时间：2023-12-09 17:16:36
关键词 故障；原因；分析
中图分类号TM31 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2014）113-0225-02
1 概述
响洪甸抽水蓄能电站5#机定子线圈为F级绝缘，双Y、三段式绕组结构，段间采用变极开关进行切换，以适应机组在水泵工况下双转速运转的需要（原理图见附图）。定子变极开关由两组共四台真空开关组成，其中在发电工况与低转速水泵工况Ⅱ时投入5-5DL及5-6DL，高转速水泵工况Ⅰ时投入5DL~3DL及5DL~4DL。自2012年5月10日起机组在发电工况下发生了差动保护动作停机现象，并在陆续近两个月的时间内多次出现此类情况。经过一连串的分析、试验。最后确定为5-3DL的A相真空包损坏，导致了差动保护动作。
2 故障过程简介
2012年5月10日8时24分5#机在并网发电27min后差动保护动作停机，保护装置显示为A、B相相间短路。在做好安全措施后，立即安排人员进入发电机内部对机组定子线圈上下端部、铜环进行了仔细的检查，并对发电机从中性点到换向开关之间的所有差动保护范围内的电气连接部分进行了周密的检查，未发现任何异常情况。经多方研究决定做开机递升加压试验，直至并网发电带负荷都未见异常。6月27日5#机开机发电约3h后又发生了差动保护动作停机现象，进行与第一次相同程度的检查并做定子线圈的直流泄漏及耐压试验都未发现异常问题。在对一次设备进行检查的同时也对保护装置进行了全面的检查，并请来厂方人员对保护的各个环节做了细致的检查试验。随着开机试验次数的增加，差动保护动作频度最后发展到每次开机差动保护都动作，直至7月15日的开机试验过程中出现两次明显的机组振动，证明机组确已发生了短路，接着进行递升加压试验，布置人员在各处监视，又出现了两次明显振动声响，并随着出口电压的升高，振动明显增强，同时有人看见在5DL~3DL处有闪光发出。从发生的一切现象分析，确定变极开关内部出现了问题。逐个拆开5DL~3DL、5DL~4DL的上下口连接母线，重点对5-3DL的A相，5-4DL的C相的真空包进行了交流耐压试验，结果发现5-3DL的A相及C相真空包耐压值严重不合格。拆除不合格真空包，使上下口悬空，再次做开机试验，故障现象消除。备品到货后安装了合格的真空包，开机试验正常。至此，困扰机组多日的缺陷得到彻底解决。
3 原因分析
伴随着相同故障的多次重复出现，一直未停止对故障原因的分析与查找。差动保护动作所存在的原因大致有两个方面。一是保护问题。电流互感器、保护回路及保护装置的故障都可能引起保护装置误动。二是设备存在短路点，导致了差动保护动作。出现短路的部位有以下几处可能，一是定子线圈的线棒或端部、铜环发生了相间短路，而短路电流在线圈内部产生的热量一定会造成明显的破坏，从检查结果以及保护显示的短路电流值来看，可以排除定子线圈本身的因素。第二种可能是变极开关某个真空包发生了短路。从现象上分析，5DL～3DL的A相，5DL~4DL的C相真空包都有出现短路可能。从理论上来讲，当真空包因真空度破坏或触头开距减小引起触头间绝缘击穿时，应出现持续的放电现象，并在以后的相同状态下会必然出现。实际上在6月27日短路启动了线路保护录波装置的波形分析，短路保护在动作后22ms自行复归，89ms后开关断开，说明在启动保护约一个周波后短路电流已消失，由于在保护复归前已启动了出口继电器，故仍然跳闸。也就是说开关断开的是负荷电流而不是故障电流。由次说明，真空包在真空度下降后仍然可以在短路后自动熄弧。在开机试验时机组振动现象也表明：真空包在升压过程中出现了短暂的拉弧、熄弧过程。由于是首次使用高压真空开关，对真空包的特性不熟悉，向有关使用真空开关的单位咨询，都未遇到过这种情况，也无法给予合理解释，这样使我们放弃了进一步对变极开关引发短路因素的深究。第三种可能性是机组出口母线间绝缘子击穿引起了相间短路，短路后可能没有明显痕迹。鉴于母线相间短路时必然接地，且绝缘子绝缘等级为20KV，高于10KV，也可以排除。第四个可能是出口开关本身相间短路。由于出口开关为进口设备全封闭式结构，且电压等级为15KV，我们认为发生故障的可能性很小。
然而，除真空包本身具有的这种自动熄弧且不确定性的特性至今未得到合理解释外，从5-3DL的A相真空包损坏造成的外观现象来看，结果都是合情合理的。
1）5-3DL在电动工况Ⅰ时处于“合”位置，上下口导通，不存在击穿问题，故在电动工况Ⅰ状态时从未发生过保护动作现象；
2）5-3DL在发电工况时处于“分”位置，上下口分别属于A、B相，真空包断口间电压Un。当真空度下降，触头间隙瞬间击穿，形成A、B相间短路，引起差动保护动作停机。当试验时保护压板切除后，短路造成机组出口电压降低，励磁装置为维持给定电流不断增加励磁电压，使原本有缺陷的转子绕组对地绝缘击穿，并出现了两点接地；
3）由于短路出现在真空包内部，且真空包为不透明瓷质结构，难以发现故障点，只有在真空包故障恶化到一定程度后，或在交流耐压试验时，才能见到真空包的放电发光现象；
4）真空包真空度破坏，在多次燃弧、熄弧后触头极面及屏蔽罩烧伤使击穿条件存在着不确定性。
4 经验教训总结
从故障发现分析到处理整个过程，走了一些弯路，也给我们留下一些经验教训。
1）故障原因的排查不能仅仅根据理论分析，还要结合表象进行分析判断，因为理论与现实存在着差距；
2）对于不熟悉的设备特性在从外观分析大部分现象都与故障结果相吻合时，要引起注意，不要轻易排除，应尝试采用必要的手段确定排除因素，即使所采取的方法很费时费力；
3）需要加强对相关资料的收集，掌握新设备的特性，以利今后的维护工作；
4）对两台机组的变极开关除正常小修时进行的接触电阻测量外，还必须进行以下真空开关的试验项目：
（1）一个大修间隔或10000次操作后，应测量触头开距，检查触头磨损情况并做适当调整；
（2）在机组小修预防性试验时要拆除开关上下口连接母排，分别做上下口的绝缘电阻及交流耐压试验；
（3）有条件下配置真空开关真空度测试仪，进行真空度测量；
（4）可考虑在地下厂房安装一台故障录波装置，以利对故障现象的分析判断。
关键词：大数据；航空装备；质量信息；管理路径
随着我国航空事业的发展，对于航空装备的需求量也在逐年增长，如何确保各类设备的良好性能，促进部队整体战斗力的增强，成了当前面临的主要问题。尤其是在航空装备的设计制造、生产、日常维护和修理等过程中，产生了大量的质量信息，加强对各类信息数据的统一化规范管理，能够为航空装备的全周期管理提供依据。大数据时代的到来，为航空装备质量信息管理提供了新的思路，通过信息的及时、全面采集和分析，能够明确设备应用中的问题及原因，以便采取针对性预防与控制措施，使航空装备的整体性能得到改善。同时，可以明确航空装备的变化情况，并对其未来发展做出可靠性预测，从而满足质量改进的要求。
1大数据和航空装备质量信息概述
1.1大数据
大数据是海量数据的集合，不仅在数据和类型上具有海量化的特征，而且具有较低的价值密度[1]。大数据技术是多种先进技术手段的融合，能够在采集数据、分析数据和研究数据中更具高效化和精准化，涉及统计学领域相关专业理论，通过数据的整合与分析，能够满足决策需求。对于已有数据的采集与分析、对于数据的诊断、对于数据的预测和应对措施的制定，是大数据技术的基本功能。航空装备质量信息数据也呈现出海量化的特点，以大数据为依托实施管理工作，是时展的必然趋势。
1.2航空装备质量信息
航空装备质量信息包括了标准信息、动态信息和故障信息三大类。相关质量标准和法规等属于标准信息，能够为航空装备的设计、生产和使用等提供依据，同时标准信息还包括了航空装备维护中产生的相关文件和手册等。在质量监控工作的实施过程中，需要以标准信息为依据，明确判断标准。动态信息产生于设计、生产和使用、维修等各个动态过程当中，需要各个单位之间实现协同配合，确保信息反馈的及时性。故障信息不仅出现在使用和修理过程中，也要针对设计和生产过程予以全面获取，由质量管理部门实现统一分析和评估，明确与正常状态参数的差异性，实现快速恢复。
2航空装备质量信息管理的问题
首先，对于航空装备质量信息的采集存在局限性问题。在信息采集中的技术手段较为落后，无法通过相应的标准系统和管理规定加以约束，导致信息的失实、混乱等问题，无法为后续整理分析、评估改进等工作提供依据。尤其是在大数据环境中，面对大量的数据信息如果依旧采用粗放式管理方式，将会对工作效率造成严重影响。其次，诊断能力相对不高。未能借助于诊断知识库和故障代码化等手段实施航空装备的全面诊断，因此在出现故障时无法得到有效隔离，使得设备的运行受到负面影响。再其次，在质量信息管理中存在信息孤岛效应。针对海量化的质量信息数据，缺乏可靠的分析和加工工具，未能为决策工作提供保障。在多个单位和部门当中存在有价值数据，整合力度相对较低，信息资源无法得到高效利用。最后，对于技术状态的控制效果不佳。未能做好数据的统一，在查询技术状态时遇到困难，对于技术状态的梳理缺乏规范性。
3基于大数据的航空装备质量信息管理路径
3.1系统建设目标
对航空装备全寿命业务特点加以分析，确定数据采集的基本方法和周期，同时了解数据交互的方式与基本内容，加快数字化档案的构建。运用数字化管理系统，对设备的使用维护流程加以梳理，建立完善的设备使用和维护制度，做好设备施工和维护记录的登记。在保障情况分析的基础上，及时更新技术标准，以满足其实际使用需求。在该系统下，还可以增进各个单位之间的协同配合，延长航空装备的使用寿命。数据获取要针对不同环节，包括了设备的生产制造和修理等等，对于评估要素的特点加以分析，确保航空装备的质量可以得到全面提高。
3.2系统建设思路
