標準、環境、性能指標和工作狀態，對不同參數的變壓器采用不同的絕緣結構及工藝方法，以求達到所需的絕緣性能。如何保證變壓器的絕緣性能達到要求，現做如下分析。
1環氧澆注高壓電子變壓器絕緣設計需考慮的因素
1.1絕緣電阻
絕緣電阻主要檢查變壓器絕緣系統的局部缺陷和普遍缺陷缺陷，是驗證變壓器絕緣在常態、熱態、高溫和潮濕等環境條件下絕緣可靠性程度的一個重要技術指標，也是決定變壓器抗電強度試驗的主要參考依據。
1.2抗電強度
抗電強度是考驗變壓器絕緣系統承受暫態過電壓沖擊能力和絕緣系統是否存在潛在缺陷的關鍵技術指標。為了證明變壓器的設計、選材和制造工藝的可靠性，必須要進行的主絕緣可靠性試驗。
1.3局部放電
局部放電是變壓器線圈、絕緣內部或表面兩電極間空氣在強電場作用下，發生的局部、非貫穿性的放電。局放可使變壓器絕緣材料的電氣性能和機械性能下降，是導致絕緣材料老化的主要原因，將直接影響著變壓器的安全運行和壽命。因此在設計時，應從絕緣結構設計上采取相應措施，不允許絕緣結構內發生較強烈的局部放電。
1.4熱老化和熱壽命
熱老化和熱壽命是考核變壓器絕緣材料在變壓器工作溫度特性作用下，其絕緣、防潮、機械等性能下降直到失效這一過程的重要性能指標。為了減緩絕緣材料的熱老化進程，使變壓器絕緣有足夠的熱壽命，必須按變壓器工作溫度來選擇絕緣材料的耐熱等級。
2環氧澆注高壓電子變壓器的絕緣設計
2.1高壓繞組的絕緣結構
（1） 繞制絕緣。由于變壓器的高電壓或高電位的要求，繞組宜采用心式、單線包結構形式。繞制時，采用分段（正、反）繞制，首尾相連的方法，以達到降低層間和組間的電壓，合理減少絕緣（如厚度）以達到減小變壓器體積的目的。
（2） 出頭與絕緣。繞組出頭的絕緣距離，應根據繞組工作電壓、鄰近出頭之間的電位差及變壓器的工作環境確定。如果出頭按常規排列狀態不能滿足絕緣要求時，可采用加強絕緣、翻頭、焊片打彎、高壓電纜、沉孔灌注（螺母）和加隔墻（板）等方式改變出頭位置，增強出頭的絕緣性能，加大電距離，達到有效防止爬電或飛弧的目的。
2.2采用環氧樹脂的絕緣設計
由于變壓器次級對初級與鐵心間抗電試驗往往高達幾千伏、幾十千伏，而其漏電流卻要求非常小，如果按照常規進行絕緣設計和選用一般的絕緣材料是很難滿足要求的。而環氧樹脂不僅具有良好的電氣性能、機械性能和工藝性能，還是一種難燃、阻燃，對環境條件的適應性很強的材料。資料表明，環氧樹脂的固化產物具有優異的電氣絕緣性能，擊穿電壓一般為35～50 kV／mm，體積電阻率為1013~1016 Ω?cm。環氧樹脂產品粘合力強、機械強度高、收縮率小、尺寸穩定。在常溫下或稍微加溫后，便可以成為流動的液體，容易與各種試劑互相混合，保證各種加工工藝的順利進行，因此被廣泛應用于變壓器，特別是高壓或高電位變壓器的灌注。
（1） 絕緣厚度設計。在實際應用中，環氧樹脂的抗電強度與厚度關系是非線性的，取決于工藝水平，比較成熟的經驗數據是理論值的1/3~1/4。由于變壓器初、次級繞組的工作電位不同，其環氧澆注的厚薄差異很大，可對初、次級繞組分別進行浸漬、澆注，而且高壓繞組在澆注前應進行真空絕緣浸漬，以達到提高機械性能、電性能的目的。但如果在初級繞組外采用同工藝制作的條形環氧樹脂墊塊定位后，再繞制次級高壓繞組，也可進行一次性環氧澆注，能達到省時、省料的目的。
（2） 外絕緣距離設計。實踐證明，變壓器高電位引出端至初級引出端、鐵芯及其緊固件之間，在沿著環氧樹脂固體表面或在極間空氣中會出現爬電或飛弧現象，這與外絕緣距離的設計及使用環境條件有關，在一般良好室內環境條件下，其安全絕緣距離通常為400 V/mm。另外，如果使電介質表面電場均勻，可大大縮小飛弧的絕緣間距。如在環氧樹脂澆注線圈表面建立導電鍍層或半導電鍍層，蓋住銳邊的邊緣，使絕緣電極和非絕緣電極的不均勻電場重新分配（布），以達到使介質（環氧樹脂）表面電場均勻的目的。還可采用同種工藝環氧樹脂填堵繞組與鐵心之間全部空氣間隙，可解決其結合部位局部電場不均勻造成的電暈。
