第九章 产品设计的因素 9.1 弹性、同一性和各向同性的影响 在设计一件产品时，无论是什么类型的，设计者需在了解适合产品要求的材料在产品最终使用条件下的表现行为才能开始设计。设计者和设计小组要成功地设计出产品，就必须知道材料的限制和产品的要求。塑料不同于金属材料，在各种条件下，它们都表现出不同的性质。金属产品都是按照各向同性和同一性来设计的，并且具有良好的弹性性质。设计一件塑料产品时，设计者应该利用塑料所特有的优点。 塑料产品的设计者应该理解并记住的一点是：塑料在负荷作用下的响应不是线性的。负荷的微小改变，塑料都会表现出非线性的性质。温度与环境对于材料负荷作用的响应方式有更大的影响。因此，在设计时需要用标准的金属工程常数，如弹性模量与泊松比等，在设计时应该要做出适当的调整。材料的这些常数会随着最终产品使用时的条件改变而变化。这些常数是用来描述材料的力学响应行为。这些常数会随着材料、温度及环境而变化，在设计时应该调整它们的值使之符合设计要求。 仅对于那些在负荷作用下表现出线性的弹性、各向同性的材料来说（例如，负荷与变形成比例），这两个变量可用来正确分析制品承受的负荷作用。只有均一同质的材料，这些数值才能在整个设计时使用，金属材料也是一样。 9.2 产品结构分析 在产品结构分析中，工程师假定该材料是线性柔性的，均匀的和各向同性的。这就要求在分析材料结构在受到诸如拉伸、弯曲及扭转此类建立在各向同性材料基础上的力的作用时的响应行为时，需要正确应用工程设计方程。但是这对于塑料尤其玻璃增强和液晶高分子这类高度各项异性的材料来说就不适合了。因此，随着各向异性程度的增加，在材料受到内力作用的时候，设计者须改变条件以使包括拉伸强度、系数和泊松比在内的物性常数数值能正确描述产品材料的响应行为。为了确保精确分析产品材料的响应行为，应该对具有关键或身负重要责任用途的进行全面而详细的目标用途测试。通过建造或浇铸一个被挑选好材料的原型就能很容易并成功的实现这种测试。这就需要确保在设计过程中考虑塑料材料性质的可变性和运用各项异性分析技术－这些技术能用适合分析产品结构的设计方程。 设计小组应该时常与材料供应商协商，尽可能获得最切实际的材料的数据，以便于对材料的物理性能进行评估。这样就能确保在设计条件下，方程中的数值能反映材料在实际应用中的响应行为。材料供应商提供的是普通树脂产品的详细数据，但是因为产...