在以大数据为依托的管理系统中，对其输入和输出方式、数据格式等予以统一，针对全业务流程开展管理工作。在分析航空装备的质量信息数据时，应该明确数据的采集、统计分析方法，在数据信息的共享过程中提出可行性改进建议，在标准迭代和预警中提高航空装备质量。应该增进使用单位和设计部门、修理单位的交流，针对使用中出现的问题反馈给设计部门，使其在设计中能够加强改进；帮助修理单位及时获得故障信息，从而加快问题处理的速度。在三个部门的协同工作中提高质量信息管理实效性。借助于分析模型和质量评估及改进系统，实现对健康因子的分析，从而确保改进建议的可行性及科学性，做好准确的预测工作。
3.3质量信息管理方法
对于航空装备质量信息的管理，需要采用多种方法，消除单一化管理方式带来的弊端。首先，六西格玛法的应用已经较为普遍，能够对质量流程管理的全过程予以优化，真正实现“零缺陷”的目标，同时具有经济性和高效性的特点。通过六西格玛DMAIC和六西格玛DMADV，制定符合航空装备质量信息管理的基本策略，通过产品的度量和分析、验证等，能够明确其中的问题并予以改进。在应用该方法实施航空装备的质量信息管理时，需要对统计数据加以全面獲取，通过量化的方式加以呈现，使整个服务模式得到创新。其中，统计分析是六西格玛法中的重要组成部分。需要对航空装备质量信息数据进行全面收集和整理，满足决策工作要求。统计分析在目的性、数据性和时效性上的优势明显，通过对航空装备质量信息数据加以描述，了解其中的数据关系，在特定模型当中开展预测分析工作。运用数据收集计划，MSA，回归，卡方检验，假设检验，DOE，模拟，仿真，防错，SPC，标准化等，构建“数据采集模块”“数据整理和分析模块”“质量评估和改进模块”。其次，可以运用风险分析方法实施航空装备质量信息管理。尤其是在设备的设计开发环节，能够对不确定因素进行评估与分析，实现对风险的全面管控。最后，在航空装备质量信息管理中也可以运用质量管理五大工具，包括了生产件批准程序、统计过程控制、产品质量先期策划、测量系统分析、失效模式和效果分析。该管理方法可以全面评估整个流程，通过在报警系统的帮助下降低废品率。
3.4系统建设方案
3.4.1数据采集模块
数据是开展管理工作的基础，在质量信息管理系统的建设中明确大数据技术的核心地位，使规划设计更具长期性特点。数据采集模块是质量信息管理系统的基础，为了能够对航空装备的全寿命状态进行实时监测，需要加快数字化档案的构建，实现对设备信息的全面采集。增进设备研制部门和使用部门之间的沟通交流，使管理工作更具实效性。使用部门应该对使用中的情况加以记录，使研制部门能够从设备的使用体验、操作便捷性、功能特点等方面予以综合考量，确保设计方案更加合理，增强人机交互性。航空装备的周检和定检信息，可以从使用过程中加以采集；航空装备的加改装信息和设计制造数据等，可以从设计制造过程中加以采集；航空装备的修理状况和巡检信息等，可以从修理过程中加以采集。明确数据格式后实现统一化录入，通过采集系统加以规范化管理。
3.4.2数据整理和分析模块
对于航空装备质量信息的整合，需要借助于系统中的数据整理和分析模块实现，做好与数据采集模块的衔接。建模工作针对原始数据管理、技术状态管理、维护指标管理、构型管理和恢复数据管理等过程，为数字化档案管理平台的构建提供依据，真正从航空装备的全寿命出发开展管理工作。在此过程中还要借助于对比分析模型，实现航空装备技术状态、基础数据和故障信息的对比分析，从而满足质量评估和改进模块的需求，明确故障类型、位置和原因等。探索性数据分析在该阶段的应用较多，比如相关性分析、逐步回归分析、假设检验和回归分析等等，增进各部门人员的交流，确保各类数据的可靠性。大数据分析技术是数据整理和分析模块的核心，在数据分析中真正实现了实时化。应该明确航空装备的各类质量参数，包括了预警阈值、基本参数、预警方式、关联性等等，通过实时对比分析的方式，可以达到快速预警和响应的目的，防止故障的进一步扩大化。故障信息包括了历史记录和清单；维修信息包括了使用情况、历史记录和换件情况；技术状态包括了修理指标和生产指标；基础数据包括了结构BOM和单机信息。
3.4.3质量评估和改进模块
在质量评估和改进模块的构建中，需要以分析模块数据为依托，明确各类阈值，全面评估航空装备的运行状态，从而满足设备的改进需求。采用统计分析的方式研究航空装备的全寿命数据，对状态信息加以全面验证，能够实现对缺陷问题的评估，对航空装备的设计、制造、使用和修理过程予以针对性改进。另一方面，借助于质量评估和改进模块，能够提高风险预测的准确性，确保质量改进措施的可行性，防止存在较大的风险而对设备使用造成负面影响。质量评估和改进模型应该具备科学性，使用的分析方法要符合航空装备的质量信息管理需求，实现对质量改进成本的控制，对未来发展状况加以预测，达到故障预防的目的。
关键词：ED仿真；生产线；布局优化
中图分类号： TH16 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）19-147-2
0 引言
生产线的合理布局能较好地响应精益化大批量生产、JIT、敏捷制造、成组技术等思想，同时消除由于建设时期对企业发展战略和产能规划预想不足，整体物流规划、产线布局考虑不完善而导致的半成品、成品、配件等随意摆放的现象。实现生产线合理布局，不仅有助于合理利用空间、人力、物力，降低企业成本，还能提高企业生产效率，保证产品质量与稳定性。某新型接线板装配生产线是传统的直线型流水线作业，通过程序分析、作业分析及作业空间分析，发现其在工艺流程、空间布局和物件摆放等方面存在问题，影响作业效率。运用基本改善方法，提出合理的优化方法并运用ED 仿真软件进行可行性分析，从而达到合理利用空间，节约人力物力的改善目的。
1 装配生产线布局现状及存在问题
1.1 接线板装配生产线布局现状
本次研究的新型接线板共有三条流水式手工组装生产线，每条生产线有18名作业员工，较其他生产线，它的生产能力较低。因此选择该产品的新型接线板装配生产线（JR）为研究对象并进行研究改善。
其装配流程包括以下工序：①开关点焊电源线；②开关电源线组件铜片点焊；③铜片焊接LED灯；④底座装铜片和开关；⑤上盖装保护门；⑥理线和盒盖；⑦打螺丝（6个）；⑧检查外观并贴合格标签；⑨装下装饰条；⑩耐压测试；11接地电阻导通测试；12装上装饰条；13装电源插座保护套；14最终检查并贴标签；15装袋封口；16装箱封箱。共由16道工序组成，作业人数需18人，共耗时290.90S。其中工序4需要附加件铜片和开关，工序7需要附件螺丝，工序9和12需要附件装饰条，工序8和14需要合格标签。每道工序间为传统直线型流水线作业，通过采集每道工序的作业用时发现，在作业过程中存在等待空闲和紧张作业的工序，流水线存在不平衡。装配生产线布局规划现状图如图1所示。
1.2 接线板装配生产线布局存在问题分析
针对该装配流水线的装配流程、工位大小位置、工人作业方式等，结合装配生产线布局现状图，运用程序分析、操作分析、动作分析、布局分析和模特分析等发现主要存在以下几点问题：
①接线板装配生产线工序安排存在不合理。
部分工序作业压力大，部分作业空闲。装下装饰条和装电源插座保护套这两个工序的作业时间明显短于平均作业时间。
由图1可以看出工序2、3、4之间没有遵循最短路径原则，形成了工件的逆流。
②接线板装配生产线空间分配存在不合理。
作业人员空间分配不均，个别工位距离间隔特别大，个别工位距离间隔特别小，没有实现标准化。
配件工具的摆放位置占据空间过大，虽然不影响作业，但是形成浪费。
③接线板装配生产线摆放没有符合人因。
工序6作业过程中使用的插座盖自带包装壳，出于回收思想，在作业人员的右侧放置垃圾袋。但每次将包装壳丢进垃圾袋中都需要一手将袋口打开，一手丢入，既浪费时间，也使作业人员易产生疲劳感。
2 装配生产线布局的改善
2.1 装配工序流程改善
运用5W1H和ECRS思想对该装配生产线的工序流程进行改善。通过5W1H逐一对生产流程各个步骤进行分析，结合ECRS进行必要优化，改善后装配生产线布局图如下图2。
工序9、10和工序12、13的作业时间较短，作业方式简单不会互相产生干扰，可以合并为一个作业，既平衡生产线，又节约人力成本。
2.2 装配生产线人员空间布局
运用模特分析法以及作业空间分析，将工位距离标准化，使作业空间既不会太狭小导致设备位置不好，流水线作业过程中作业不便，又不会浪费作业空间。
在合理分配流水线作业空间后，流水线上有足够的空间将工序3的作业位置放于流水线上。这样既避免了工序2、3、4形成的流水线逆流现象，也有效的减少工位3在流水线外侧所占用的空间。
2.3 装配生产线作业工具及配件的空间布局
在安排好作业人员位置以后，根据模特作业分析法，将作业动作分解。根据作业方式最轻松、作业距离最短、作业范围最小的原则，合理摆放作业工具，并采用器具上挂的方式，方便作业也节约空间。
改进工序6中的垃圾袋，将其敞口设置改为固定开口，将双手作业变成轻松的单手操作。
2.4 装配生产线布局改善方案可行性分析
在确立改善方案以后，为确保方案的可行性与合理性，借助Enterprise Dynamics（ED）仿真软件，对改善方案进行模拟仿真。仿真模型建立如下图3所示。
通过ED仿真，减少人力、时间、资金的浪费，提高生产效率，节约运行周期以及缩短决策时间。仿真在企业设施规划中扮演着越来越重要的角色，也正是用这种虚拟手段，更直观地反应改善方案的可行性。
3 结语
通过对新型接线板装配生产线（JR）布局的改善结合ED仿真软件的可行性分析，可减少该流水线的作业人员2名，降低用工成本；将原长为18米的生产线缩短为16米并且解决生产线中存在的逆流；缩短流水线作业时间20秒，可提高该装配生产线的作业效率。
参 考 文 献
[1] 龚全胜，李世其.基于虚拟仿真的制造系统布局设计[J].机械科学与技术，2004，23（7）：857-859.
[2] 桑红燕，潘全科，潘玉霞，等.求解批量流水线调度问题的离散差分进化算法[J].计算机仿真，2010，27（7）：292-295.
[3] 蔡临宁.物流系统规划―建模及实例分析[M].北京：机械工业出版社，2008.
