第1章　绪论

1.1 设计力学在工业设计中的作用

首先以一种简单的产品——椅子的设计为例，来阐述工业、艺术设计中产品的设计与力学的关系。早期的椅子主要采用木材制作，制作方法复杂且不耐用。从20世纪20年代开始，钢管材料被用于家具的制作，从而开辟了现代家具设计的新时代。图1.1所示是包豪斯学校教师布劳耶（Marcen Breuer，1902—1981）设计的“U”形钢管椅，其作为早期钢管家具代表作被载入了工业设计史籍中。

对从事工业、艺术设计的工作者而言，有创意的外观、较高的舒适度及功能化结构设计，是其作品设计构造的“灵魂”。同时，从形成创意到完成设计，每一个步骤都必须建立在对产品的安全性能、用料成本等问题进行全面分析的基础上。一般而言，设计产品的安全性能与制作成本是一对矛盾体，产品安全性能越好，成本越高；反之，成本越低，安全性能就可能越低。因此，产品的高性价比成为重要的设计目标，而这就不可避免地需要正确分析、处理一些与力学相关的问题。对于布劳耶设计的钢管椅，在设计过程中需要考虑以下几个力学问题。

（1）人坐在椅子上、后仰倚背和前倾起立时，要使椅子保持稳定，不致倾倒，在地面上支撑整个椅子的那段“U”形钢管的横宽、纵深及宽深比各应该是多少。这个问题是设计者在设计之初就必须考虑的，但只有通过对椅子进行详细的受力分析才能够解答，这属于静力学研究的范畴。

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