了得網藝術_產品設計工程基礎（工業設計專業應用型人纔培養規劃教材）

編輯推薦

本書以應用為主，省略了深奧的原理描述及繁瑣的計算公式，以生活中常見產品為案例分析引出相關的知識點，深入淺出地介紹工業設計專業必須的機構、力學、材料與工藝等工程基礎知識。本書附帶光盤，利用現代教學手段進行相關知識點的動畫演示。

內容簡介

本書以應用為主，省略了深奧的原理描述及煩瑣的計算公式，以生活中常見產品為案例，分析引出相關的知識點，深入淺出地介紹工業產品設計必需的機構、力學、材料與工藝等基礎知識。本書共分7章，第1章介紹基於工程思維和工程軟件的工業產品設計方法；第2章介紹常用材料特性、力學性能，典型材料加工工藝與技術；第3章給出常見產品結構形式，常見機構的類別；第4章說明不同材料和加工工藝所需要的模具特點及模具設計要點；第5章介紹表面工程技術的種類、屬性、流程和關鍵技術；第6章論述能量與轉換方式；第7章給出拓展訓練的4個課題。

本書可作為高等學校工業設計及其他相關專業教材，也可供相關工程技術人員參考。

第1章融合——設計師與工程師的握手
1.1 設計話語權
1.1.1 感性與理性的博弈
1.1.2 理性的光芒
1.2 工業設計的設計方法
1.2.1 理性設計法
1.2.2 感性設計法
1.3 設計師的知識結構體繫
課題1 桌椅的設計——日用品的工程設計
第2章材料登場——被設計的材料
2.1 產品設計常用材料集錦
2.2 產品的外衣——材料解析
2.2.1 材料的分類
2.2.2 材料的力學性能第1章融合——設計師與工程師的握手