关键词：防护包装；设计；验证弹药
包装作为弹药的保护容器，在弹药装卸、运输和储存等过程中发挥着重要作用，是确保弹药功能和性能稳定、可靠及价值体现的必备条件和重要的技术手段[1—2]。为防止弹药因潮湿、静电等外界因素而导致锈蚀或功能失效，设计一种防护包装使弹药在装卸、运输、贮存等过程中具有防雨水、防潮、防静电等功能，并通过仿真分析和试验验证全面考核防护包装的性能。
1弹药包装设计技术要求
根据弹药的贮运、使用及功能防护要求[3]，对其防护包装提出的主要设计技术要求如下：外形尺寸（长×宽×高）不大于1500mm×500mm×350mm；包装箱质量不大于35kg；满足5层堆码强度及稳定性要求；包装状态满足0.5m高度无损跌落要求；具有防雨水、防静电能力；满足贮存温度在−50～+65℃之间。
2防护包装设计
2.1设计原则防护包装在设计时注重遵循几项原则：力求体积小、质量轻、成本低；材料来源广泛，货源充足，质量可靠；资源节约，生态环保；符合通用化、系列化、组合化的要求[4]。2.2总体方案设计通过分析弹药包装设计技术要求的可行性，运用系统的理论和方法，根据弹药外形结构特点、尺寸、质量、重心位置及功能防护要求等进行总体方案设计，按GJB1182确定该弹药的防护级别为B级，参照GJB145A确定其防护包装总体方案采用“外包装+内包装”结构形式。2.3材料选用设计2.3.1外包装材料外包装作为防护的重要组成部分，须具有足够的刚度和强度，稳定的力学性能，良好的环境适应性[5]。从工艺性及成本方面考虑，选择SMC作为外包装的主体成型材料，SMC的主要性能参数为：拉伸强度70～90MPa，拉伸模量9000～12000MPa，弯曲强度150～200MPa，弯曲模量9000～11000MPa，密度1.8～2.0g/cm2，泊松比0.4。2.3.2内包装材料内包装直接接触弹药，应与弹药有良好的相容性，且不影响弹药性能的发挥。由于弹药易受到外界潮湿空气和静电等因素的影响，因此内包装材料应选择符合GJB2605的Ⅰ类Ⅱ型防潮、防静电的材料。内包装材料的主要力学性能：水蒸气透过率≤0.31g/(m2•24h)，测试方法参照GB/T1037；热封合强度≥40N/15mm，测试方法参照QB/T2358；剥离强度≥2N/15mm，测试方法参照GJB756；抗穿刺性≥70N，测试方法参照GJB756；拉伸强度≥60N/15mm，测试方法参照GJB756。2.4外包装设计外包装作为装载弹药和实现防护功能的主体构件，应在力求质量轻、体积小、成本低的条件下，进行合理的结构设计。参照GJB182A规定的尺寸系列要求，将外包装设计为矩形、大开盖形式的包装箱，集装卸、贮存、运输等功能于一体[6]，主要由箱体、箱盖、锁扣等组成。其中，箱体、箱盖是外包装的主要零部件，通过合理设计箱体、箱盖结构，以达到外包装在弹药贮运及使用过程中对刚度和强度的要求，实现快速装取、防雨水、堆码和限位、装箱与固定等功能，外包装外形结构见图1。2.4.1箱体、箱盖设计箱体、箱盖为实现外包装功能的主要零部件，应具有足够的刚度和强度，方便弹药的装取。壁厚的选择为箱体、箱盖设计时首先考虑的问题，因为壁厚直接影响到包装箱的质量、刚度和强度，箱体、箱盖结构见图2。根据SMC性能参数、刚度和强度要求，通过详细的力学计算、仿真分析，并结合以往的成功设计经验，将壁厚设计为3mm，将包装箱的质量控制在合理范围内。箱体、箱盖内外表面设置了合理分布的加强筋结构，以增加其刚度和强度，外侧设置的立柱结构可保证箱体、箱盖闭合后形成框架，堆码时承担主要载荷，减轻侧壁受力，实现5层堆码强度要求。为实现弹药的快速装取，将箱体、箱盖高度比例设置为2∶1，通过8个锁扣连接箱体、箱盖，形成密闭的空间。2.4.2防雨水设计包装箱的防雨水设计主要考虑口部的防雨水密封问题。箱体、箱盖、密封圈和锁扣共同组成密封空间，协同实现包装箱的防雨水功能，见图3a。在箱盖上设置密封槽、安装密封圈，箱体上相应位置设置凸缘，通过锁扣连接箱体箱盖后，凸缘压缩密封圈，以实现包装箱的防雨水功能。为防止在贮运过程中锁扣的松动，导致防雨水功能丧失，将锁扣设计为具有自锁功能结构，保证防雨水的可靠性，锁扣结构见图3b。2.4.3堆码和限位设计为了使包装箱满足单元化、机械化要求[7—8]，方便装卸和运输，以提高部队的机动性，在包装箱上设置了堆码与限位结构，见图4。这样既可满足在库房贮存时有效节约空间，又可选用标准军用托盘进行集装，实现5层堆码稳定性要求。2.4.4装箱与固定设计为了防止弹药装箱时在包装箱内窜动，应设计合理的固定结构。参照GJB1361，选用压缩回弹性良好的聚乙烯泡沫材料，设计与弹药的外形结构相配合的支撑垫和卡板，见图5—6，实现弹药在包装箱内的轴向和径向窜动。2.5内包装设计根据弹药的防潮、防静电要求，内包装材料由无纺布、PET、AL、PA、PE等材料复合而成，通过焊封制成包装袋[9—10]，见图7。包装袋尺寸由弹药的最大外形尺寸确定，焊缝宽度不小于8mm，袋口留有再次热封所需的余量，袋底设置为V型切口，方便快速拆封。
3刚度和强度校核
3.1堆码工况应力、应变分析包装箱全包装状态的总质量为60kg，采用Ansys分析软件，在5层堆码时，以最底层的包装箱为研究对象，所受压力为2.35kN，分别作用于外侧立柱。通过仿真分析，包装箱所受最大应力为1.17MPa，小于SMC的拉伸强度70～90MPa；最大应变为1.4×10–4，小于SMC的应变5.83×10–3~10×10–3（应变等于拉伸强度除以拉伸模量），应力、应变云图见图8[11]。3.20.5m跌落工况应力、应变分析应用Ansys分析软件在跌落高度为0.5m时进行分析，包装箱所受最大应力为56MPa，小于SMC的拉伸强度70～90MPa；最大应变为5.33×10–3，小于SMC的应变5.83×10–3~10×10–3。应力、应变云图见图9[12]。
4试验验证
为验证包装箱是否满足设计技术要求，在某权威检测机构对包装箱实物样机按照GB/T1410，GJB150A，GJB2711，GJB1444及相关试验要求进行了试验验证，试验项目有尺寸和质量检测、内包装电阻率测试、堆码稳定性试验、堆码强度试验、高温贮存试验、低温贮存试验、振动试验、冲击试验、运输试验、0.5m跌落试验及3m安全跌落试验等[13—15]。该包装箱通过了各项试验的考核，表明包装箱的性能、功能及防护等满足设计技术要求。
5结语
关键词 粉末喷嘴干法进样器；激光散射粒度分布分析仪；说明书
中图分类号TE3 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）72-0138-06
Powerjet Dry Feeder
MA Chao
Tuha Drlling Company,Shanshan 838200，Xinjiang Province
Abstract Powerjet Dry Feeder is the appendix of Laser Scattering Particle Size Distribution Analyzer,which is made in Japan.That can be used for many material analyzering.The operating instructions is in English,and is not convenient.Translating to Chinese is convenient for the operation of Chinese.Refer to Powerjet Dry Feeder for more Information.
Keywords Powerjet Dry Feeder; Laser Scattering Particle Size Distribution Analyzer; operating instructions
0 引言
粉末喷嘴干法进样系统将HORIBA的粒度分析转化成干燥的粉末方式，无需液体做分散剂。
测量范围为1μm～1 020μm，从开始测量到显示结果需要30s。粉末喷嘴干法进样器主体包括电子元件和混合器。它有一个控制器包括样品杯和样品杯盖子。这个盖子限制了操作中粉末在空气中的传播。
1 安装
1.1 粉末喷嘴干法进样器系统的安装
1）移去盖子
使用1#螺丝刀，移去LA-920的盖子，留下8个螺丝。如果粉末喷嘴干法进样器已经固定住了，这步就不需要了。
2）固定进样器
（1）小心的将粉末喷嘴干法进样器放在LA-920的右边。固定激光互锁传感器，放在粉末喷嘴干法进样器的上面。如果你要同时使用粉末喷嘴干法进样器和LA-920，装备互锁传感器的螺丝就需要连接到传感器上；（2）将粉末喷嘴干法进样器放在LA-920上面的垂直位置，连带着塑料垫圈将螺丝插入到粉末喷嘴干法进样器和LA-920的孔中，拧紧螺丝。
3）安装进样器池
（1）抬起粉末喷嘴干法进样器；（2）如果液体测试样品池已经安装，确保系统是完全干燥的，断开管线，放回盒子中。留下管子末端的管子夹，防止管子从洞中掉出来。松开螺母，移去液体样品测试池组件。池子和管子留下随时重组做液体测试；（3）将下池子放入LA-920中，拧紧原有的两个固定螺丝；（4）将上池子放在下池子的上面，拧紧固定螺丝；（5）安装下池子和粉末喷嘴干法进样器后面套子之间的真空管；（6）连接位于粉末喷嘴干法进样器后面的压缩空气供应管；（7）放下粉末喷嘴干法进样器。
4）安装样品杯
（1）打开粉末喷嘴干法进样器的盖子；（2）将一个样品杯筛拧到样品杯上；（3）将样品杯穿过混合器支架，放入到池子入口里；（4）拧紧螺母。
5）校正样品杯
（1）固定好筛子后，检查样品杯出口及相对的流出样品池的入口的位置；（2）如果没居中，抬起粉末喷嘴干法进样器，松开4个固定螺丝，然后再次拧紧；（3）放下粉末喷嘴干法进样器，抓住混合器支架，将样品杯对准流入池入口；（4）轻轻的抬起粉末喷嘴干法进样器，不要碰到对准线；（5）拧紧螺丝；（6）再次检查对准，如果必要的话重复步骤。
6）盖子的安装
（1）拆除上池；（2）轻轻的将样品池盖子盖到池子上，直到吸入的空气全部排出；（3）安装上池子。
1.2 安装NILFISK GS-80真空泵单元
1）真空泵的放置
（1）将真空泵放在LA-920的桌子下面；（2）使真空泵的管子很容易的接到粉末喷嘴干法进样器的后面。
2）连接真空泵与进样器
