摘要：多变快变的市场动态向电视机产品设计人员提出了产品设计如 何适应市场的问题。采用新材料，新技术、新工艺当然不失为谋取和实现产品变化的最佳对策之一，但是产品设计者更重要的任务是设 法使产品变得好、变得快、变得经济，即质量、速度、效益三者的最佳综合指标才是设计者的最终目标。
关键词：电视机结构设计；机械冲击脆值；缓冲包装设计
前言：
家电产品结构和包装设计虽然是—个多目标、多约束要求的务，但同时也作为—个整体任务而存在。在实际产品设计中，除了要满足产品自身功能外，也要考虑到后续的包装设计，我们在这里提到的包装设计主要指缓冲包装设计，缓冲包装设计能直接影响到产品的质量和成本控制，只有把产品设计和包装设计集合在一起，整体效果才能清晰的显现出来。
1.电视机结构的设计
1.1 内部结构模块化，模块接口标准化。模块化是一种新的标准化形式，是标准化原理综合运用的产物。模块化设计与传统产品设计方法的主要区别在于。传统产品设计方法是以“某一个产品”为中心展开的，把其中含有相同或相似的功能单元分离出来，用标准化原理进行统一、归并和简化，以通用单元的形式独立存在，这就是由分解而得到的模块。模块是一种具有标准化含意的通用部件，它具有相对独立的功能和较强的互换性能，它不是仅用于某一个产品的专用部件，而是某一类产品的通用部件。为保证模块的通用互换和兼容，模块设计有标准的接口（机械接口或电气接口）。模块化设计的优点在于同一模块与其它模块通过组合可以构成多种新产品，因此模块化设计是实现产品多样化的最佳途径。同时，模块化设计还易于实现产品的更新，因为新产品一般是以原有技术为基础加上部分新技术构成的。采用模块化设计时，原有技术以模块形式存在，拿过来就可用，只需研制部分含有新技术内容的新模 块即可构成新产品，不必一切从头开始，从而大大减少了新品研制工作量，缩短了设计周期及生产准备周期，可使新品尽快上市。
1.2 电视机壳及其模具功能多用化，通常一套电视机壳模具只能成形一种规格的电视机壳，而功能多用化的机壳模具通过改换个别模具 镶块，可成形兼容多款液晶面板、多种光学规格、多款造型、甚至相邻两种尺寸的电视机壳。采用一套模具成形多款兼容的电视机壳的难点在于：不同规格的液晶面板外形尺寸可能不同、面板排线数量或位置不同、背光安装尺寸可能不同、亦可能因外观款式变化导致内部装配结构变化。因此，电视机结构设计师在设计电视机壳结构时，必须与电视机外观设计师及模具设计师密切配合，对需多款兼容的电视机壳的形体款式、外形尺寸，结构形式等统筹考虑，能统一者尽量统一，为机壳模具功能多用化奠定基础。
多款兼容的电视机外形尺寸取成一致完全可行，但是，多款兼容也给机壳模具功能多用化设计的复杂性带来成倍的增长。为解决机壳模具功能多用化带来的困难，中框限位液晶面板的限位块在模具上设计为可换镶块，或者限位块采用粘贴的方式。液晶面板的侧排线采用最大兼容法，需要对液晶面板进行资源优先排序、对结构进行归类，在结构简化与资源兼容之间进行取舍。对于背光规格的兼容，膜片增减可以通过中框加贴或去掉硅胶限位条来实现，主要是灯条的排布需要在设计初期就要进行结构设计统筹，对背板固定、散热效果、主观效果等统一考虑。至于造型款式则可以通过加装装饰件、前壳下巴换款、新开模芯、铝前壳新开挤型模或变更加工工艺等方式实现。
2.脆值的确定及提高产品脆值的方法
经验估算法、试验测定法都可作为脆值的确定方法，其中试验测定法是属于比较精确的方法，但相对其精确度对来说，试验成本也很高，因为这种方法必须具备测录仪器和试验设备才可以。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但是由于脆值试验所具备的破坏特性，对于单价很高，并且更新换代很快的电视机产品来说并不合适。通过相关数据的研究显示，在结构失效问题上，由结构失效引起的液晶面板、膜片及导光板的破损、跳脱、摩擦损伤等问题占据了主要影响因素，还有外壳的局部开裂、变形等，因此，在设计产品和包装时要仔细分析液晶面板、膜片导光板、外壳和包装四者之间的受力关系，在提高产品脆值的同时，寻求到产品设计和包装设计之间成本的平衡。