變壓器的高壓繞組采用環氧樹脂作為其基本密封絕緣后，具有良好的電氣性能、絕緣性能和機械強度，產品均具有難燃、自熄、防潮，抗震、防火，防塵，安全可靠等特點。
3提高繞組抗開裂性和降低局放
由于銅的膨脹系數為16×10-6/K，鋁的膨脹系數為24×10-6/K，它們與環氧樹脂的膨脹系數相差甚大，這樣純環氧樹脂與銅或鋁固化成一體后，在熱脹冷縮的作用下很容易發生開裂現象，使樹脂絕緣損傷，機械性能下降，危及電氣性能，造成局部放電上升，使樹脂固化物老化、壽命減少。因此，防止樹脂澆注體開裂，控制澆注體內殘留氣泡的產生，使局放降低到最小限度是樹脂絕緣變壓器的關鍵技術問題。
當環氧樹脂與一定的填料物質混合在一起固化后，不僅能減小固化體系收縮率和線性熱膨脹系數，而且還能有效地降低成本，增加固化體系熱傳導性能、提高樹脂固化體的耐開裂和減小微局放。
3.1采用帶填料的環氧樹脂澆注
加入不同的填料對環氧樹脂固化物性能的改變各不相同，應根據產品的要求選擇不同的填料。
（1） 以活性硅微粉為填料，不僅能降低固化收縮率與線膨脹系數，有效地防止固化物開裂，增加固化產物的機械強度，更重要的是能大大降低高壓繞組的局部游離放電現象的發生。而且活性硅微粉能與樹脂反應交聯，不會影響澆注工藝。因此被廣泛用于高壓變壓器的澆注中。
（2） 以短玻璃絲氈為填料，固化物的膨脹系數可降低到（10～15）×10-6／K左右，這就與銅的膨脹系數較為接近，因此該類型的澆注產品通常采用銅導體。同時，由于玻璃絲氈的機械強度遠大于環氧樹脂，因而使抗拉強度、彎曲強度提高。以短玻璃絲氈為填料的真空澆注線圈，其外包封厚度較薄，通常只有2 mm左右，散熱性能較好。但是整個線圈在制造過程中工藝要求嚴格，不得出現氣孔和浸透不勻現象。但是，對于各類樹脂絕緣變壓器的線圈，膨脹系數這個因素并不是決定澆注體是否發生開裂的惟一條件，同時要有高真空的設備和正確的澆注工藝來保證。
3.2調整固化方法
澆注線圈在固化過程中，因固化收縮而產生的內應力是不可避免的，但是選擇適當的固化條件，可以在一定程度上減少固化內應力?？刹捎镁徛郎亍⒎植脊袒姆椒?，使固化物在緩慢的固化過程中能自行調節內應力的分布，達到防止開裂的目的，還可避免表面產生縮孔、凹陷現象。
此外，可對環氧樹脂填堵部位進行硅橡膠復蓋澆注或在澆注體固化后再降溫開模，都可以達到防止開裂的目的。
3.3降低局部放電
局部放電指標是用戶關心的一項性能指標，也是變壓器生產廠家檢測設計制造水平的一項指標，與產品結構設計、絕緣材料互配、環氧樹脂澆注料和澆注工藝有關。繞組內部導線及焊接的尖角、毛刺，澆注過程中存在氣泡，導線及絕緣的裂紋和孔隙等是影響局部放電的關鍵因素。在生產過程中應注意澆注真空度要符合技術規范要求，而且絕緣樹脂應嚴格按工藝文件規定配比；嚴格檢查導線質量，盡量采用耐壓高的漆包線，這樣樹脂的滲透性更好，避免氣泡產生。
4結語
變壓器的絕緣設計是保證變壓器安全、穩定、可靠運行的關鍵所在，為保證變壓器絕緣設計的科學、先進、合理并達到最佳效果，采用環氧樹脂進行澆注，從絕緣結構、絕緣厚度、外絕緣距離等方面著手，使變壓器的絕緣性能達到要求。當然，若能改善工藝方法和提高澆注工藝水平，則起到事半功倍的效果。
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