（1）将真空管套在粉末喷嘴干法进样器后面突起的管子上；（2）将真空管的末端连接真空泵，拧住锁紧。
3）测试真空泵
（1）插上电源，打开真空泵上部的蓝色开关按钮；（2）将开关按钮放在“on”的位置上。拔去电源，插入到粉末喷嘴干法进样器的后面。
1.3 安装空气压缩系统
1）选择最佳压缩空气系统
粉末喷嘴干法进样器仅需要很小的空气压缩机就能满足系统的需要。压缩机对于大多数装置都可靠，但是产生噪音。它可以在50psi下传递洁净、干燥的空气或氮气。混合空气输入压允许为125psi。
2）安装空气压缩机
随着平面设计要求的不断提高，三维形态在平面设计中的应用价值也得到广泛认同。本文通过分析三维形态的基本概念和三维形态在平面设计中的思维方式，并结合基于包装设计的三维形态在平面设计中的实例分析，证明三维形态在平面设计中的独特艺术价值，并为平面设计向三维形态拓展提供一定思考和指导。
关键词:
三维形态;平面设计;应用
随着经济的快速发展，人们对物质和精神的追求也在不断提高和拓展，尤其是面对着日新月异的平面广告领域，单纯的二维形态的平面设计已远远无法诠释人们当前的生活。特别是围绕在我们身边的大多数平面设计作品十分平淡，无法吸引大家的关注，导致更多的观众对作品产生厌倦的心理。因此，如何突破传统的二维平面设计理念，将二维形态的平面设计向三维形态的平面设计拓展，已成为现今平面设计的一种重要研究方向和发展趋势。
1三维形态的概述
1．1三维形态的含义
所谓三维就是二维的组成，它不仅仅是简单的二维加一维，更准确地表达是一种立体。它根据人的视点移动，产生一种相对的空间感。世界上任何一物体都存在不同角度的空间形态，这就是我们所生活的三维空间世界。对于我们所熟悉的二维形态，它主要由色彩和平面构成。但随着现代设计的高标准和高要求，要想设计出富有创造性的平面，单纯的二维空间设计理念和表现方式已经无法满足现在的设计需求，而三维空间所具有的独特立体感优势尤显突出。因此，把三维形态的方式运用到平面设计中，正是现代艺术设计的创新理念和完美的追求。
1．2三维形态的特点
我们所熟悉的二维形态表现效果，主要体现在平面设计中常应用的直线、曲线、区域划分以及部分画面形态等。虽然二维形态和三维形态都能使所展示的作品具有脱离自然形式束缚的效果，让作品渲染了更多的艺术氛围，但二维形态和三维形态在构成要素、组合原则以及画面表现效果上都有明显的不同，这些差异形成了三维形态的特点。具体表现为:第一，三维形态是一个虚拟的空间形态，它仅仅是因为视点的转移而产生的一种空间立体感，它不仅包括二维形态的内容，还具有二维形态所不能体现的形态内容。第二，对于三维形态的设计，主要基于事物的深入理解，将事物的肌理和材质通过想象空间的形式表现出来，形成作者对事物的开拓思维，这种设想与二维空间的设计完全不同。第三，三维形态与二维形态在表现形式上有较大区别。对于二维形态而言，轮廓线是它的主要表现形式依据，任何轮廓线都是真实存在的，它的存在都不会让人质疑。然而，轮廓线仅仅是三维形态的构成因素之一，它只是一种虚拟空间的感知，它的存在主要体现出创造者的设想和幻想。第四，关于设计作品，三维设计作品具有变化多、图形赏析范围广等特点。二维设计作品只能给观赏者固定角度，无法实现不同角度的图形赏析。
2三维形态的分类及构造方式
2．1三维形态的分类
2．1．1按物理特征划分
三维形态根据物理特征划分可以分为点、线、面三元素。它们是构成三维形态的基本要素。对于三维形态的三大物理特征:点构成最活跃的视觉形态、线构成最富表现力的视觉形态、面构成最充实的视觉形态。对于三维形态的三要素没有绝对的划分，在一定条件或某些特定的环境下，三要素可以相互转化。因此，任何三维形态设计作品，没有绝对的点、线以及面的物理之分。
2．1．2按心理特征划分
三维形态根据心理特征主要划分为色彩和肌理两种。所谓色彩，就是视网膜受到传播在空间的光所刺激形成的感知，它是三维形态中最具有情感成分的视觉形态，同样也是视觉审美的核心所在。色彩是一种无形的力量，它的存在深刻地影响着我们的情感和情绪，许多平面设计作品不仅能从色彩中体现出作者当时的情感，就连作品赏析者的情绪都能随着作品色彩的变化而波动。肌理主要由形和色两大因素构成，它是一种设计造型的重要表现手段。设计者在平面设计中运用这种特殊的手段，让作品体现出一种不同以往的凹凸不平感，让作品的视觉效果更加丰富。
2．1．3按空间状态划分
三维形态归根到底是一种空间形态，并由宽度、厚度、长度三维度组成。对于三维形态所营造的空间主要有物理空间形态和心理空间形态。所谓物理空间形态，就是人类视觉所能看到的真实存在的空间。心理空间形态是一种虚拟的形态，它主要指空间形态向周边延伸所产生的一种感觉。对于三维形态的一实一虚的平面设计，让平面设计更具有独特的艺术感。当然，这两种不同的空间形态在实际运用中相对较难，尤其是心理空间形态的运用对于设计者而言更是难于把握。所以，要想让平面设计作品显其最佳效果，就必须充分掌握和利用三维形态这两种不同空间形态的特点。
2．2三维形态的构造方式
相对于传统的绘画方式而言，平面设计所设计的三维空间构造方式更加贴近现实的视觉感觉。为了让作品的三维空间更加丰富，设计者会扩大三维空间的构造方式，让作品收获意料不到的效果。对于三维形态的构造方式主要包括以下四种:第一，运用重叠方式构造三维形态，该方式主要通过形态的重叠作用，让视觉上产生一种纵深感。例如设计者往往利用一个形体去掩盖另一个形体的某些部分，让两个形体产生前后差别效果;第二，运用透叠方式构造三维形态，该方式与重叠方式类似，但不同之处在于透叠方式侧重虚的重叠。所以，所谓透叠方式就是前后两部分保持完整的形象，两部分由于透明度的差异形成了重叠效果。对于不同颜色的重叠或物体在呈现不同色彩的时候，透叠方式是一种最能形象、最能让作品生动的表现方式;第三，运用形态的方式，该方式主要利用形态的大小、位置的高低使平面产生三维的空间视觉感;第四，运用虚实、疏密对比方式产生三维空间。该方式主要利用人类视觉错感营造一种三维效果。例如，在现实生活中，我们所看到远处的事物往往比较虚和疏，对于距离较近的物体则相对真实和密集。平面设计就是利用人类的这种视觉效果，构造一种特殊的三维空间。
3三维形态在平面设计中的思维方式
3．1突破思维定势
心理情感是三维形态在平面设计中最关键、最重要的一点。如何正确传达事物对象的心理情感和创造一个完美的意境对三维形态在平面设计中的运用起到关键作用。因此，为了充分发挥三维形态在平面设计中的应用，我们需要做到以下几点思维定势的突破:条定势的突破:对于教条定势的突破，设计者需要抛开纸上谈兵和闭门造车的习惯，注重个人思维的培养，努力开阔创造性视野，坚持实践是检验设计理念的唯一标准的原则。⑵经验定势的突破:任何优秀的平面设计作品都需要设计者具有抛开杂念、敢想敢做的冲动和“初生牛犊不怕虎”的锐气。因此，对于作品的设计者，要做到经验定势的突破，首先应具有较强的思维创造力和丰富的想象力。只有敢于对事物持有标志立新、推陈出新的态度，才能从真正意义上推动平面设计的创新。特别是对于初出茅庐的年轻设计者而言，经验的缺乏不可怕，最重要的是要有“敢为天下先”的勇气。⑶思维定势的突破:对于作品的设计，我们除了利用顺向的思维方式外，应该更加注重逆向的思维。只有培养自身的逆向思维，才能使作品与众不同，更加具有创造力。例如北京奥运会开幕式主火炬点火仪式，李宁“空中行走”的点火方式成为经典之作，也充分体现了设计者的不同寻常思维。⑷视角定势的突破:在作品设计过程中，设计者容易陷入自己的意识误区，往往对事物只盯在一个角度思考，甚至出现思维死循环。这样一来，设计作品很难得到创新性突破。因此，设计者应加强多视角定位的培养，时刻提醒自己，看事物要多元化、多角度。只有利用多视角看事物、看问题，才能使设计的作品更加富有生命力。
3．2创意思维方式
人的想象力来源于对事物的不断思考和探索的结果，例如人类通过观察鸟类的飞行完成飞机的制造，从而实现了人类的飞行梦想。可见，超强的想象力和富有创意的思维是三维形态作品设计的催化剂，使人类获得对自然探索的无穷动力，并不断激发设计者对未知的追寻。尤其是世间事物的本质往往通过创新的创意性形态表现出来，使设计作品具有极强的暗示性和丰富的内容，以致让更多赏析者产生较强的视觉感和较宽的想象空间。因此，随着现代平面设计要求的不断提高，对于三维形态的设计者而言，思维意识的创新不可或缺。
4基于包装设计实例的三维形态在平面设计的应用分析
所谓包装设计，就是通过合理选择包装材料和运用先进的工艺技术对产品进行结构造型和美化装饰。因此，对于产品包装设计是否满足用户要求，主要通过包装设计材料、包装结构以及包装设计图形三方面进行考核和分析。
4．1包装设计材料的应用分析
材料不仅是包装设计的基础，也是包装设计的重要因素。它不仅关系到包装设计的形式和相关加工工艺方式，还影响到产品包装的成本，特别是后续材料处理等各方面的问题。因此，材料的选择对于包装设计尤显重要。对于设计者而言，要大胆使用创新型的材料，这样才能使设计作品更显独特的形体造型。两图的包装设计材料分别选择木质和布料。对于左图的布料材料的牛肉包装，主要为了展现产品的随时携带作用，更加体现生活。而右图的包装设计材料则选择了天然木质，表现了牛肉的天然性，更加显示产品的自然高贵。
4．2包装结构的应用分析
包装结构就是产品造型的三维设计，其结构设计主要根据产品自身性质、质量以及功能来决定。包装本身就是一种立体造型，它通过不同方式的加工形成一个富有不同情感的多面形体。因此，对于包装结构而言，无论采用折叠、切割、插接还是其他加工方式，都应该将产品的功能通过巧妙的形体表现得淋淋尽致，充分表达产品的包装美感和特性。设计者主要将三维形态与包装造型相结合，充分表达了产品的主要性质和特点。该包装结构体现了“纯香入口”的构思，让消费者感受到只要拆开包装就能品尝美食的感觉。
4．3包装设计图形的应用分析
众所周知，包装设计图形的选择对产品形象和后续的销售十分重要。质量高的包装设计图形包含了产品的所有信息，包括产品的文化历史信息和人文信息等。设计者通过准确的图形设计出具有较强吸引力的包装产品，不仅能在较短时间内将消费者的注意力集聚于此，还能提高产品的信息传播和宣传，最终实现获取产品的最大利润。所以，在现代包装设计过程中，设计者应重视包装图形的设计和利用，利用最具有创造性的设计理念和富有吸引力的图形语言，突出显示三维形态在设计过程中的优势和使用价值。
