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陶瓷工艺品缓冲包装的力学特性与包装设计研究

方海峰  
【摘要】: 缓冲包装的发展与产业经济的发展和社会环境的变化有着十分密切的关系。缓冲包装的合理性及优化程度直接关系到产品的安全流通、企业的生产成本、资源的有效利用和环境的可持续发展等问题。 要解决缓冲包装设计中经常出现的欠缺包装或过分包装的问题,必须对缓冲包装进行合理化设计。缓冲包装系统是对各种实际缓冲包装件的抽象,它对外部冲击与振动等作用的响应是进行缓冲包装设计的理论依据。缓冲包装系统的响应既取决于外部作用的力与运动,也取决于系统自身的结构特征,如弹性、阻尼、质量等。 本论文首先通过对陶瓷工艺品的破坏机理研究,发现陶瓷、玻璃等易碎产品不能承受过分的剪切力作用。同时对缓冲材料的非线性缓冲系统的关键参数和力学特性进行了理论探索,对包装材料进行力学特性分析,并通过数值方法来对其响应进行研究。而且,在对包装件力学模型跌落冲击响应分析的基础上,采用Runge-kutta方法对线性系统与非线性系统分别进行数值分析。通过进一步讨论系统阻尼比、质量比、频率比对关键部件最大加速度响应的影响,确定缓冲材料的选择与缓冲结构的设计。这些结论对缓冲包装的设计与优化具有重要的参考价值。 采用瞬态测试系统对实际包装件进行振动和跌落冲击测试,并通过实验的观察和分析,找到现有唐三彩包装结构的不合理性,对唐三彩进行了整体的缓冲包装结构设计。研究表明采用整体式CI包装结构更适合陶瓷工艺品的缓冲包装。同时采用层次分析法和模糊平价法的原理,对唐三彩的缓冲包装设计进行系统的分析与评价,得出该设计方案可行并值得推广和应用。


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