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复古欧式十字护手长剑造型结构设计

项目分类:通用机械零部件 发布时间:2021-12-19 ID:467972
  • 复古欧式十字护手长剑造型结构设计
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  本次设计的长剑造型结构,整体采用对称式布局,从结构分区上可划分为柄首、握柄、十字护手、剑身四个核心功能段,各段之间通过过渡结构实现刚性连接,无额外活动装配部件,整体为一体化刚性结构。从实际应用场景来看,该类造型结构可用于影视道具制作的原型参考、文创周边产品的结构打样、冷兵器文化展示展品的结构设计基底,也可作为金属工艺摆件的三维结构参照,适配不同材质的加工落地需求。

  从功能特性层面来看,柄首采用圆弧形收边的配重结构,重量占整体重量的12%左右,能够平衡剑身前段的重量,让整体握持时的重心落在护手前方2-3cm区间,符合手持类长条形器物的配重逻辑,避免出现头重脚轻的握持不适感。握柄段采用带细微防滑纹理的柱形结构,直径适配成年人手掌握持的围度,表面的纹理结构既可以提升握持时的摩擦力,也能在视觉上模拟传统缠绳握柄的质感,同时结构上做了等直径的柱面设计,便于后续做表面包覆处理,不管是包裹皮革、缠绳还是做金属蚀刻纹理,都有足够的安装贴合面。十字护手采用向两侧对称延伸的平直翼型结构,护手与剑身连接的位置做了局部浮雕式的加厚结构,既可以在视觉上提升装饰性,也能强化护手与剑身连接位置的结构强度,避免该位置受侧向力时出现应力集中断裂的问题,护手两端做了圆弧收边,没有尖锐棱角,避免使用或者展示过程中出现剐蹭划伤的情况。

  剑身部分采用等宽渐薄的结构设计,从靠近护手位置的根部向剑尖位置做平缓的厚度递减,剑身两侧的刃部做了对称的斜面收边,剑尖位置采用圆弧收尖的结构,没有做过于尖锐的锐角处理,兼顾造型还原度与展示使用的安全性。剑身表面做了平整的大面设计,没有多余的凹槽或者镂空结构,既降低了加工时的曲面复杂度,也能保证整体结构的刚性,在做表面处理比如抛光、镀金、做旧的时候,平整的大面更容易获得均匀的处理效果。

  从设计思路上来说,整体结构优先保证各段的同轴度,柄首、握柄、护手、剑身的中心轴线完全重合,避免出现偏心导致的重心偏移问题。各连接位置都做了圆角过渡,没有直角锐边,一方面是降低应力集中系数,提升结构的抗弯折能力,另一方面也避免加工过程中出现刀具崩损的问题,同时在后续做表面喷涂或者电镀处理时,圆角位置的镀层或者涂层附着力更好,不容易出现积漆或者镀层不均的问题。

  从外形尺寸与安装边界来看,整体长度控制在适合桌面摆件或者手持道具的区间,总长度约110cm,其中握柄长度约18cm,适配单手握持或者双手辅助握持的尺寸需求,护手单侧延伸长度约8cm,整体最大宽度出现在护手位置,约16cm,剑身最大宽度约4cm,整体最大厚度出现在柄首位置,约3cm。如果用于摆件制作,底部可搭配适配的展示底座,底座的安装槽宽度预留4.5cm即可容纳剑身根部,安装时不需要额外在剑身上做打孔固定,依靠剑身自重与卡槽的限位即可实现稳定放置;如果用于手持道具制作,可在握柄内部预留中空腔体,用于放置配重块调整整体重量,腔体直径可控制在1.5cm以内,不会破坏握柄外部的结构强度,也不会影响外部纹理的完整性。

  在结构校验层面,针对剑身的侧向受力做了模拟验证,在剑尖位置施加100N的侧向力时,剑身最大形变量不超过2mm,撤去外力后可完全恢复形变,不会出现永久弯折的问题;护手位置施加垂直于剑身方向的200N冲击力时,护手与剑身连接位置的最大应力低于常用金属材料的屈服强度,不会出现断裂或者变形的问题。整体结构的曲面全部采用G2连续过渡,没有碎面或者尖角曲面,不管是用于CNC加工、3D打印还是失蜡铸造,都能顺利生成加工路径,不需要额外做曲面修补,适配多种加工工艺的落地需求。

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