综上所述，本文通过对三维形态的深入分析，并基于包装设计的三维形态运用到平面设计中的实例可以看出，三维形态利用其在平面设计中的优势，完全可以突破二维形态的表达形式，并深受大众所喜爱。因此，三维形态的设计理念具有远大的发展前景。
作者：王茵雪 单位：安徽商贸职业技术学院
参考文献:
［1］管家庆，陈莹燕．包装设计———创意思维与表现［M］．武汉大学出版社，2010．
［2］柴智．平面设计中的视觉空间转换研究［J］．艺术与设计，2011，(09)．
关键词：感官评价；铝塑包装膜；真空；铁基除氧剂
坚果制品受到各个年龄层消费者喜爱，坚果中除了具有大量的氨基酸、脂肪和大量的蛋白质以外，还含有多种微量元素和维生素，是传统的健康食品[1]。由于营养丰富，坚果制品的保质期较短，容易发生氧化、油脂酶解和呼吸作用等代谢活动，引起口感品质下降。采用塑料密封包装的方式可以延长坚果的货架期，但是当受到外界环境的影响，如高湿、光照和高温的作用，坚果的营养品质，风味和口感产生明显影响[2]。近年来，随着消费结构和经济发展变化，超市的覆盖范围增加，购买包装后的坚果制品的消费者比例大幅度增加[3]。我国食品包装业起步较晚，特别是对于坚果制品的包装研究较少，目前包装主要靠主观意愿或搬照外国同类产品的包装[4]。我国坚果资源丰富，不同地区均有当地特产坚果，采用先进的保证方式保持坚果的原有营养和天然风味，是我国坚果制品的发展趋势和方向[5]。目前，复合铝塑膜包装方式是将铝箔和塑料材质多层复合，由于对保证坚果良好口感并延长保质期有明显效果已经被多家企业采用[6]。本研究以口感体验作为主要的评估手段，结合保质期、包装材料结构与厚度和坚果仁加工工艺多个角度分析坚果制品食品包装设计，为坚果制造产业提供数据与技术参考。
1材料与方法
1.1材料
混合坚果仁（扁桃仁、松子、榛子仁、花生仁和核桃仁）：购于吉林省长春市百货大楼；烧烤调料、生姜、五香粉、食盐、混合坚果仁：由吉林省某商贸公司委托加工；食品包装袋：大连齐海包装有限公司，采用93.8μmPET铝塑复合膜和普通塑料食品薄膜；铁基除氧剂：购买于东莞顶兴实业有限公司。
1.2仪器
DCV-10型远红外线食品烘烤炉：湖南天恒食品机械有限公司；BDMW-B-PM-6型立式微波干燥：博达微波；BED-100型单室真空机：宁波市丰茂食品机械有限公司。
1.3方法
1.3.1样品预处理
称取10kg混合坚果仁，充分混匀后加入坚果烘烤调料腌渍3h，取出放置于烤箱中烘烤熟，室温冷却后称重，之后准确称取100g混合坚果仁为1份，取100份样品。
1.3.2包装分组与处理
100g混合坚果仁为1份，取60份样品。所有试验样品的分组情况见表1。取普通塑料食品袋30只和铝塑复合食品袋30只，每10个样品分为一组，共分成6组。将第一组及第四组直接封口密封处理，热封时间为7s。第二组和第五组20份样品抽真空，真空时间为30s，热封时间7s，在第三组和第六组20份样品中加入铁基除氧剂，包装完成后所有样品均进行微波加热灭菌。所有样品包装后处于高温高湿度环境中，放置时间为240d，定期抽样进行口感体验评价。
1.3.3感官评价与保质期评价
根据GB/T22165-2008《坚果炒货食品通则》中相关的感官评价方法和根据侧重于口感的原则设计打分指标[7]。采用表读法的方法进行感官评价，包括5分～0分共6个评分度，最好为5分，随着评分降低，品质下降，严重的为0分。同时在评价过程中考虑保质期的问题，即达到0分为变质。选择加工企业10名经验丰富的工人，分别从色泽、脆度、口味、气味等4个方面进行评分，评分结果保留至小数点后两位。1.3.4数据统计试验数据均采用SPSS18.0数据统计软件处理，感官评分取平均数。
2结果与分析
将6组混合坚果仁微波灭菌后放置于室温干燥避光的环境中保存，分别在第10、30、60、90、120、150、180、210、240天对混合坚果仁进行感官评价，根据感官评价标准让5名工人对每份样品进行的外观、硬度、味道和气味进行分别打分，对评分进行统计后所得结果见表2。
2.1口感体验情况分析
由表2的结果可知，采用不同的包装方式对混合坚果仁的感官指标影响明显。第一组初始感官评价评分均为5分，30d时样品的果仁色泽发生改变，出现色泽暗淡；60d时，4项指标均发生下降，其中气味指标评分下降明显，有轻微不愉快气味发出；120d时，气味指标评分已经下降达1.2，不愉快气味明显，口味指标评分达到1.8，出现轻微“哈喇味”感官体验变得较差；到180d时气味指标评分接近于0，不愉快气味明显，同时口味指标评分为1.2，“油哈味”明显，判断接近于变质，感官体验极差；在试验结束的240d时，样品坚果色泽、口味和气味评价评分为0，判断属于变质状态。第二组初始感官评价评分均为5分，60d时样品果仁色泽评分和气味评分开始下降；90d时，口味评分开始发生下降；120d时，色泽和气味指标下降明显达到4.2，口味评分轻微下降达到4.4；180d时口味和气味评分均为3.60，有轻微“哈喇味”，感官体验下降明显；在试验结束的240d时，样品坚果色泽、脆度和口味评分均为3以上，处于可接受状态，而气味指标评分为2.4，评分较低，不愉快气味明显，我们认为在这种包装组合下，在储存后期坚果口感体验较差。第三组初始感官评价评分均为5分，在120d时，样品的果仁色泽和气味评分发生下降为4.80；在第150天时，果仁口味评分开始下降；在第180天时，色泽，脆度，口味和气味4项指标评分均下降；在第210天时，气味指标评分下降明显，达到3.8分；在第240天时，气味指标评分再次下降，达到3.6分，我们认为在这种包装组合下，在240天内可以较好的保证干果口感。第四组初始感官评价评分均为5分，第30天，样品的混合坚果气味发生改变，出现评分下降；第60天，口味评分出现首次下降；第120天时，口味指标已经达到2.8，出现轻微“哈喇味”，色泽和脆度评分变化较轻微，总体感官体验开始变差；到第240天时气味指标为1.4，不愉快气味明显，同时口味指标为1.2，“哈喇味”明显，我们认为在这种包装组合下在240d的储存尾期口感较差。第五组初始感官评价评分均为5分，在第90天时，样品的口味和气味评分发生下降；第120天时，口味和气味评分均为4.6；第180天时，口味和气味评分下降为3.80；第240天时口味和气味评分下降为3.20和3.40，我们认为在这种包装组合下，混合坚果储存期内口感较佳。第六组初始感官评价评分均为5分，第180天，坚果品质保存效果较好，所有感官评价评分均维持在5分；到第210天，色泽和气味指标评分开始下降均为4.8；第24个月气味指标再次下降至4.6，我们认为这种包装方式在感官评价中效果最佳。
2.2不同包装材质对产品感官的影响
由表2得到的感官评分可知，普通塑料膜包装的混合坚果仁的各项感官评价指标评分均低于93.8μmPET铝塑复合膜。随着储存时间的延长，普通塑料膜包装坚果感官体验明显下降，最低评分为0分，属于变质状态。而93.8μmPET铝塑复合膜包装后让混合坚果的品质更加稳定，尤其在口味和气味指标上可以明显保证新鲜度，使坚果的口感更好。2.3不同包装方式对坚果感官品质的影响由表2结果可知，在相同的包装材料和相同的灭菌方式下，我们比较使用不同包装方式对坚果品质的影响，发现使用铁基除氧剂的对坚果品质保存效果最好。在使用这一研究结果与文献报道接近，铁基除氧剂具有抑制坚果氧化值超标的功效，在240天后，93.8μmPET铝塑复合膜结合铁基除氧剂的包装组仍未出现任何口感下降现象，这种包装组合可以延长坚果制品的货架期，有效解决食品储存销售过程中出现的氧化变质问题。
3结论
各种坚果制品中富含油脂，在阳光照射和氧气作用下，对坚果的油脂氧化过程有明显的促进催化作用[8]。因此在坚果制品的储存加工过程中要避免各种环境因素的影响。坚果制品的包装方式和包装材料多样，对坚果制品的质量影响也不同。与现在常用的检测技术相比，感官评价的方法更为直接，可以设身处地的从消费者的角度出发，直接判断坚果制品品质[9]。真空包装可以为坚果提供无氧环境，有效避免氧化，加工成本较低；铁基除氧剂与真空包装类似，除氧效果明显。而从视觉角度上分析，加入铁基除氧剂的坚果包装袋更适合丰富的图案设计，从视觉角度具有明显优势。如何选择安全、经济的包装方法和包装方式来保证坚果包装食品的品质已经成为大量企业的核心问题，本研究通过感官评价试验提供了一种可以供企业参考的检测方法和包装技术，具有一定的推广价值。
作者:段雷 单位:吉林动画学院
参考文献：
[1]姚云游,柴巍中.坚果及其食用油的保健作用[J].中国食物与营养,2005(3):55-56
[2]朱振宝,刘梦颖,易建华,等.提取方法对3种坚果油脂理化性质及氧化稳定性的影响[J].食品工业科技,2015,36(2):110-113,117
[3]董朝菊.欧盟坚果生产与销售现状[J].中国果业信息,2013,30(10):39-42
[4]梁敏,王羽,宋树鑫,等.生物可降解高分子材料在食品包装中的应用[J].塑料工业,2015,43(10):1-5,18
[5]汪立成,饶先军,刘春梅,等.现代坚果行业创新发展经验与不足[J].农产品加工•学刊(中),2014(5):43-44,47
[6]范珺.坚果酸败的包装控制方法[J].中国食品,2015(12):108-110
[7]刘洋,段文锋,赵敏,等.我国坚果炒货食品质量安全管理现状与建议[J].食品工业科技,2013,34(9):272-276,279
【关键词】民机照明；光学仿真；3D打印
1背景简介
计算机技术的飞速发展深刻影响了人类社会的生产生活方式。航空产业作为传统的高研制成本和长周期产业，也在不断寻求创新与突破，通过积极借用新技术来改进设计方法提高研发效率，压缩研制成本。传统的飞机照明设计是不断设计与验证的过程，通过结果的迭代不断逼近设计需求。通过借用以计算机技术为基础的新技术，可极大提高飞机照明系统的设计效率，降低研发成本。
2光学仿真技术
数字化技术经过几十年的发展，衍生出了很多的新技术，其中仿真技术的广泛应用正成为数字化设计技术发展的主要趋势［1］。照明设计中光学仿真是以数字模型为基础，赋予数模光学属性，计算相应的光度学参数。仿真的主要内容包括：照度计算、亮度计算、均匀度计算、人机视觉功效分析等。常用的光学仿真软件在计算特性方面各有侧重，包括SPEOS，Lighttools，Dialux，SPECTER等［2］。SPEOS在人机视觉功效分析等领域走得更前，该软件集成了多种算法以进行光线追迹。同时，SPEOS软件内嵌在CatiaV5中，设计者在CATIA中建立的数字模型可在SPEOS中直接赋予光学属性用于仿真计算，消除了格式转换引起曲面形状畸变的风险。若赋予数字模型以真实的材料属性，包括颜色、材质、表面纹理，再赋予其光学属性，则可进行人机视觉功效计算，得到逼近于真实视觉效果的仿真结果。
