在當(dāng)今的產(chǎn)品設(shè)計中，形式、功能和技術(shù)被認(rèn)為是產(chǎn)品構(gòu)成的三要素。產(chǎn)品形態(tài)是產(chǎn)品所表現(xiàn)出來的風(fēng)格和狀態(tài)，主要指產(chǎn)品的外觀。產(chǎn)品形態(tài)本身就是產(chǎn)品功能的反映。在產(chǎn)品設(shè)計的創(chuàng)造性活動中，功能是產(chǎn)品最重要的本質(zhì)。任何產(chǎn)品的價值都是由于其功能的實現(xiàn)，沒有功能的產(chǎn)品不能稱為產(chǎn)品。技術(shù)是指產(chǎn)品的形式和實現(xiàn)產(chǎn)品功能的手段和方法。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計與產(chǎn)品的三大要素密切相關(guān)，直接影響產(chǎn)品的形態(tài)、功能和工藝。合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計可以使產(chǎn)品的外觀更加完美，合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計可以使產(chǎn)品的功能更加合理，工藝更加簡單，所以結(jié)構(gòu)設(shè)計是產(chǎn)品設(shè)計的重要組成部分。
2產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的相關(guān)要素
產(chǎn)品設(shè)計的目的是創(chuàng)造同時滿足功能價值和審美價值的產(chǎn)品。在這兩個要素中，功能是產(chǎn)品的本質(zhì)，產(chǎn)品設(shè)計的首要目的是實現(xiàn)其功能。要保證產(chǎn)品功能的實現(xiàn)，重要的是結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)決定了產(chǎn)品的功能，也豐富了產(chǎn)品的形態(tài)。是結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)該注意的一個環(huán)節(jié)。結(jié)構(gòu)的獨創(chuàng)性與以下元素有關(guān):
2.1產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和功能
產(chǎn)品A的功能是通過結(jié)構(gòu)來體現(xiàn)的，結(jié)構(gòu)的變化可能導(dǎo)致功能的變化?？梢宰鲆粋€形象的比喻，把結(jié)構(gòu)體系比作實現(xiàn)產(chǎn)品功能的硬件。它是實現(xiàn)產(chǎn)品功能的前提，反映了設(shè)計對象由哪些部件組成、如何組成，以及各部件之間的關(guān)系。功能類比是產(chǎn)品功能實現(xiàn)的軟件，隱藏在結(jié)構(gòu)體系中，只有通過產(chǎn)品的使用才能體現(xiàn)出來。消費者在購買商品時，看到的是產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，以及由結(jié)構(gòu)決定的產(chǎn)品整體形態(tài)。他們真正需要的是產(chǎn)品的功能，這是產(chǎn)品設(shè)計中最本質(zhì)最核心的東西，也是設(shè)計師和用戶的最終目的。產(chǎn)品的功能和結(jié)構(gòu)相輔相成，缺一不可。設(shè)計師在設(shè)計產(chǎn)品時，不應(yīng)該一味追求產(chǎn)品的功能而忽略結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)產(chǎn)品的功能，而應(yīng)該考慮結(jié)構(gòu)的實用性。
2.2產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和形式
產(chǎn)品形態(tài)是指產(chǎn)品的形態(tài)和狀態(tài)。產(chǎn)品形態(tài)以人們感受的方式反映了產(chǎn)品對人們感知的內(nèi)在表現(xiàn)。產(chǎn)品形態(tài)的處理是形式美的一種手段。產(chǎn)品形態(tài)的處理本質(zhì)上是結(jié)構(gòu)的設(shè)計。產(chǎn)品的設(shè)計不僅要滿足功能要求，還要考慮產(chǎn)品形態(tài)的美學(xué)價值，使其對人有吸引力。從心理學(xué)角度來說，人的決定有60%取決于第一印象。技術(shù)的社會屬性是商品。在買方市場時代，為產(chǎn)品設(shè)計一個吸引人的外觀是一個重要的設(shè)計要求。同時，外形美觀的產(chǎn)品可以減少因能量耗盡而導(dǎo)致的誤操作。在考慮造型時，要注意以下三個問題:(1)協(xié)調(diào)尺寸比例。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，要注意保持輪廓各部分尺寸之間統(tǒng)一協(xié)調(diào)的比例關(guān)系，有意識地應(yīng)用“黃金分割法”來確定尺寸，使產(chǎn)品造型更加美觀。(2)造型簡潔統(tǒng)一。在設(shè)計結(jié)構(gòu)時，這些形狀要搭配得當(dāng)，基本形狀要視覺平衡，接近對稱但不完全對稱的形狀容易產(chǎn)生傾倒的感覺；盡量減少形狀和位置的變化，以避免過度混亂；改進(jìn)加工工藝。(3)顏色和圖案的支撐和點綴。在機(jī)械產(chǎn)品表面噴漆不僅可以防腐，還可以增強(qiáng)視覺效果。合適的顏色可以減輕操作者眼睛的疲勞，提高設(shè)備顯示信息的辨別能力。
2.3產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性
