雨伞设计数据分析

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1、1伞具设计I．1伞面半径平面半径大小是由撑伞者在伞下的活动范围决定的。在正常情况下，人在伞下的活动范围有3个主要因蒸：手臂前后活动毡围；手臂左右活动范围；最大肩宽。1．1l根据手臂前后摆动范围测定伞面半径因为伞具是人们生活中的必备用具，适用于绝大多数人群，在这里取95％的适用人群的人体尺寸标准作为伞面设计的数据。根据人体尺寸掭桂“1：95％的成年男性(18—60岁)前臂长壅为258r珊。上臂长度为338呻；95％的成年女性(18—55岁)前臂长度为234哪．上臂长度为302mm；人正常情况下撑伞时手臂前后移动

2、距离：前臂的前后活动范围+上臂的前后活动范围。因为前臂至上臂的舒适调节范围为85。一1100[”。在此前臂伸展肘取85。，前臂与垂直方向形成的角度就为45。。因为上臂至躯干的舒适诵节范围为柏。一900，再依据大量实际测量数据，取O～50。的活动范围。上臂与垂直方向形成的角度就为O一50。，见图l。经计算伞的前图l手臂前后摆动范围示意图后移动距离为：成Fj手l强eB曲既atjcdm6昭。f血es。哪坤年男性为：258m啊afa咖backw州8柏dfor他rds秆而“挚xsi一5+338mmx8iIl50=“1．

3、314f岫；成年女性为：234mmx自i椰+302r唧×siIl50=396．77mm。95％成年男性胸厚约为245mm；95％成年女性胸厚约为239曲。因手臂移动距离是从胸厚中同开始计算，取1／2胸厚数值。所以为了保证人不淋到雨水，伞面半径应为：伞的前后移动距离+l／2人的胸厚。经计算得：男士伞面半径约为：“1．314mm+l／2x245IⅡIn=563．814哪；女士伞面半径约为：396．77m+l／2×239fnIn=516．27m。I．1．2根据手臂左右摆动范围测定伞面半径根据大量实验数据，人正常情况

4、下撑伞时前臂的左右活动收稿日期：2007舶-25作者简介；熊兴福(1963一)，男，南昌人，南昌大学教授，硕士生导师，主要从事人机工程、包装设计研究，发表论文50余篇。119万方数据包装工程PAcKAGINGENGINEERINGv01．28No．“2007．1l范围为(前臂向外侧方向形成的角度大约为0—45。)，见圈2。因此经计算伞的左右移动距离为：成年男性为：凰2手臂左右摆动范围示意图258mm×8枷2Fig．2‰schemticdr嘶“gof：8乙竺竺!成年，血e。。ope0f。l。n。nd蚶Ⅱswi咿

5、女性为：234mmב。8iI“5=165．438mm。为了保证入不被雨水琳到。伞面半径应为：伞的左右移动距离+人的最大肩宽。经计算得：男士伞面半径约为：182．406mm+469唧=65I．406岫；女士伞面半径约为：165．438舢+438mm=603．438mm。1．1．3根据最大肩宽测定伞面半径一般情况下，手撑伞相对于身体是处于静止状态的，因此伞面半径根据人的最大肩宽测定如下：根据人体尺寸标准：95％成年男性最大肩宽为469mm：95％成年女性最大肩宽为438mm。因此根据最大肩宽测定伞面半径为：男士

6、伞面半径约为469一；女性伞面半径约为438mm。1．1．4综合分析后测定伞面半径根据以上测定，考虑一般情况下手相对身体活动范围不大，手最大活动范围)伞面半径>最大肩宽，综合分析得出：男士伞面半径约为563mm；女性平面半径约为516mm。(耒成年入可以根据不同年龄层的身体尺寸标准，以此公式来得到伞面半径尺寸。)如果考虑平具的通用性，伞面半径应取男士用伞的尺寸；如果考虑女士太阳伞，伞面半径应取女士用伞的尺寸。1．2伞面弯曲弧度，l，2．1伞面边缘的圆弧形造型平面为圆形具有象征意义：纸伞张开后呈圆形，有。圆满。

7、的吉祥寓意。由于受力采用圆形伞面：为了不淋到雨水，伞面半径要保持不变，所以方形伞的边长要等于圆形伞面直径。运用流体力学基本原理进行受力分析1：圆形伞面受到风欧时，前半部与后半部的压强分布不同，因而流体在流动方向上对圆柱产生了由压强差而引起的作用力(也就是空气阻力)，这个力叫和强阻力(或称形状阻力)。方形伞面受到风吹时．前半部与后半部的压强差大于圆形面前后形成的压强差，所以在打方形伞具时．受到的阻力要比圆形的大．行走时很吃力。因此选用了圆形面作为平面的造型，具有一定的科学道理。1．22伞面的弯曲弧度不宜过大根据

8、流动空气的特性：流管细流速快；流管粗流速慢。这120、就是气流连续性原理。再依据实践证明；空气流动的速度变化后，还会引起压力变化。当流体稳定流过一个管道时，流速快的地方压力小。流速幔的地方压力大。这就是物理学中的伯努利定律‘“．见图3。向下压力向上压力图，伞面气流分析如果伞面弯曲弧度过大(接近于平面状态)，空气流到伞面的前缘，分为上下两股，流过伞面上表现的流线，受到凸起的影响，使流线收敛变密，流管(