1.1 設計話語權

1.1.1 感性與理性的博弈

1.1.2 理性的光芒

1.2 工業設計的設計方法

1.2.1 理性設計法

1.2.2 感性設計法

1.3 設計師的知識結構體繫

課題1 桌椅的設計——日用品的工程設計

第2章材料登場——被設計的材料

2.1 產品設計常用材料集錦

2.2 產品的外衣——材料解析

2.2.1 材料的分類

2.2.2 材料的力學性能

2.2.3 材料的整形手術——材料加工工藝與技術

2.3 喜新厭舊——新型材料的體驗與運用

2.4 典型成型工藝

課題2 材料的體驗實踐——觸摸、觀察、記錄、改造身邊的材料

第3章產品的骨骼一結構與機構設計

3.1 產品結構大家族——產品結構形式集錦

3.2 結構的本質——力的接力棒

3.3 運動的載體——機構的組成

3.3.1 平面機構

3.3.2 機械傳動

3.3.3 靜聯接

3.3.4 杆件與桁架

3.3.5 鈑金設計

3.4 通用零部件

3.4.1 軸

3.4.2 軸轂聯接

3.4.3 軸承

3.4.4 聯軸器和離合器

3.4.5 彈簧

課題3 動手實驗——折紙的受力分析

第4章脫胎換骨——模具

4.1 不裝菜的籃子——模具的定義及功能

4.1.1 模具的定義

4.1.2 模具的發展歷史

4.2 從流動態到固定態的支架——模具設計的要點

4.2.1 模具的分類

4.2.2 金屬材料成型模具

4.2.3 塑料成型模具

4.2.4 橡膠模具

4.2.5 陶瓷模具

4.2.6 石膏模具

4.3 典型產品模具設計案例

4.4 新技術在模具設計中的應用

課題4 理解與驗證——勺子的模具設計

第5章華麗面具——表面工程基礎

5.1 魔鏡告訴我——美麗外表的必要性與重要性

5.2 產品化妝間

5.2.1 產品化妝的種類——表面工程技術的分類

5.2.2 產品用化妝品的材料與屬性

5.2.3 時尚靚妝風——汽車表面改裝應用

課題5 參觀電鍍和拉絲工藝工廠

第6章強大的內芯——聲光電熱常識

6.1 無敵正能量——驅動產品的聲光電熱

6.1.1 能量

6.1.2 能量轉換

6.2 能源

6.3 聲學常識及聲的利用

6.4 光學常識及光的利用

6.4.1 光的概念

6.4.2 自然界中的光

6.4.3 光的利用

6.5 電學常識及電的利用

6.5.1 電的概念

6.5.2 自然界中的電

6.5.3 電的利用

6.6 熱力學與傳熱學常識

6.6.1 熱力學與傳熱學概念

6.6.2 自然界中的熱

6.6.3 熱的利用

6.7 無形的能量場——空氣動力學

6.7.1 汽車空氣動力學

6.7.2 飛行器空氣動力學

6.7.3 工業空氣動力學

6.8 產品的造血機制——液壓及氣動裝置

6.8.1 液壓傳動與液壓裝置

6.8.2 氣壓傳動

6.8.3 氣彈簧

6.9 超越與升級——新型能源

6.9.1 核能技術

6.9.2太陽能技術

6.9.3 風能技術

6.9.4 生物質能技術

6.9.5 氫能技術

6.9.6 地熱能技術

6.9.7 潮汐能技術

課題6 參觀學校聲、光、電、熱學實驗室

第7章課題拓展訓練

課題拓展實例1 材料研究

課題拓展實例2 產品結構原理研究

課題拓展實例3 人與工具

課題拓展實例4 以“靠近”為主題的專題設計

參考文獻

前言

前言
中國工業設計學科的引入始於20 世紀70 年代末，起步於80 年代初，發展於90 年代末，經歷了一個理解和認識逐漸深化和統一的過程。目前，中國已經設立了設計學一級學科。通常情況下，工業設計學科是涉及機械設計的一門學科，其發展的目標是設計相關的繫統、結構或工業制成品，以知識形態的成果服務社會，對接社會和經濟發展的需求。
設計已經進入到一個新的時代。在這個新的時代，設計必須、也正在被重新定義。技術、社會和經濟的變革促使設計去“想得更大、更多”。設計的角色、方法、作用正在不斷拓展，設計思維結合科技思維，實現了需求、可能性和可行性之間的平衡，給未來設計和創新發展以新的可能性。舊的知識體繫和舊的職業分工，在一定程度上會被打破，取而代之的是融彙了的、界限模糊的設計方法和設計群體。產品、平面、建築、景觀、包裝等一切設計，在過去曾經被無限細分，在將來或許會被無限融合，本著一個原則，即設計是面向人的設計，設計的服務對像是人。前言

中國工業設計學科的引入始於20 世紀70 年代末，起步於80 年代初，發展於90 年代末，經歷了一個理解和認識逐漸深化和統一的過程。目前，中國已經設立了設計學一級學科。通常情況下，工業設計學科是涉及機械設計的一門學科，其發展的目標是設計相關的繫統、結構或工業制成品，以知識形態的成果服務社會，對接社會和經濟發展的需求。

設計已經進入到一個新的時代。在這個新的時代，設計必須、也正在被重新定義。技術、社會和經濟的變革促使設計去“想得更大、更多”。設計的角色、方法、作用正在不斷拓展，設計思維結合科技思維，實現了需求、可能性和可行性之間的平衡，給未來設計和創新發展以新的可能性。舊的知識體繫和舊的職業分工，在一定程度上會被打破，取而代之的是融彙了的、界限模糊的設計方法和設計群體。產品、平面、建築、景觀、包裝等一切設計，在過去曾經被無限細分，在將來或許會被無限融合，本著一個原則，即設計是面向人的設計，設計的服務對像是人。

同樣，工業設計師和工程師之間的界限也在反復地進行著融合和分離的過程，早些時候工程師就是工業設計師，現在工業設計師已經獨立於工程師而存在，然而各自為政的弊端已經逐漸顯現：設計師理性思維和工程知識的欠缺禁錮著設計的發展和大設計工程的展開；而工程師墨守成規，設計成果僵化、獃板。如何做到設計師和工程師的水乳交融，分工而不分家，連接而不套牢，便是本書需要解決的問題之一。

快速發展的科學技術使得知識更新成為時代對設計師的一個新要求。當代產品設計師應具備怎樣的知識結構體繫，如何拓展其對新科技成果及其應用的了解深度和廣度，是本書要解決的第二個問題。

從目前我國企業對工業設計人纔需求的增長和對人纔的要求上來看，企業需要精通產品策劃、產品創新和產品商品化，了解現代科技發展，懂得現代設計方法與技能，熟悉生產制造的綜合化高素質的優秀設計人纔。

歷來優秀的設計師，不僅僅精通善用各種表現技法，根本的是，他能夠熟悉和理解工程知識，或者與工程師達到無障礙溝通，從而把紙面上的東西變為產品（成品）。

設計不可能脫離工程而獨立存在。在現階段的分工條件下，工業設計師需要良好的工程素養，這是設計師和工程師交流的重中之重。在設計工作中，面對浩若煙海的工程知識、前沿科技，設計師如何去面對，如何去理解，如何去應用，這需要很高的工程素養。而工程素養是可以培養的。

現階段設計師的工程素養培養面臨著一些尷尬。理工院校的工業設計專業，人文知識無法作為重點來進行教學，學生即使學過工程知識，但面對感性化、模糊化的設計工作，如何與工程知識結合、靈活運用成了一個問題；藝術院校的工業設計專業，強調著色彩、光影、華麗而個性的效果圖，對工程素養的重視程度無法提高，大量的文科生面對和理工院校一樣的工程知識類教材感到無所適從。

本教材從工程知識的認知、擴展、提高到應用的一繫列過程，囊括了過去“工程力學基礎”、“電工電路”、“材料與加工工藝”、“機械原理”、“機械設計基礎”等科目的工業設計相關工程知識，還包括了前沿的加工工藝和工程方法，通過小課題與大課題結合、動腦與動手結合的方式展開。用大量形像生動的語言和能夠動手的、交互式的實例提高學生對工程知識學習的興趣，在學習工程知識的同時應用一些學過的知識，比如人機工程、設計思維、市場等。此外，本教材著重讓學生找到適合自己的對工程知識的學習方法，在脫離學校教育後，能夠有能力、有目的、自主地在工作中學到新的、對口的工程知識，這也是本書編寫的另一目標——培育良好的工程素養。

本書分為7 章，由燕山大學孫利、吳儉濤、陳繼剛組織編寫，並進行全書的統稿工作。參加編寫的還有燕山大學陳永亮、王之苑（第1 章），楊芳、張小利（第2 章），李蒙曉、曹新瑜（第3 章），張文青、盧穎（第4 章），饒琬婧、魏凱（第5 章），曹寶、於鴻飛（第6~7 章）。為方便高校教師選用，還制作了PPT 教案，有需要的教師可向清華大學出版社索要：wangbx@tup.tsinghua.edu.cn 。本書部分圖片來源於網站，由於時間、精力有限，無法追溯其原始出處，故未能一一注明，在此向相關人士表示感謝。

在多年教學經驗的基礎上，本書在體例、繫統和內容取舍上融入了自己的心得。但由於水平有限，缺點和錯誤在所難免，衷心期待讀者批評指正。

編者2014 年7 月

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