所謂結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，是指結(jié)構(gòu)在荷載作用下保持原有平衡形式的能力。結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性是結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要因素之一，只有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的產(chǎn)品才能長期使用。在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計中，應(yīng)盡可能遵循以下原則，以增加產(chǎn)品的穩(wěn)定性。(1)調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形狀，使產(chǎn)品支撐面增大，支撐面積越大，產(chǎn)品越穩(wěn)定。這就是班椅的腿部經(jīng)常向外傾斜的原因，主要是為了增加其支撐面積，從而提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性。(2)調(diào)整產(chǎn)品重心的位置。在垂直方向上，產(chǎn)品的重心越低，產(chǎn)品越穩(wěn)定。在水平方向上，產(chǎn)品重心越靠近產(chǎn)品中心，產(chǎn)品越穩(wěn)定。這就是不倒翁不倒的原因，因為它的重心靠近地面。同時，在產(chǎn)品設(shè)計中，為了提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性，應(yīng)盡量減少細(xì)長桿的使用。(3)盡量使用三角形框架或其他穩(wěn)定的組合結(jié)構(gòu)，增加產(chǎn)品穩(wěn)定性。在我們的生活中，有很多這樣的例子，比如相機(jī)支架展開時，是三角形的組合。
結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性在日常生活中應(yīng)用廣泛。一方面，人們用穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)來抵抗外力，承受荷載；另一方面，它們利用不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)某些功能。比如在地震多發(fā)地區(qū)，人們把啤酒瓶之類的物體倒放在地上，利用這種不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)地震預(yù)報的功能。
2.4產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度
產(chǎn)品設(shè)計要滿足強(qiáng)度要求，所謂強(qiáng)度是指產(chǎn)品抵抗外力的能力。要使產(chǎn)品具有所需的強(qiáng)度，就要考慮產(chǎn)品的選材、結(jié)構(gòu)形狀和連接方式。(1)強(qiáng)度與材料有關(guān)。不同種類的材料有不同的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。金屬、塑料、玻璃、陶瓷、木材、皮革的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度都不一樣，需要根據(jù)產(chǎn)品的應(yīng)用場合和受力情況選擇合理的材料。(2)強(qiáng)度與物質(zhì)結(jié)構(gòu)的形狀有關(guān)。不同截面形狀的材料具有不同的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。一般情況下，如果實心材料的截面積相同，矩形材料在邊長方向的抗彎強(qiáng)度高于圓形材料；不同截面積的空心材料比實心材料的抗彎強(qiáng)度高，這也是為什么自行車車架通常采用空心管的原因，空心管不僅可以減輕重量，還可以增加抗彎強(qiáng)度。(3)強(qiáng)度與構(gòu)件之間的連接方式有關(guān)。構(gòu)件之間的連接通常有兩種:活動連桿和固定連桿。機(jī)械連接、焊接和粘接是固定連接；移動連接和旋轉(zhuǎn)連接屬于活動連接。通常在設(shè)計結(jié)構(gòu)時，要避免接頭成為產(chǎn)品的受力處，以免加速產(chǎn)品的損壞。在產(chǎn)品造型設(shè)計中，連接的目的是將不同的部件連接在一起，使產(chǎn)品發(fā)揮其功能，是產(chǎn)品的重要結(jié)構(gòu)之一。在選擇分體連接位置時，應(yīng)盡量避開產(chǎn)品的受力點，選擇非受力點，以延長產(chǎn)品的使用壽命。沒有一種獨特的連接方式可以達(dá)到同樣的效果，這就需要設(shè)計師根據(jù)產(chǎn)品的具體環(huán)境來選擇。在滿足強(qiáng)度要求的前提下，遵循的主要原則是加工工藝簡單和安裝拆卸方便的原則。
2.5產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和壓力
根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形式的不同，我們可以將產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分為立體結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)和殼體結(jié)構(gòu)。所謂固體結(jié)構(gòu)，就是一般是固體，特點是外力分布在整個體積內(nèi)，可以承受比較大的力。這種結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用于受力較大的場合，如重型機(jī)械。結(jié)構(gòu)是指相對簡單的形式，主要由細(xì)長構(gòu)件組成。其特點是支撐空間但不填充空間，主要承受水平或垂直方向的力。比如貨架。這類產(chǎn)品由于放置物品的重力，需要加強(qiáng)兩側(cè)立板的強(qiáng)度。殼結(jié)構(gòu):指層狀結(jié)構(gòu)，能巧妙地將外力分散到整個表面。根據(jù)這一特點，貝殼產(chǎn)品在選擇加工材料時可以適當(dāng)降低材料的厚度。目前廣泛使用塑料外殼。在設(shè)計產(chǎn)品時，首先要分析產(chǎn)品的受力情況，根據(jù)其受力模式選擇合適的結(jié)構(gòu)。
3結(jié)論
在產(chǎn)品設(shè)計中，結(jié)構(gòu)設(shè)計與很多因素有關(guān)，巧妙的結(jié)構(gòu)可以在實現(xiàn)產(chǎn)品功能的基礎(chǔ)上簡化加工工藝，節(jié)約生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品價值。為了設(shè)計出巧妙的結(jié)構(gòu)，通常需要綜合考慮產(chǎn)品功能、產(chǎn)品形態(tài)、產(chǎn)品穩(wěn)定性、產(chǎn)品強(qiáng)度、產(chǎn)品受力等多方面。本文對影響產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計的因素進(jìn)行了詳細(xì)的分析，希望能給產(chǎn)品設(shè)計師帶來幫助。
