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材料的力学表现

 九月秋龙 2018-09-04

拉伸


弹簧由于它的物理形态具有很大的弹性,沿着弹簧的一侧或者两侧向外拉,弹簧就会受到力的作用发生变形,这是一种拉伸作用。概括地说,拉伸是一种在外力的作用下材料沿作用力方向进行趋向伸展。在立体构成中,拉伸是一种重要的手段,可以产生具有美感的作品。


如图中间的金属质工艺品,形态像一棵树,树枝蜿蜒、卷翘,是由拉伸的金属连接拼装而成的艺术品,也展现了细线材易于弯曲和拉伸的特点。最右边的网状护栏,是为了防止突然变道的车辆或者不注意的行人不小心落水的安全措施。这种网状结构是由无数根拉伸变长后的金属交叉形成的网状结构,呈现出很强的承受能力。也可以节约大量的材料,并增大立体结构的空间跨度。因而在现代设计中,也被广泛应用。


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压缩


压缩是一种相反于拉伸的作用力,比起拉伸可以使物体变得又长又大,压缩可以使物体变小变短。压缩就是给予某个物体施加压力及减小体积、密度或者浓度。压缩作用也可以形成变形作用,压缩作用可以使物体变得更加精致,它减少了物体占用的空间,使物体变得更易于人的控制和移动。


图中的橡皮泥小熊就是在压力的作用下,使其变成了它萌萌可爱的形态,更加让人爱不释手。右图是女生最喜欢的压缩面膜,本来一张面积比较庞大,不易于携带的纸张面膜,在受到压力的作用下,压缩变成药片的大小,更加易于人们的携带。这就是压缩作用力在实际运用时会给人们的生活带来便捷。


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弯曲


弯曲指受到外界的力,材料产生外形的弯曲变化。弯曲可以产生两种比较有特色的形态,一种是程度形弯曲,就是变形达到一定程度,整个变形区的材料完全处于塑形变形的状态,形成它固定的模样,图例中的模型玻璃灯泡就是一个典型的塑形弯曲,灯泡的玻璃在受到热力的作用下融化,在物理作用力下,将其弯曲,玻璃在冷却的时候,灯泡变形成这样固定的形状,处于完全弯曲的状态。


还有一张弯曲处于弹性弯曲,物体在受到外力的作用下没有发生完全的变形,还会回到它原始的模样,这种弯曲较有弹性,所以称为弹性弯曲。弹性弯曲的物品会发生动态变化,比如女生戴的头箍就是一个较为典型的例子。


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剪切


剪切就是将立体构成材料进行剪切,形成新的形态,比起之前使物体发生形变的力,剪切可以使物体发生与原物体的分离,形成比较干脆的截面。

如第一张剪纸,本来是一张平坦的剪纸,通过剪切与折叠,原来平坦的纸张在空间中就形成一个新的维度,使人在触摸和观看的时候都能感受到一种凹凸的感觉。

中间这张作品应该是将一段折叠成棱柱形的剪纸裁成一段一段的,然后重新组合,形成比较艺术的模样。同样它的截面比较干脆简洁,原本剪成了棱柱形,通过裁切成更多数量的段数,在有意或者无意的拼接中,使它不断在第三维度中产生变化,形成新的状态,给人一种丰富多变,形态饱满的感觉。

图三同样运用了剪切,在造型方面更加丰富,通过折纸也使物体在空间维度上呈现出更加丰富的造型。这种将纸分割开来,叠成立体状,嵌硬纸板上,给人一种形似建筑的感觉。也是一种比较让人有所启发的手段。


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变形


其实只要对物体施加力的作用,所有物体都会产生变形。这里的变形不同于普通的使物体变形,这里的变形指的是改变客观事物外形的常态,按照创作的需求,来进行物体结构的改变。

如两张例图,在本来的概念里面,道路应该是笔直的,但是图上一条长长的马路被扭曲成麻花的状态,使得它在固定的范围内,增加了更多的长度,给人另外一种视觉感觉。

右边的组合罐子,罐子一般是由比较坚硬质地的材料制造而成,在这里却给人一种软踏踏的感觉,设计者在罐子的开口进行了形变改造,使它发生形变,不再是原来简单普通的罐子,在视觉上给人一种新颖的感觉。总体来说,变形作用就是将物体变得与实际原来的形态有所不一样。左图的马路不再是普通的马路,右边的组合罐子不再是普通的组合罐子,更加像一件艺术品。


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倾斜


倾斜也是一种突破常规的手段。倾斜指的是立体构成侧重偏向于某方向,这种方式的运用可以使得物体产生动态感。

左图斜塔与地面形成一定的角度,但是并没有倾倒,这样一个微妙的倾斜度使人惊叹不已,是一个非常成功的倾斜案例。

右边插座的构造比较新颖,在生活中经常遇到插孔之间空间矛盾的情况,在这样一个设计中,插孔与插孔之间加入一个倾斜度,在空间的占用中,没有太大的变化,但却给人的生活带来很多方便。


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自然材料加工方法


自然材料来自于自然,是大自然的产物。自然材料由于气候、地域等条件的限制,所以它的形状、结构、性质都有所不同。加工自然材料要根据它们的特点进行加工。

自然材料的使用也有两种思维模式。第一种我们在看到了大自然的产物,产生了灵感,触发了设计欲望,比如雪人,在大雪纷飞的日子,雪花堆起,雪花是很好的塑形材料,我们就会想起用雪花堆积成各种各样可爱的模样,这就是一种现有材料在设计的一种思维方式。第二种就是我们想要设计什么,于是去大自然中寻找材料,在很早很早的年代就有珍珠项链了,那时没有太多的人工材料,当人们想要装饰自己,就去自然中寻找材料进行加工设计成自己想要的造型。


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工业材料加工方法


工业材料是人们通过提取物质而合成的材料。工业材料可采用各种仪器或者人工手动制作来创作立体构成品。

看上面这张图,就是由人工提取的金属材料铸造成的一个形象生动的狮子头,给人一种威严的感觉。下面这张图就是用工业材料塑料,人工拉伸变形,形成各种各样形形色色的样子。工业材料优化了单一材料的属性,在现代生活中被广泛应用。

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