陶瓷工艺品缓冲包装的力学特性与包装设计研究

论文摘要

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。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.1.1 陶瓷及陶瓷工艺品
• 1.1.2 陶瓷及陶瓷工艺品包装
• 1.2 运输包装的概况及发展趋势
• 1.3 现有运输包装的主要形式
• 1.4 本课题研究的目的和意义
• 1.5 本课题的主要工作内容
• 1.6 本章小结
• 2 陶瓷工艺品及其缓冲包装的力学性能分析
• 2.1 陶瓷及其工艺品的力学特性分析
• 2.1.1 陶瓷破坏波的物理力学性质
• 2.1.2 陶瓷的破坏波及渐进破碎模型
• 2.2 缓冲包装的力学特性分析
• 2.2.1 振动特性及其测试理论分析
• 2.2.2 受冲击特性及其测试理论分析
• 2.3 本章小结
• 3 陶瓷工艺品缓冲包装件的实验研究
• 3.1 陶瓷工艺品缓冲包装件振动测试实验研究
• 3.1.1 试验材料、设备与方法
• 3.2 陶瓷工艺品缓冲包装件跌落冲击测试实验研究
• 3.2.1 跌落试验机的工作原理
• 3.2.2 跌落冲击实验
• 3.3 本章小结
• 4 陶瓷工艺品缓冲包装结构的改进设计
• 4.1 缓冲包装结构设计的难点
• 4.2 缓冲包装结构设计的原则
• 4.3 缓冲包装结构设计的基础
• 4.4 缓冲包装设计方法
• 4.5 包装材料的力学性能分析与选用
• 4.5.1 缓冲包装材料
• 4.5.2 缓冲包装材料力——变形量的关系
• 4.5.3 包装材料的选用
• 4.6 陶瓷工艺品缓冲包装设计
• 4.6.1 设计思想
• 4.6.2 动力学模型
• 4.6.3 缓冲包装结构设计
• 4.7 本章小结
• 5 陶瓷工艺品缓冲包装的综合分析及其评价方法
• 5.1 缓冲包装的综合分析
• 5.1.1 层次分析法模型的建立
• 5.1.2 建立缓冲包装方案的层次结构模型
• 5.1.3 算例分析
• 5.2 缓冲包装的整体综合评价
• 5.2.1 适度包装是一种最佳的包装防护模式
• 5.2.2 缓冲包装件的评价体系
• 5.2.3 缓冲包装件的整体性能与成本评价系统
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢
• 个人简历