这类空间嵌套式框架结构,最初的设计出发点并非面向传统工业设备的功能承载,更多是探索三维空间内杆件连接的视觉悖论效果,不过其构型逻辑依然可以给工业领域的框架类产品设计提供参考。从结构本身来看,整个作品采用等截面矩形杆件作为基础构成单元,所有杆件的连接位置均采用直角对接形式,没有额外的圆角、倒角过渡,也没有设置焊接坡口、螺栓连接孔等工业结构常见的工艺特征,完全以线条的空间穿插来实现视觉上的错位效果,从特定视角观察时,会产生框架层级互相穿透、违背常规空间逻辑的视觉感受。
在实际工业场景中,类似的框架构型逻辑可以迁移到设备防护外框、展示架、小型设备支撑台架的设计中,尤其是需要兼顾结构辨识度与轻量化要求的场景,这种嵌套式的杆件布局可以在不额外增加材料用量的前提下,提升框架整体的抗扭性能——常规的单层矩形框架在承受侧向扭矩时,四个角点的应力集中系数较高,而这种双层错位嵌套的结构,相当于在原有框架的基础上增加了一组斜向的空间支撑,能够将侧向载荷分散到更多的杆件上,降低单根杆件的受力峰值。
从设计思路上看,整个结构的建模过程完全基于基准平面的空间偏移来完成,首先确定最外层框架的四个顶点坐标,以矩形杆件的截面边长为偏移基准,向内偏移出内层框架的定位基准,再通过空间投影的方式调整内层杆件的连接位置,让内外层框架在视觉上形成连续的穿插效果,实际建模过程中不需要做实体布尔运算,所有杆件均为独立的拉伸实体,只是在空间位置上做了精准的错位排布,避免出现实体干涉的同时,保证特定视角下的视觉连续性。
关于外形尺寸与安装边界,这类结构如果落地为实体展品,通常会根据展示场景的需求调整整体外轮廓尺寸,常规桌面展示款的外轮廓尺寸控制在200mm×200mm×150mm范围内,杆件截面边长选取15mm-20mm,既可以保证整体结构的刚度,避免搬运过程中出现杆件变形,也不会因为杆件过粗遮挡内部的嵌套结构,影响视觉效果。如果是作为工业设备的支撑框架使用,需要根据实际承载的设备重量调整杆件截面参数,同时在框架底部预留安装脚轮或者固定地脚的连接孔位,安装边界需要预留至少30mm的周边操作空间,方便后续的设备接线、维护操作。
从功能特性角度来说,纯艺术展示用途的这类结构不需要考虑动载荷承载,只需要保证静态放置时的结构稳定性,底部四个支撑点需要做共面处理,避免放置时出现晃动;如果迁移到工业用途,需要在杆件连接位置增加三角加强筋,或者采用焊接工艺替代简单的直角对接,提升连接位置的疲劳强度,应对设备运行过程中产生的振动载荷。另外这种空间错位的结构形式,也可以应用在工业产品的外观装饰件设计中,比如设备的通风口防护罩、操作面板的装饰边框,在不影响通风、操作功能的前提下,提升设备外观的设计感,区别于常规的直框式外观设计。
在建模过程中需要注意,所有杆件的中心线必须严格对齐预设的空间基准线,哪怕出现0.1mm的位置偏差,在特定视角观察时就会出现线条错位,破坏原本的视觉悖论效果;另外杆件的端面需要做平整处理,不要残留建模过程中产生的多余碎面,否则后续如果做3D打印验证或者机加工制作时,会出现端面不平整、拼接缝隙过大的问题。如果是用于工业场景的改型设计,还需要根据实际使用的材料调整结构参数,比如采用铝合金型材制作时,要匹配标准型材的截面尺寸,减少二次加工的工作量;采用钢板焊接制作时,要预留焊接收缩余量,避免焊接完成后整体框架出现尺寸超差的问题。
- 上一篇:无人机挂载球形应急物资补给舱结构
- 下一篇:复古燧发式手持发火器械结构设计
- 全部评论(0)
- 模板大小: 1.47 MB
- 售价:5金币
- 下载次数: 25
- 系统要求: PTC Creo Elements,Rendering
- 软件分类: 通用机械零部件