3增材制造技术
随着计算机技术、自动化技术、新材料技术等多学科的迅速发展和融合，先进制造技术迎来了巨大变革。被冠以引发“第三次工业革命”的增材制造技术正是先进制造技术的典型代表。增材制造技术又称“3D打印”，是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。其过程是先通过计算机建立数字模型，再将建成的三维模型“分区”成逐层的截面，在打印机中逐层打印。传统的方法制造出一个零件通常需要数小时到数天，根据零件尺寸以及复杂程度而定，而用三维打印的技术可将时间缩短为数个小时，并且该技术可以制造一些传统工艺无法制造的零件，从而减少零件的数量，提高系统可靠性，同时实现系统的轻量化设计。
4飞机照明设计方法探究
4.1传统飞机照明设计方法
基于需求管理的双V流程是飞机照明设计的基本要求［3］，通过对系统需求的逐层确认和对系统需求的验证来科学化规范化管理设计流程。简化的飞机照明系统设计流程如图1所示。传统的设计方法是试验驱动型，依靠后期的试验进行验证，容易造成跨阶段的更改和设计迭代。在定下初步设计方案之后，设计者往往对方案可实施性的把握不强，在灯光的布置、空间的光能量分布等问题上都存在很大不确定性，设计结果较粗糙。
4.2基于数字化技术的照明设计方法
现阶段国产民用飞机设计已实现了基于CATIA的数字化设计。系统数字模型可直接转化为光学仿真和3D打印的数据源，从设计端和制造端极大提高研发效率。光学仿真可在设计阶段仿真灯具传统的光度学参量，得到传统计算无法精确得到的光分布，完成过去只能在实物验证阶段进行的人机视觉功效分析，提高了设计质量。仿真完成后详细设计得出不同方案的产品模型可以利用3D打印技术快速变成实物产品，在物理样机上进行试验，实现设计与实物验证的并行。以某型号民用飞机的驾驶舱阅读灯优化流程为例，在该优化项中，需要在飞机的侧窗框装饰罩上新增一个阅读灯，并设计阅读灯的安装位置和角度。4.2.1照明需求分析飞行员在飞行过程中需要阅读航图，目标照射区为侧窗图表夹区域。可用的安装位置为目标区域上方窗框装饰罩处。初步分析该区域模型，然而该区空间狭小，结构复杂，需合理设计安装位置和角度以减小对原有结构的影响，如图2所示。4.2.2基于光学仿真的照明设计在本案例中，利用SPEOS软件进行光学系统仿真设计，其过程分为以下步骤：（1）系统建模：调取侧窗框装饰罩区域以及目标照射区域的相关数模，同时将阅读灯的数模导入其中。（2）建立光源：SPEOS软件提供多种光源的建立方式，包括面光源、泛光灯等。通过将阅读灯的配光文件赋予其出光面，建立光源模型。该模型中包括光通量、色温、配光等信息。（3）建立物体的光学属性：将仿真数模赋予光学属性，分为物体的体属性和表面属性，包括物体的表面反射率、体透射率和吸收等。（4）建立仿真探测器：可以根据不同的仿真类型和需求建立不同的探测器，包括光强探测器、照度探测器以及亮度探测器等。本案例中，在图表夹区域建立照度探测器，经光学仿真会在建立的照度探测器内生成照度分布。（5）仿真结果分析与设计修正：通过光线追迹进行仿真计算后，对探测器内的照度分布结果进行定性或定量的分析。可定性的判断光照分布区域，也可定量的分析特定点的照度值或者区域平均照度等。当结果不符合设计目标时，修正阅读灯的安装位置和角度，重新仿真。经仿真以及位置修正，目标区域的照度分布如图3所示。在确定灯具的安装位置和角度之后，根据灯具安装接口和活动包络，设计阅读灯的安装支架，并对原有结构进行修改以安装灯具。4.2.3支架制备与试验验证通过3D打印技术制备阅读灯支架试验件。本案例使用工业级打印机Objet500Connex1，打印方式为喷射可固化液态光敏树脂材料。设计软件和打印机之间协作的标准文件格式是STL文件格式。STL文件使用三角面来近似模拟物体的表面，面越小其表面分辨率越高，打印出来的模型更精细。阅读灯支架试验件模型如图4所示。用打印出来的试验件支架进行装机和试验，照明效果如图5所示。试验结果表明，阅读灯能较好的照射侧窗图表夹区域，试验结果与仿真分析结果相吻合。整个设计到验证的流程均基于数字化软件，避免了传统方法设计中的设计反复以及注塑等方式制备支架的长周期，提高了设计效率。
5结语
利用同时基于CATIA的光学仿真和增材制造技术，可以分别从设计端和制造端提高民用飞机照明设计的研发效率及设计水平、减少风险，缩短研发周期，降低研发成本。合理利用这些新技术，或许会让中国的民航制造业在这个传统领域实现弯道超车，赶超制造业强国。
参考文献：
［1］郑党党.飞机设计中的数字样机技术［J］.航空制造技术，2016.
［2］刘洪涛.民用飞机照明数字仿真技术研究［J］.技术研发，2015.
关键词:变压器;变压器油;施工
油浸变压器安装过程中充油操作是非常关键的环节,通常包括以下处理环节:(1)桶装变压器油处理前检查;(2)储油罐内进行循环滤油;(3)初次真空注油(只注到刚好没过铁芯);(4)变压器完全安装后的再次真空注油(注油到环境温度对应的油位—最终油位);(5)变压器内热油循环处理.其中由于变压器电压等级和容量不同或充油运输、充氮运输,处理过程会稍有差别,比较典型的是500kv充氮运输的大型变压器现场安装工作。
现场变压器油处理施工前要做好准备工作,包括:文件准备包括厂家技术文件和施工图已到达现场,变压器油处理工作程序或作业指导书编制完成,用于施工过程的质量计划已编写、审核完毕;施工设备材料准备包括干燥设备、滤油设备和验油仪器等专用工器具齐全,性能可靠,油务工作的机具重点包括真空泵、真空滤油机、油罐、油桶、真空表、温度计、取样油瓶和注射器等,另外根据变压器油管路情况加工制作的连接部件制作完成,现场试验的仪器工具准备齐全,效验合格,并在有效期内,还有温度计、绝缘油试验台(一般外委)等;安全设施齐全并且干粉灭火器等消防器材准备充分,人员培训包括施工人员经培训考核合格并熟悉施工图纸、技术资料和施工现场情况,施工前作业人员已完成进行质量、安全、环保、技术措施交底。
变压器油运至现场有桶装和大型罐装两种,通常为桶装,对于桶装储存要求油桶不得直接接触地面储存,下面应垫以木板等物隔离,同时要有适当遮盖,防雨防晒。油桶若长期存放,需桶面朝下垂直放置或平放,保持出油口在油位之下,这样可对密封保持一个正压力,阻止呼吸作用对油的污染。油储存过程中经常检查是否有泄露的锈蚀现象。油处理前开盖目测检查桶装油,合格的倒入油处理罐内循环处理,不和格的单独存放。严禁把废油随意堆放,或与合格油混放。不同牌号的绝缘油应明显标识,分别储存,一般不许混用;不同牌号绝缘油需要混用时,须做混油试验。油处理前必须进行品质检查,即对所有储存油罐都要取样检查,须达到以下要求:
90℃下的介损角tgδ≤30.5%
介质强度 ≥3kv
检查合格后进行储油罐内循环滤油,油循环处理结束后正式注油前,在滤油机入口处取样进行检验,指标为:
90℃下的介损角tgδ≤0.5%
介质强度 ≥60kv
含水量 ≤10ppm
含气量 ≤1%
直径≥0.5μm的颗粒含量 ≤5000/100ml
检验合格后对于充氮运输变压器要进行抽真空排氮操作,为初次注油做准备。首先测量铁芯对外壳绝缘>100mω;然后破坏变压器本体氮气,器身顶部(瓦斯继电器安装位置)与底部泻油阀间连接油位指示器;在顶部注油阀处连注油管,瓦斯继电器安装处连真空泵;变压器本体以不大于6.7kpa/h速率抽真空到厂家规定值或极限允许值325pa以下,再继续抽真空24h。抽真空时,应监测并记录油箱变形。
抽真空合格后可开始初次注油工作:先以不大于100l/min的速率注油至变压器本体上画好的初次真空注油高度,使变压器油注到刚好没过铁芯,保证在安装附件过程中尽量避免内部设备受潮;之后滤油机抽真空并加热滤油,油温控制到50～60℃内。注油到位后停止注油,保持4h,封闭注油阀。
在变压器完全安装后再次抽真空注油到最终油位:先打开冷却器顶部连接阀,检查冷却器底部连接阀在关闭状态,让冷却器抽真空注油;再拆除有载调压开关油枕呼吸器及主油枕呼吸器,打开本体/油枕连接阀,打开调压开关/油枕连接阀,打开油囊/油枕连接阀;之后连接真空泵到变压器呼吸器管道,连接滤油机到变压器顶部注油阀;抽真空并保持真空2h;保持抽真空期间,注油至冷却器和油枕;注油至油枕的油位指示器中央时停止注油;然后关闭油囊/油枕连接阀,关闭真空泵,关闭调压开关/主油枕的连接阀,逐步降低油囊真空值;油囊注入干燥空气,直到有油从油枕顶部泻油阀溢出,排除油枕与油囊间可能残留的空气;把油囊压力降到大气压力,安装oltc及主油枕呼吸器(oltc油枕内无气囊,故无需排气);最后调整阀门到运行位置。
对于完成最终注油的变压器是否需要热油循环通常按下述情况确定:500kv变压器真空注油后,必须热油循环;330kv及以下变压器是否热油循环考虑下列情况:
a)带油运输变压器不须进行热油循环的条件:
1)绝缘油电气强度及微水量合格;
2)绝缘电阻及吸收比符合规定;
3)介质损失角tgδ符合规定。
b)充氮运输变压器不须进行热油循环干燥的条件:
1)器身内n2压力在出厂至安装前,均保持正压;
2)油箱中残油电气强度330kv及以下≮30kv,500kv≮40kv,微水量≯30ppm;
3)新注入合格绝缘油后,绝缘油电气强度及微水量合格,绝缘电阻及吸收比符合规定,介质损失角tgδ符合规定。
热油循环的两种方法:
1)真空注油到油枕额定油位后满油状态下进行,此时不抽真空热油循环;
2)真空注油到油箱顶盖以下200mm处,此时抽真空热油循环。
*油温:热油循环时,真空滤油机出口油温不低于50℃;变压器出口油温宜保持在70±5℃,最高不许超过85℃,以免绝缘油老化
(3)油循环结束后恢复所有盖板,释放残留空气,确认所有阀门在运行位置;
(4)最终油品质检查。在油箱底部和变压器油处理的端部分别取样检验。符合iec422标准:
90℃下的介损角tgδ ≤30.7%
介质强度≥60kv
含水量 ≤10ppm
含气量≤1%
施工过程中变压器油取样和检验:
(1)取样注意事项