3.缓冲包装的力学模型及对包装设计的启示
变形过程中产生的能量损耗是泡沫塑料缓冲机理，一般包括：（1）由基体变形产生的能量损耗；（2）基体单元间摩擦产生的能量损耗；（3）开孔泡沫塑料中流体的粘性流动产生的能量损耗；（4）闭孔结构中气体的不可逆压缩产生的能量损耗。因此，在设计缓冲包装时，要想缓冲效果越好，所选取的缓冲材料单位体积吸收能量就要越大。我们可以用C代表缓冲系数，Q代表作用于缓冲材料上的应力，E代表单位体积缓冲材料所吸收的能量，用公式来表示，即：C=Q/E，从这个公式我们可以看出，当缓冲材料单位体积吸收的能量越多，则缓冲系数越小。在电视机设计中，难以界定易损件。但在理论上我们可以得出这样的结论，产品主体设计和包装设计之间存在着密不可分的内在联系，对于能够有效减低冲击响应幅值的阻尼问题，我们要从理论上和实践上都提高认识，从而降低易损件对外界的冲击影响。
4.缓冲包装设计的传统方法及有限元数值模拟的应用
发泡聚苯乙烯（EPS）以及可发性聚乙烯（EPE）作为目前家电行业中使用最广泛的缓冲材料，对其静态和动态特性研究已经非常成熟。缓冲包装设计的基本方法是缓冲系数一最大应力曲线（C-m）法与最大加速度-静应力曲线（G-s）法。阐述了产品设计与缓冲包装之间的关系，对于包装设计具有指导意义。目前，作为辅助产品和包装设计的—个重要工具，越来越广泛的应用有限元仿真软件，对产品进行仿真跌落分析，从而达到优化产品设计和包装设计的目的。在产品和包装设计完成后，运用数值模拟的方法提前对产品的包装和产品的设计进行了解，有效优化产品和包装设计。有限元仿真软件对于跌落时产品和包装的各个位置的应力和变形，及指定位置的加速度曲线，这些我们评价设计的关键指标都能计算出来。实际的试验结果和模拟结果无论使用哪种有限元软件都会有些出入，其原因是很多方面的：比如有限元模型中理论材料参数和产品外壳和包装的真实材料参数之间存在的差异，选取的电视机不同计算部位，结构件之间的联结和接触的处理方法，以及阻尼值的考虑等多种因素。在实验中，因为试验设备和人为操作的元素，有限元仿真模拟的处理是按照理想跌落方向进行的，而试验中对缓冲包装件跌落方向却不能与模拟完全保证一致，这就导致了试验结果出现了一定的误差。同时，影响试验结果差异的因素还包括试验环境、跌落情况等。因此，模拟数值结果在实际设计中，只能作为参考来使用，不能成为根本设计标准。国内外在数值模拟方面提出了机电产品稳健设计优化概念的最新成果，对设计员具有积极启示意义。—套适合自己公司的产品设计系统的建立，需要结构设计人员将设计经验和数值模拟有效统一结合，通过不断的设计、模拟与试验产生的产品结晶。
结束语：
结构设计和包装设计在实际的电视机产品设计过程中，其关系非常密切。产品的脆值是产品结构设计中—个非常重要的因素，因此，在产品设计中要重点关注，从而打好缓冲包装设计的基础。同时，为了产品在运输安全和包装设计的经济上得到保证，对缓冲材料的特性能够更充分的利用，就要了解缓冲材料的基本特性和缓冲包装的力学模型。同时有效利用有限元数值模拟软件，争取达到缩短设计周期、降低成本、优化设计的目的。
参考文献：
[1]申刚.电视机产品设计和缓冲包装设计关系探讨{J}.广西轻工业，2011（05）
[2]张聚杰.包装衬垫疲劳强度与疲劳缓冲性能的研究{J}.江南大学，2010（06）
[3]梅林王.缓冲包装结构设计浅析{J}.中国包装，2011（06）
论文作者:王华森
论文发表刊物:《基层建设》2017年第34期
论文发表时间:2018/3/14
标签：包装设计论文; 产品论文; 机壳论文; 产品设计论文; 电视机论文; 结构论文; 模具论文; 《基层建设》2017年第34期论文;