陶瓷工艺品包装的力学建模和设计方法研究
2009/3/6 18:50:18
    陶瓷是中国的伟大发明中国陶瓷艺术源远流长。千百年来,在众多色彩斑斓的瓷器中,陶瓷工艺品倍受国内外收藏家所青睐。随着经济建设的发展,陶瓷工艺品已越来越多地被机关、企业、宾馆和展览馆等单位用于装饰厅堂。同样地,随着人们生活水平的不断提高,为了装点生活、美化生活环境,陶瓷工艺品甚至已经越来越普遍地进入寻常百姓家。 
  陶瓷工艺品通常分为“陶瓷花瓶”、“陶瓷人物”、“陶瓷动物”、“美术陶瓷’等。它们常常以神秘的东方文化为题材,以古朴、清新、自然为风格主导情趣,集使用性、观赏性和收藏性于一体,使每一位观赏者都能从中体味到火与泥塑造出来的一种耐人寻味、发人深思的生活感悟。陶瓷工艺品,特别是大中型艺术花瓶,由于它烧制难度大、成品率低,再加上艺术设计和艺术装饰,而显得更为珍贵。 
  由于陶瓷艺术品脆性大,在运输搬迁的过程中极易损坏,所以包装就成了陶瓷工艺品生产运输中一个非常重要的环节。由于大中型陶瓷艺术品体积较大且生产批量都不大,出于降低成本考虑,一般的中大型陶瓷工艺制品往往采用传统的简易方法(如用稻草、竹篓等)包装而没有采用高挡的泡沫定模工艺来进行包装。这种简易包装易在运输过程中破损,给企业造成较大的经济损失,甚至有可能产生不必要的纠纷。而有些高档的艺术瓷则采用木箱加纸屑的形式包装,又给产品增添了较大的运输成本,增加了经济负担。特别是在注重生态环境保护,倡导节约型社会的今天,使用木箱包装显得格外浪费,有悖于时代的要求。因此,如何提高中大型陶瓷艺术品的包装效果,同时又节约木材、控制成本对一个生产陶瓷的企业来说,是一个新的研究课题。随着包装新材料和新工艺的不断出现,有必要对原先的包装进行技术和工艺的重新改进设计。 
  1 包装动力学模型 
  陶瓷工艺品的受损,一般不是由于堆积保管时产生的静压力,而是由于运输过程中受到的振动以及在装卸过程中受到的冲击。 
  根据破损边界理论,货物的破损实际上受2个边界条件的约束,一是允许的最大加速度,二是冲击脉冲持续时间。当陶瓷工艺品出产后,其允许的最大加速度值G就自然确定了。当外力产生的加速度大于产品本身允许的最大加速度时,陶瓷将被破坏而受损。所以货物跌落至地面是否安全,要分析货物与地而冲击时产生的最大加速度和冲击持续时间。物体从某一高度跌落或者受到某个方向的挤压时,整个过程包含一系列的能量转换。如物体从一定高度下落,重力势能转换为动能;当物体与地而发生冲击时,动能又转换为缓冲包装材料的弹性势能。此时,包装材料起到了减振缓冲的作用,就象弹簧一样,将动能转换为弹性势能,吸收大部分能量,这样就可以起到保护货物的作用。 
  包装材料可以是无定形的填充材料(如纸屑、木屑、纬丝等),也可以是定形包装产品(如垫角、衬垫等)。无论采用哪种形式、哪种材料,它们均可以简化成图1所示的等效动力学模型。 

 
图l陶瓷工艺品包装的等效动力学模型 
  要有效保护好陶瓷工艺品,就必须控制其在运输和装卸过程中所受到的加速度。除了要求装卸工文明装卸外,我们能做的也就是设计良好的缓冲包装。根据以上动力学模型,就是要在设计时,充分考虑和利用图1所示各个方向的等效弹性因数k,等效阻尼因数c以及接触边界的状况等。 
  2陶瓷工艺品包装设计 
  2 1设计思想 
  包装的功能主要有2个:一是保护功能,也是包装最基本的功能;二是美化功能。对于陶瓷工艺品来说,包装设计的侧重点有别于一般的日常生活用品。其包装的功能主要是起保护作用,使其在储运和销售环节中不受各种外力而损坏,保障工艺品的安全。一件工艺品,要经多次流通,才能走进商场或其它场所,最终到达消费者的手中。这期间,需要经过装卸、

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