油的取样工作对油样是否检验合格至关重要。在滤油过程中,一般是两个油罐互相串联之后,充分混合过滤。油样的检验结果往往是一个合格,一个不合格,问题多数出在油样而不是油本身。分析油样不合格原因大致有这样几点:
1)取样阀不干净。由于取样阀内部难于清理,取样时冲洗效果不好,影响油样质量。
2)真空滤油要求加热至50～60℃下进行,以提高过滤效果。取样前,如果油罐温度下降,造成内部压力过低,使取样阀无法取油,反而吸入大量外部空气,必然降低油样质量。
3)取样方法不当,器具不洁,环境湿度大等因素。
变压器相应位置上配置有油取样装置,操作前要仔细清理取样装置周围的污物和取样用的工具(如油瓶、乳胶管、注射器等)。详细记录取样位置、变压器编号(或油罐/油桶编号)、取样日期、环境温湿度、天气情况、取样人员等信息。并在取样瓶(或注射器)上贴上标签,予以标识。在条件允许情况下,应当尽量选择空气相对湿度较低的晴天进行油取样工作。
滤油过程中,经常监视滤油机侧真空表指示,便于判断油过滤脱气情况。如果该真空表指针常指真空度最高点,已基本不动,说明油内含气量已能达到标准,可取样送检,避免无谓工作。
直径≥0.5μm的颗粒含量≤2000/100ml
总之,变压器现场充油工作要在开工前做好充分的准备工作,施工过程中严格要求做好每一步操作,才能保证圆满完成。
参考 文献
1、《变压器和电开关用的未使用过的矿物绝缘油规格》iec60296-2003;
论文摘要:任何一种设计形态的出现，都有其深刻的思想基础。包装设计也是如此研究现代包装设计不仅要研究其设计形式，更要辨析其产生的思想要素。
当今中国科技、经济迅速发展，竞争机制成为社会运作最大动力。其中商品的竞争更显异常激烈。我们每天在纷繁复杂的商品世界中作出消费选择，理性被迫激发到极致状态。铺天盖地的商品和炫耀性的包装无形中造成视觉疲劳与精神压力，选择商品的盲从随之而来。消费者迫切需要新的使人精神自由的设计形式，以缓解过分的刺激与压迫感。基干这种思考，现代包装设计已经向环保材料、自然元素、稚拙风格，现代主义借鉴，呈现出新的设计形态。本文正是从设计的本质出发，着眼干中国传统美学思想，发掘这些表象改变背后的深刻思想源起，探究传统理念与流行包装形态之间的关系。
1中国传统美学思想对“人—自然”关系的认识
在中国哲学中，“人一一自然”关系是和谐交融的。这种统一建立在“天人合一”基础之上。庄子说:“人地与我共生，而万物与我为一”“天、地者，万物之父母也”，也就是说人属干自然，与自然构成一个生机勃勃、意趣盎然的完整生命体，是自然难以割舍的一部分。自然的鬼斧神工与气象万千蕴含了无穷无尽的生命奥秘，自然实际上是智慧的表现形式，是一种思维方式，是人的行为典范。作为处于生命整体之中的人类在创造自己行为环境时应首先细细体味自然之序，人类的创造只有顺应了自然秩序后才能够焕发健康、有序、安全等符合人性需求的活力。Www.133229.CoM从现代意义上讲“天人合一”思想最基本的涵义就是充分肯定“自然界和精神的统一”二强调“人一一一自然”统一的道德理性与自然理性的一致，关注人类行为与自然界的协调。这种思想长期实践的结果是得到自然界与人类精神、行为的一致、身心与自然环境的和谐以及由于这一和谐而达到的人类自身意义的实现。
中国传统“天人合一”思想在过渡开发资源的当代社会，为包装设计注人新的活力。其表现是设计过程中从材质到形式，从功能到内涵，对自然的尊重与表现大大的提升到重要位置中了。具体表现为对自然资源的合理利用与开发，包装设计上呈现出为自然主义倾向。
1.1绿色设计倾向
优化包装结构，减少包装材料消耗，避免过度包装，即实行包装减量化，在运输过程中采用标准化的集装箱运输和包装一体化的包装方式，可以大大节省包装材料，减少工作量，提高包装运输质量;采用回收重用的包装材料，可方便拆卸运回重复使用;采用可循环再生的包装材料包装废弃物可以降解腐化，不形成永久垃圾，进而达到改善土壤的目的。包装制品从原材料采集、材料加工、制造产品、产品使用、废弃物回收再生，直至最终处理的生命全过程均不应对人体及环境造成公害，这是依据包装生命周期分析法(lca)用系统工程的观点，对绿色包装提出的理想要求。
2“超越”中国传统美学的主导思想
中国哲学中对于自然的尊重与亲近是最根本的。作为追求自然秩序的手段，生命超越成为它的主导方向，“超越”是强调人超越知识的限制，超越时间的限制，超越身体的限制，超越对技术主义的徒劳挣扎，进入与自然同流的境界之中。作为中国哲学一种美的形式，这种超越体现在退去铅华后的朴素中，体现在繁华消失的平淡中，它是去雕琢的，去装饰的，因为这样彰显被遮蔽的生命本性，它是自然的朴素的，甚至是且的，枯朽的，因为这样才能宛如天工般至极。但这样的平淡并不是平凡，枯朽也不是腐朽，而是是对事情的真正体验，是一种存在之道。一种思维方式:生存不在于机心，而在于保全真实的生命本质。在技术主义统治的时代，在无所不能，无孔不入的信息社会中，这种超越的美给予的是对文明的思考，是人生的补偿，真正的回归是什么?“超越”成为一种独特的文化选择，在喧闹的物质世界中安静与一角，它以思考的姿态给我们不同寻常的印象，也给予一种艺术创造的不朽的范式。
2.1“拙”在包装设计中的应用
在包装设计中，超越意味着超越机心，超越装饰，回归朴素简单，传达以质朴本真状态的设计作品，没有斧凿之痕，没有装饰的痕迹，雕刻的机心全部淡去，让天公开物。体现微妙而又原初的，而不是按照人的知识去做的样子，契合世界的节奏。
在商业运作中，不乏有利用这一原则而成的成果作品，拿湖南湘泉集团公司生产的酒鬼为例，酒研制成功以后找到著名艺术大师黄永玉设计酒瓶。为突出酒鬼酒质朴乡情，黄永玉用泥巴捏个大样，再剪下一块麻袋布包住泥样，颈部用麻绳一扎，有如手下神来，一个极有个性和特色的包装便诞生了，与写意水墨画、麻布加上黄永玉题写的“酒鬼”牌名，使产品的整体包装形象平易近人，憨厚亲切的形象脱颖而出。产品的外包装同时也是企业文化的一个名片，生动的包装成为展示企业精神的最好窗口。由此，酒鬼酒取得巨大成功便显而易见了。中国的酒类市场过去一直是几大名酒的统领潮头。而”酒鬼”酒的出现，打破了名酒不可突破的神话，售价已超过了茅台、五粮液同类型的酒，成为目前我国很多地区消费的首选品。酒鬼中国文化名酒十大品牌之一，其中相对玉其他名酒光闪的包装来看，酒鬼酒的拙尽显了卓尔不群的超越，对其形象迅速深入人心起到积极作用。
3“空灵”中国传统空间意识在包装设计中的应用
在中国传统美学理论中对于空间的处理，空灵是重要原则。为道即虚，空则灵气往来，“唯有此厅无一物，坐观天地得景全”。这里的空能纳万物，虚室生白，空灵的空并非简单的没有，无意义的空，而是虚实的转换，对于空白处所引发意义的设计利用。“空灵”可以在疏处求密，密处求疏，不在于空间的大小，而是有“空灵”之致，布置得当独有间隙。“空灵”的意义在于它周围元素的相互关系，正是“空灵”为这种关系提供了回荡得空间，交流的场所，成为一种气势，表现出是从空到满，从虚到实转化得态势。在山水画中，这种态势与“空灵”被运用的细腻之极:“断山弦月”、“空水寂天”往往用部分代替整体，用它物比托此物:山欲高，烟霞锁其腰，水欲柔，有岩断其流。这样的斗争转换的态势，揭示着一个联系又冲突的世界，一个内在冲荡的世界，而这种沁人肺腑的安详与美丽就在这内在张力、冲突的一刻，最富有意义的表达出来了。
关键词：负压平衡法 无损检测
中图分类号：O659文献标识码： A 文章编号：
1.气体压力检测手段的特性
无损检测是设备常规检测的重要方法，利用气体压力检测容器的密封性主要有两种方法：正压法和负压法。
正压法的原理是利用气动系统将外界气体充入密封包装内，通过观察包装内部压力变化来确定包装的密封性。根据正压法原理制作的正压密封检测仪具有方便、直接的优点，但是气动系统存在着结露的问题，根据发生位置的不同，结露现象分内部结露和外部结露。
负压法的原理是将包装筒放置在密闭容器内，然后迅速抽真空，在抽真空时包装筒达不到完全泄露，停止抽真空动作后包装筒会继续泄露，从停止抽真空动作后的压力表变化来反映包装筒的泄露情况。
负压法与正压法相比，负压法具有以下优点：
1.破坏性小。不破坏弹药密封包装，保持了包装的完整性；
2.干扰性弱。避免了包装内部水汽凝结，减少了检测过程对包装内部环境的影响；
3.适应性强。对环境的适应性提高，可以不受环境条件的制约。
负压法具有方法简便、可靠性高、对产品密封包装没有损害的优点。
2.负压平衡法检测理论依据
负压平衡法检测方法的检测原理如下：
负压平衡检测方法是将被测包装筒装在密闭容器中。其结构示意图如下
检测的密闭容器包括平衡室、检测室、平衡阀。
理想气体状态方程的表现形式为：
………………………………(1)
式中P为气体压力；为气体体积；为气体的摩尔质量；为摩尔气体恒量, =82.05atmml/mol；为绝对温度。对上式进行全微分，可得：
…………… （2）
在定容、等温条件下：，因此
…………………………………..(3)
由（3）式可以看出，密闭容器中压力的变化，完全取决于气体质量的变化（气体质量的变化间接反映了容器内气体分子数量的变化）。密闭容器抽真空后压力值下降，其实质是容器内的气体分子数目减少。度量密闭容器的泄露程度，应衡量泄露的气体质量，而泄露的气体质量能以度量系统压力的方法计算出来。
（1）平衡室
平衡室的初始状态为：，可测，等于环境压力。 由气体状态方程可得：
…………………………(4)
b. 抽真空后的状态（平衡阀未打开）：
……………………………(5)
（2）检测室
a. 检测室内包装筒外气体初始状态：
……………………………(6)
b．打开平衡阀，将平衡室与检测室视为一个整体，状态为：
…………(7)
由上式可计算出值：
…………………………(8)
在不泄露条件下，欲使平衡压力为0.8atm，应将平衡室预抽的压力值为：
………(9)
若限制的最小值为0.1atm，可计算出与的关系为：
………………………(10)
（3）包装筒
包装筒室内气体初态为：
…………………………(11)
包装筒室泄露平衡后，将平衡室、检测室、包装筒室视为一个整体，其状态为：
……(12)
测出后，可算出值：
…………………………………(13)
在包装筒室不泄露的情况下，打开平衡阀后，平衡室气体质量的增加等于工作室气体质量的减少，即：，所以：。由此式解出值并代入（13）式，可得：
……………………………………(14)
泄露的气体质量为：
…………………………(15)
由（14）式解出值并代入（15）式，可得出包装筒室泄露气体质量与的关系为：
