包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是從科學(xué)原理出發(fā)，依據(jù)不同的包裝材料、不同的包裝容器成型方式從包裝容器的內(nèi)外構(gòu)造所進(jìn)行的設(shè)計(jì)。必須遵循科學(xué)性、可靠性、美觀性和經(jīng)濟(jì)性的設(shè)計(jì)原則，必須考慮各種矛盾，權(quán)衡輕重，達(dá)到最佳。
包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)程序
包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是整個(gè)包裝設(shè)計(jì)系統(tǒng)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。與其它包裝設(shè)計(jì)相互聯(lián)系、相互制約和相互烘托。其設(shè)計(jì)一般過程如圖。
從設(shè)計(jì)過程中的總體結(jié)構(gòu)來看，大致可分為以下4 個(gè)階段:
1.設(shè)計(jì)條件分析階段
明確設(shè)計(jì)要求，調(diào)查研究掌握必須的資料；對(duì)被包裝產(chǎn)品的類別、物態(tài)、理化及生物特性等進(jìn)行分析；明確包裝環(huán)境條件、流通條件、市場(chǎng)條件等；了解包裝材料、容器類型和現(xiàn)有的生產(chǎn)條件。
2．方案設(shè)計(jì)階段
此階段應(yīng)確定出設(shè)計(jì)參數(shù)，如被包裝產(chǎn)品的計(jì)量值，允許偏差等；設(shè)計(jì)容器造型方案；由多種包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案經(jīng)對(duì)比分析評(píng)價(jià)確定最佳的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。
3．詳細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段
將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案轉(zhuǎn)化為具體詳細(xì)的結(jié)構(gòu)表達(dá)，即對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的分析計(jì)算，選定材料、確定技術(shù)要求，繪制出全套圖紙、編制說明書和有關(guān)技術(shù)文件。
4．改進(jìn)設(shè)計(jì)階段
根據(jù)樣品試驗(yàn)、使用、鑒定及市場(chǎng)反饋等環(huán)節(jié)暴露出來的問題，對(duì)包裝容器結(jié)構(gòu)作適當(dāng)?shù)募夹g(shù)處理，以確保質(zhì)量。
包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容
一、具體設(shè)計(jì)內(nèi)容
（1）包裝容器外觀構(gòu)造設(shè)計(jì)
即設(shè)計(jì)包裝容器的立體外觀形狀。設(shè)計(jì)中既要符合造型設(shè)計(jì)中的美學(xué)原則又要考慮包裝容器成型工藝的影響。
（2）包裝容器內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
即設(shè)計(jì)包裝容器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，它包含容器壁厚設(shè)計(jì)、局部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算等。其中容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算包含結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算、包裝容器容量設(shè)計(jì)計(jì)算、強(qiáng)度、剛度設(shè)計(jì)計(jì)算。
二、結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)與優(yōu)化
包裝容器大都屬于一種幾何形體，從經(jīng)濟(jì)性來考慮，總是希望在滿足被包裝產(chǎn)品的條件下是制造容器的材料消耗達(dá)到最少，而容器消耗材料的多少與容器的壁厚和外表面積大小直接相關(guān)。一般的壁厚越小包裝容器的耗材越少，故在壁厚尺寸的設(shè)計(jì)上，在滿足強(qiáng)度和剛度條件下，盡量選擇較小的值，當(dāng)壁厚確定，可采用最優(yōu)化方法對(duì)包裝容器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)獲得包裝容器的最佳尺寸。
這種包裝容器優(yōu)化設(shè)計(jì)基本思路概述如下：
步驟1 建立數(shù)學(xué)模型
a.確定設(shè)計(jì)變量
將包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中須確定的尺寸如壁厚、容器的外型尺寸等作為設(shè)計(jì)變量。常以表示n 個(gè)設(shè)計(jì)變量。
b.構(gòu)造目標(biāo)函數(shù)
對(duì)于包裝容器一般的可采用材料消耗或包裝容器的成本最小為目標(biāo)來構(gòu)造目標(biāo)函數(shù)。即以包裝容器內(nèi)部體積方程、制造容器包裝材料總面積方程為基礎(chǔ)構(gòu)造目標(biāo)函數(shù)的關(guān)系方程式，式中包含確定容器形狀的所有變量（設(shè)計(jì)變量）。
對(duì)于有n 個(gè)設(shè)計(jì)變量的單目標(biāo)函數(shù)可寫成：
F(X)=F(x1,x2,x3……xn) ………………………(4.1).
c.確定約束條件
即確定限制設(shè)計(jì)變量取值的條件，對(duì)包裝容器有容器內(nèi)部體積限制要求、強(qiáng)度條件等。
約束條件常用以下形式表示：
g(x) ≥0 i=1、2…………m…………(4.2)
按上述工作，可將包裝容器的數(shù)學(xué)模型表示為：
求設(shè)計(jì)變量 ……X=[x1,x2,……xn]
極小化目標(biāo)函數(shù) …… MinF(X) …… （4.3）
滿足約束條件 ……g(x) ≥0 i=1.2.3…..m
步驟2 優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算
a.選擇優(yōu)化計(jì)算方法
優(yōu)化設(shè)計(jì)方法發(fā)展至今，給出的優(yōu)化計(jì)算方法很多，工程上也出現(xiàn)很多使用的優(yōu)化計(jì)算程序，針對(duì)所見的包裝容器優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，選擇合適的優(yōu)化計(jì)算方法。
b.計(jì)算
選用合適的優(yōu)化計(jì)算方法、變成求解包裝容器的數(shù)學(xué)模型，計(jì)算出包裝容器的最佳尺寸。
轉(zhuǎn)載自：包裝設(shè)計(jì)網(wǎng)
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