學(xué)生寢室用的拓展式床頭衣柜的設(shè)計(jì)

摘 要：衣柜是存放衣物的常用存儲(chǔ)家具，尤其是在大學(xué)寢室內(nèi)，一款多功能的衣柜十分重要。文章設(shè)計(jì)了一種能節(jié)省寢室空間的懸掛式衣柜，給出了具體結(jié)構(gòu)以及實(shí)現(xiàn)方法。

關(guān)鍵詞：寢室用；衣柜；設(shè)計(jì)

1 背景技術(shù)

衣柜是用于存放衣物的常用家具?，F(xiàn)在國內(nèi)外市場衣柜種類繁多，有簡易組裝式，嵌入式等，衣柜是由柜體和柜門、五金配件構(gòu)成的，但是這些衣柜多為落地式結(jié)構(gòu)，十分占用空間，在國內(nèi)，大學(xué)寢室一般住二到八個(gè)人，寢室里布置了床，書桌等日用品后，寢室中同學(xué)的平均剩余空間十分少，由于空間受限制，不能制作成傳統(tǒng)的柜式衣柜用于放置衣服，然而，有些衣服必須進(jìn)行懸掛，如若推放在衣柜里，容易導(dǎo)致衣服褶皺，從而影響衣服的美觀及使用壽命，同時(shí)考慮到大學(xué)可能需要搬寢的需要，傳統(tǒng)式衣柜不易搬運(yùn)，故急需一種寢室用的便攜衣柜。

2 基本原理

本設(shè)計(jì)通過不斷實(shí)踐與研究，設(shè)計(jì)了一個(gè)能夠在寢室內(nèi)使用，又不占用空間的懸掛式衣柜。它由主框架，繩子和遮布構(gòu)成，效果圖如圖1所示，主框架由方形不銹鋼空心管和圓形不銹鋼空心管構(gòu)成，各管間采用螺栓連接，并用繩子將主框架綁在寢室用床的床頭架子上使得衣柜得到固定，衣柜主框架上裝套可拆卸的具有良好防塵功能的遮布，裝套上時(shí)可以防塵，取下時(shí)可以晾衣服。

圖1

3 設(shè)計(jì)過程

比起傳統(tǒng)落地式衣柜，懸掛式衣柜的下方還可以堆放更多物品，能更好的節(jié)省空間，因此本衣柜選用懸掛式?？紤]到結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，主框架形狀初步設(shè)計(jì)如圖2所示，為了減輕衣柜整體重量，所有主框架均選用空心管，衣柜掛放桿選擇圓形空心管，而其他桿考慮到固定時(shí)的貼合性均選用方形空心管。

初步設(shè)計(jì)主框架計(jì)形狀后，再對(duì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性進(jìn)行優(yōu)化，運(yùn)用ansys仿真軟件進(jìn)行有限元分析，根據(jù)市場調(diào)查和實(shí)際尺寸考慮，仿真具體數(shù)據(jù)如下，方形管為邊長19mm的薄壁不銹鋼方形管，圓形管為直徑16mm的薄壁不銹鋼圓形管，壁厚均為0.4mm，同時(shí)考慮到平均一個(gè)同學(xué)的掛放衣物重量，仿真承受重量選擇125N，各管長度如三視圖圖3所示，建立仿真模型。

建立模型后，對(duì)模型進(jìn)行劃分網(wǎng)格，根據(jù)模型尺寸，取網(wǎng)格大小為10mm，使用六面體網(wǎng)格，進(jìn)行網(wǎng)格劃分，網(wǎng)格為均勻的六面體網(wǎng)格，質(zhì)量較高，這有利于有限元分析結(jié)果的準(zhǔn)確性經(jīng)過計(jì)算，得到應(yīng)力云圖如圖4所示。由圖4可知，不銹鋼架中，方形管上除了與圓形管相交處附近外，其余位置應(yīng)力均小于50Mpa；圓管上應(yīng)力均小于140MPa。而在圓管與方型管相交位置，由于存在應(yīng)力集中，應(yīng)力超過了材料的屈服極限，使用中容易產(chǎn)生拉裂的情況。

圖4

圖5

因此對(duì)此結(jié)構(gòu)進(jìn)行加強(qiáng)，改進(jìn)方法為在薄弱處加兩處加強(qiáng)筋，如圖5所示，在圓管與方管相交處，增加長度為50mm的斜支撐，角度為45度。

對(duì)改進(jìn)設(shè)計(jì)后的模型再進(jìn)行仿真分析，強(qiáng)度滿足要求。由此，完成主框架形狀設(shè)計(jì)。

主框架形狀設(shè)計(jì)完成后，為了使衣柜易于搬運(yùn)，進(jìn)一步將其設(shè)計(jì)成可拆型，各部分連接處使用螺栓連接，考慮加強(qiáng)桿需要固定在圓管和側(cè)面桿之間，在加強(qiáng)桿兩端設(shè)計(jì)兩個(gè)彈簧件。

衣柜的固定方式選擇用繩子將其綁在寢室用床架處，這樣穩(wěn)定性較高，同時(shí)如若固定處損壞，較易維修。

最后設(shè)計(jì)衣柜外觀時(shí)考慮到衣柜的遮塵性，在主框架上裝套可拆卸的具有良好防塵功能的遮布，裝套上時(shí)可以防塵，取下時(shí)可以晾曬衣服。

4 應(yīng)用效果

本設(shè)計(jì)主要針對(duì)大學(xué)寢室，解決了大學(xué)生寢室空間小，沒有地方掛衣服（尤其是一些容易出褶子的衣服）的問題，衣柜掛在床頭既能節(jié)省空間，也可以方便同學(xué)們拿取衣物，并且衣柜主框架設(shè)計(jì)成可拆卸裝置，方便運(yùn)輸，不用時(shí)收起來也不占用空間。寢室應(yīng)用本設(shè)計(jì)之后，將有效的節(jié)省寢室10%的空間，使得同學(xué)們可以充分利用空間，而對(duì)于學(xué)校來講，若為每個(gè)同學(xué)配備一個(gè)衣柜，以重慶大學(xué)為例，將至少需要約20000個(gè)衣柜，傳統(tǒng)落地式衣柜市場價(jià)為150元，而本設(shè)計(jì)成本比較低廉，經(jīng)計(jì)算批量投產(chǎn)后成本只需46塊，將會(huì)為學(xué)校節(jié)省不小的開支。該項(xiàng)目批量生產(chǎn)后，將以其功能強(qiáng)、易運(yùn)輸、可靠性好、成本低等優(yōu)點(diǎn)而搶占市場，具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。