…………………………(16)
泄露的速率为：
………………………(17)
在不知道的情况下如何测量泄露的气体质量
…………………………(18)
式中为平衡压力的理论值，为实测的压力值。
在高压与高真空度的情况下与真实气体有较大误差，为此应限定平衡室预抽压力的最小值，暂定最小值为0.1atm（0.033atm～1atm为粗真空状态）。
以上分析中假定气体变化过程为等温过程，实际上气体状态的变化总会伴随有温度的变化，但在容器体积较大、测压时间间隔较长的情况下系统与环境能充分进行热量交换，因此可以忽略温度变化对测试的影响。
假定包装筒内压力为1atm。若包装筒不泄露，其压力应等于装配环境压力并随环境温度变化，但在不泄露的情况并不影响平衡室与工作室平衡后的压力；若包装筒已经泄露，则弹药筒内的压力等于环境压力，符合假设条件。
3.负压平衡法测试方法概述及应用
(1)．首先测出平衡室的体积。
(2)．将平衡室抽真空至值。
(3)．打开平衡阀，测出平衡后的压力值，并计算出此时工作室的气体体积。
。
(4)．确定不泄露条件下，欲使平衡压力为0.8atm，应将平衡室预抽的压力值
(5)．打开包装筒的密封盖，将平衡室的压力抽至由(9)式确定的值，打开平衡阀后，测出平衡压力值，由此可计算出包装筒内的气体体积与质量。
(6)．将以上测出的数据存储到计算机中，并作为程序编写的依据。
(7)．正常检测时，只需将平衡室预抽至由（9）式确定的压力值，将平衡阀打开，测出压力平衡后的压力值，即可判断该试样的密封状态。
根据负压无损检测原理制成的仪器可以在医药、食品、医疗器械、日化、汽车、电子元器件、文具等行业的包装袋、瓶、管、罐、盒等产品的无损包装检测领域得到广泛的应用。
4 主要参考文献
关键词：转向架；模块化；CATIA；参数化
中图分类号：U270.331 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）09-0014-02
高速动车组使人们能够对千里之外的目的地朝发夕至，地铁、轻轨车辆每天运输数以万计的人穿梭于城市各个角落，城际列车使人们生活在A城市，工作在B城市成为可能。轨道列车给人们的生活带来巨大的变化，它舒适、安全、可靠，同时又经济、便捷。大运量的城市轨道交通更是人们绿色出行的首选。
截至2014年底，全国铁路运营总里程已突破11万 km，其中高铁运营总里程超过1.5万 km。同时我国目前共有25个城市开通了地铁，已有地铁的城市还在继续增加新的线路，其他一些城市的地铁也在建设或规划中。轨道交通车辆的需求规模空前巨大，而车辆的走行部分――转向架是轨道车辆最关键的部件之一，它直接决定了列车的运行速度与品质。轨道交通快速发展的趋势要求我们能够快速开发出适应不同地域环境，不同速度等级、不同功能的转向架。
1 转向架的设计流程
转向架设计的主流程为：设计策划方案设计技术设计施工设计产品试制、验证及确认。
1.1 设计策划
设计策划：客户需求分析；转向架载荷条件；线路参数分析；车辆重量计划及分配；运行环境及维护水平分析；相关法律法规及标准分析；类似车型运用经验分析。充分的设计策划是后续设计的保障，是后续设计的输入。
1.2 方案设计
方案设计是根据上述输入开展以下工作：明确转向架的功能，确定转向架总体方案、组成部件、外部接口、内部接口，确定基本的结构参数，确定转向架的性能参数，例如：临界速度、最大轴重、运行安全性和平稳性指标、RAMS指标，另外还包括试验验证计划。一般客户要求在方案设计阶段提供可视化的转向架结构模型进行动态演示，介绍转向架方案并进行客户沟通。
1.3 技术设计
技术设计是对方案设计开展的一系列验证工作，验证方案的可行性。主要通过一系列先进的计算机仿真软件进行各种仿真分析，同时联系合作供应商开展外购零部件的功能、可靠性验证。通过各种仿真软件进行的仿真分析涵盖临界速度仿真、运行安全性仿真、运行平稳性仿真、振动舒适度仿真、侧风稳定性仿真、轮轨接触仿真等。对转向架的各部件进行强度及疲劳寿命计算。对转向架进行动力学计算，包括转向架动态范围、转角、各部件的位移等以进行运动干涉校核和限界校核。另外还要确认制动是否符合要求，校核内部和外部接口关系，建立DFMEA分析表。通过一些列的仿真分析、强度校核与计算，改进和调整设计方案，最终获得客户的批准。
1.4 施工设计
在设计方案得到设计验证并得到客户的确认之后开展施工设计，包括转向架各个子系统的施工图纸设计、工艺方案设计与验证。这一步是将设计转化为现场工人方便阅读与操作的方式，进行施工生产。
1.5 产品试制、验证及确认
产品试制、验证及确认，首先是构架的试制和验证。构架是转向架的骨架，其它子系统都在该骨架上进行装配。构架的结构强度直接决定转向架的安全可靠性。按照施工图纸和工艺卡片试制出的构架要经过实验室贴片试验，看构架是否满足静强度、疲劳强度要求，如果不满足则要改进，重新试制。最后将各子系统组装到构架上，在滚动振动试验台上用实际的轨道谱作为激励，验证转向架的各项性能。
在转向架落车后，还要进行一系列例行试验，并且在线路上进行各项型式试验，对产品进行运营考核。综合各项试验结果，评价转向架的性能，并且对产品做出改进，实现产品的定型，完成转向架的整个设计流程。在后期同样需要进行转向架产品的服役状态跟踪监测，保障产品安全运营，同时为产品的检修、后续产品的设计提供依据。
2 转向架的模块化设计方法
目前主流的电力动车组和地铁都包含两种转向架，带动力的动车转向架和不带动力的拖车转向架，区别在于拖车转向架上没有驱动装置。一列轨道列车上，一般来说动力转向架布置的越多，速度等级越高。
转向架的模块化设计方法是转向架目前的主要设计方法。转向架通常按功能分为以下几个子模块：构架组成、轮对轴箱装置、中央悬挂及牵引装置、驱动装置及联轴节、基础制动装置、管路及配线、其它附件。不同系列的转向架大体都包含这些模块，只是在具体形状尺寸和接口关系上有些差别。
基于模块化设计方法，在设计策划阶段，根据客户需求和功能分析，在以往的转向架产品中寻找类似的结构，并在方案设计阶段进行类比分析，确定变更点，着重对变更点进行分析验证。在进行三维方案设计的时候，只需要找到相似的子模块，在子模块的基础上进行修改。最后装配子模块按照新的接口关系。
以青岛四方股份公司为例，目前完成了SDB-80型转向架的模块化设计。SDB-80型地铁是公司B型地铁车辆成熟稳定的定型转向架。鉴于不同的转向的子系统厂家不同、接口不同，因此对各子模块设计了多个方案，例如构架模块目前就因接口不同存在A～E五个类型。在满足同样设计需求的情况下，优先采用模块化的方案，可以更好的对SDB-80型转向架的设计、工艺、制造、生产及售后服务等工作进行管理，缩短设计周期、简化制造过程、便于组织生产和生产管理、降低生产成本、提高产品质量。
3 转向架的参数化设计方法
参数化设计的目的就是通过尺寸驱动方式在设计或绘图状态下灵活的修改图形，方便设计过程，提高设计效率。参数化的产品设计在汽车领域有着广泛的应用，通过改变几个参数值，就可以形成新的结构，从而建立参数化的三维标准件库，但一般也只是用在小部件的参数化上。也有一些CAD二次开发的构架参数化设计程序，但是使用较为复杂且不够成熟。CATIA软件自带参数化设计模块，领先世界产品设计与创新解决方案领域，基于CATIA的骨架和参数可以方便的实现参数化设计。下面介绍基于CATIA的转向架的参数化设计方法。
转向架的参数化设计步骤主要有以下几点。
3.1 确定转向架的各项参数
转向架的各项参数可分为一级参数、二级参数和三级参数。一级参数包括：转向架与车体、轨道的外部接口尺寸，转向架子系统的接口尺寸，子系统公有的尺寸。例如：轴距、空气弹簧安装面高度、构架侧梁中心距、空气弹簧安装孔中心距、车轮直径、电机的横向纵向安装距离、横梁和侧梁的截面参数。二级参数包括各子系统的结构参数，子系统内部的接口尺寸。例如侧梁的长度、横梁的长度、横梁和侧梁上各个吊座的位置参数。子系统的组成模块的结构参数可作为三级参数。例如电机吊座属于构架子模块，但是自身的结构尺寸值就作为三级参数。
下级参数可以从上级参数中借用，因为子系统的外部接口参数对上层系统来说是内部接口参数，并且上层参数中包含一些子系统中共有的参数，例如横梁的截面参数作为一级参数，但是横梁上的吊座设计时也要用到横梁直径这个参数，它同时是二级或三级参数，但是可以从一级参数里借用。
3.2 建立转向架骨架
一级参数用来建立转向架的骨架。骨架其实是基于基准平面建立一系列的接口平面，接口平面到基准面的距离可以通过一级参数改变。转向架的基准平面推荐选轨面作为水平基准面，选转向架的纵向中心面作为纵向基准面，选转向架的横向中心面作为横向基准面。这样，通过一级参数可以定义接口平面。
例如通过空气弹簧安装面高度参数建立空气弹簧水平安装平面，通过空气弹簧安装孔中心距建立空气弹簧的横向的安装平面，这样就形成了空气弹簧的安装接口平面。子系统在装配到骨架时，只需要将子系统自身的基准平面对齐接口平面便可以快速装配。在调整一级接口参数时，转向架子系统位置随之改变，子系统自身结构不受影响。
3.3 建立参数化的子模块
对转向架的各子模块进行结构参数化设计。子模块的接口参数可以引用上级参数，子模块的内部参数用来改变子模块的结构，不受上级参数的影响。子系统设计师在共享上级参数的同时，对子系统进行分别开展参数化设计，互不影响。
3.4 将参数化的子模块装配到骨架上
子系统在装配到骨架时，只需要对齐接口平面便可以快速装配。在转向架总系统中，可以根据需要增加和删除子系统模块，其他模块不受影响。
基于CATIA的转向架参数化设计方法以模块化设计方法为基础，不同之处在于，模块化设计需要事先建立特定数量，特定尺寸的子模块，并且需要重新装配。当模块化的类型中没有所需的尺寸和结构类型时，需要重新建模，而参数化设计仅需根据需要改变一些参数就能完成设计。
4 结 语
本文介绍了转向架的一般设计流程，介绍了转向架的模块化设计方法和参数化设计方法。转向架的模块化设计方法是目前主流的转向架设计方法，参数化设计方法目前还处于研究阶段。转向架参数化设计的难点在于找到参数之间的关系和影响，这需要丰富的转向架设计经验。一旦建立起完善的参数体系，基于CATIA的转向架参数化设计便可大大提高转向架设计效率，尤其可以实现快速的方案设计。
参考文献：
[1] 朱婉玲.基于CATIA V5的汽车三维标准件库的建立及DMU应用[J].汽车与配件，2009，（31）.
