这款短剑的三维结构设计,最初是面向影视道具制作、格斗训练器械开发以及户外防身器具的结构验证需求搭建的,整个建模过程完全围绕实际使用场景的受力、握持、配重逻辑展开,没有做多余的装饰性冗余结构。从实际应用场景来看,这类短剑既可以作为影视拍摄中的仿真道具,通过调整材质参数实现金属质感的渲染输出,也可以作为非金属训练器械的结构原型,在保留外形轮廓的基础上替换软质材料做对抗训练使用,部分户外装备厂商也会参考这类结构做轻量化防身器具的开模参考。
从功能特性上看,整个刃身采用对称双刃设计,刃部从护手位置向剑尖方向逐步收窄,最宽处位于刃身靠近护手的三分之一位置,这种轮廓设计既保证了劈砍时的刃部接触长度,也让刺击时的剑尖穿透力得到保障,刃身中部做了轻微的弧面过渡,没有设置额外的血槽结构,一方面降低了加工时的铣削难度,另一方面也让整个刃身的结构强度更均匀,在侧向受力时不容易出现应力集中导致的弯折。护手部分采用一体式的挡块结构,没有做复杂的镂空造型,整体宽度略大于握持手柄的直径,能够在刺击动作中有效阻挡手部向前滑向刃部,同时也能在格挡对方器械时起到限位作用,避免对方的刃部顺着剑身滑向握持位置造成割伤。
手柄部分采用符合人体工学的曲面造型,表面设置了三道环形的防滑凹槽,握持时手指可以自然卡入凹槽位置,即使在手部出汗或者佩戴薄手套的情况下也能保证握持稳定性,手柄尾部做了轻微的膨大处理,能够在快速挥砍动作中防止手部从手柄末端滑脱,整个手柄的长度按照成年人手掌宽度设计,刚好满足单手握持的尺寸需求,不需要额外缠绕防滑绑带也能获得足够的握持摩擦力。
设计过程中首先确定的是整体的配重平衡,整个模型的重心位置设置在护手前方两厘米左右的位置,这个位置既不会因为太靠近剑尖导致挥砍时过于笨重,也不会因为太靠近手柄导致刺击时缺乏穿透力,在建模时通过调整刃身和手柄的材料密度参数反复验证配重,确保实际生产出来的成品握持时的手感符合格斗器械的使用需求。刃身的厚度从靠近护手位置的6毫米向剑尖方向逐步递减到2毫米,刃口部分做了0.5毫米的钝化处理,在作为训练道具使用时不会造成割伤,同时也保留了刃部的视觉轮廓,如果是作为金属实物开模,只需要调整刃口的拉伸参数就可以实现开刃效果,不需要重新搭建整体轮廓。
安装边界方面,整个模型采用分体式装配结构,刃身和手柄之间通过定位柱加过盈配合的方式连接,护手部分套在刃身尾部的定位轴上,装配时不需要额外的螺丝固定,只需要在手柄和刃身的连接位置涂覆结构胶就可以实现牢固连接,整体装配完成后的总长度控制在35厘米以内,刃身长度22厘米,手柄长度10厘米,护手宽度7厘米,整体尺寸既满足便携携带的需求,也符合格斗使用的操作半径,不会因为过长导致在狭小空间内施展受限,也不会因为过短导致攻击距离不足。
在结构强度验证阶段,通过有限元分析对刃身的受力情况做了模拟,在刃身中部施加1500牛的侧向冲击力时,最大应力位置出现在刃身和护手的连接位置,应力值远低于常用不锈钢材料的屈服强度,不会出现永久变形,手柄部分采用工程塑料或者实木材料制作时,握持位置的抗压强度可以承受500牛的握持力,完全满足日常使用和训练的强度需求。整个模型的曲面过渡全部采用G2连续处理,没有出现尖锐的折角或者碎面,不管是用于3D打印手板还是用于数控铣削加工,都可以直接导出加工路径,不需要额外做曲面修复,刃身表面的抛光面和手柄的哑光面做了分图层处理,渲染时可以直接赋予对应的材质参数,快速生成不同效果的展示图。
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- 系统要求: PTC Creo Parametric,Rendering
- 软件分类: 通用五金配件

