【文章內容簡介】 質。 機械性質。它指內裝產品在外力作用下表現出來的一些物理性質。如彈性與塑性、負荷與應力、強度、韌性和脆性等。 生物性質。它指內裝產品是有生命活動的有機體商品，如糧食、果蔬、鮮魚、鮮肉、鮮蛋等，在存儲過程中受到外界環(huán)境的影響而發(fā)生一系列的生理變化，這些變化主要表現為呼吸作用，萌芽抽苔（發(fā)芽）、僵直、軟化、胚胎發(fā)育、色素變化等。在包裝容器結構設計時首先就應考慮上訴特性。根據所包裝的產品所具有的特性，抓住其不同性質選擇最佳的結構。（二）內裝產品形態(tài)它指產品在一般環(huán)境條件下表現出來的外形結構，常見的有固體、液體和氣體。而固體又分為成型的、顆粒的和粉狀的等，產品形態(tài)見表1—1。表1—1 產品形態(tài)產品形態(tài)固體成型單件包裝容器結構要求：容器結構與產品形狀相適應多件包裝容器結構要求：容器結構多樣，剛度與強度顆粒包裝容器結構要求：多種結構與密封性或透氣性粉狀包裝容器結構要求：多種結構與密封性液體包裝容器結構要求：多種造型結構與密封性氣體包裝容器結構要求：多為圓柱結構、防滲密封、強度與剛度 對于不同形態(tài)的產品都有相應的容器結構，另外有些無規(guī)則結構的產品，其包裝容器設計時根據所占體積和平面而重新造型。如襯衫的包裝，應能體現領口部位的平面展示，所用包裝多為長方體扁平狀立體盒。有些產品的包裝中游固定產品位置的要求，而有些則不作要求，例如對液體、氣體、或無規(guī)則形態(tài)的顆粒狀物品，在包裝時是無位置要求的，而是在封口結構上有嚴格要求；對于多件或單件成型產品的包裝，其結構要與產品形狀及裝入存放方位想適應。對于有規(guī)則形態(tài)的日用品的包裝則要分固定位置和非固定兩種方式，非固定比固定式所需的容器結構強度需要更大一些。（三） 內裝產品的性能和造型結構內裝產品的性能指內裝產品功能性特征，而內裝產品造型結構指其本身所具有的或內包裝所具有的形狀結構，例如某些電子儀表儀器，其性質要求有很多不能倒置或斜放（傾斜角度有限制），如冰箱、瓶裝酒類及飲料等在包裝中均不能倒置。再入燈泡等則要求其包裝容器應為椎體或立柱樁，還有熱水瓶這樣的產品，包裝容器均為立柱題且要求有防震功能。 根據產品性能和產品結構形狀設計包裝容器時，同時還應注意包裝空間利用率和穩(wěn)定性，所以一般容器的橫截面多為方形或圓形，同時立柱盒下部均大于上部而且底部均為平面。（四） 內裝產品的用途根據產品的用途不同，包裝容器的結構也不同，對于禮品包裝就需要高雅大方，攜帶方便的同時還能使提手折疊，所以禮品包裝多為具有黃金分割比例結構的手提折疊式。而對于家庭或自己消費品的食品包裝則應該注重簡單實用與開啟方便。再就是產品屬于耐用品還是屬于一次性用的，前者要求其包裝具有更高的強度，堅固易開、易封，一次性用品則要求簡單、價低。同時，對包裝造型結構還要根據使用群體的消費心理進行設計，如年齡、性別、職業(yè)、民族等。（五） 產品的運輸條件產品的運輸條件主要指運輸距離和運輸工具，如長途、短途，水運、陸運、空運等?，F代運輸業(yè)的發(fā)展，促使各種運輸工具現代化和運輸裝備標準化。如國際上通用的集裝箱，這就使得設計的包裝容器要與各類集裝箱個規(guī)格、容腔和式樣相匹配。所以包裝容器結構造型更需規(guī)格化、標準化、還應考慮銷售包裝在大包裝中的排列方式、盡可能的利用其空間容積，以減少空隙和提高運輸中的穩(wěn)定性（不晃動）。三、包裝容器結構設計與數字化的設計手段[12] [13] [14]隨著社會的發(fā)展，在三維建模領域已經有許多的建模軟件適用于各個工作場所。下面簡單的介紹幾種三維建模軟件，通過這些軟件可以簡單同AutoCAD三維建模相比較。與此同時，就更能看出研究這個課題的意義所在。（一）Solid Edge Solid Edge是Siemens PLM Software公司旗下的三維CAD軟件，將普及型CAD系統(tǒng)與世界上最具領先地位的實體造型引擎結合在一起,是基于Windows平臺、功能強大且易用的三維CAD軟件。它支持至頂向下和至底向上的設計思想，其建模核心、鈑金設計、大裝配設計、生產出圖、價值鏈協(xié)同、內嵌的有限元分析和產品數據管理等功能遙遙領先于同類軟件，是企業(yè)核心設計人員的最佳選擇，已經成功應用于機械、電子、航空、汽車、模具、造船、消費品等行業(yè)的大量客戶。同時系統(tǒng)還提供了從二維視圖到三維實體的轉換工具，您無需摒棄多年來二維制圖的成果，借助Solid Edge就能迅速躍升到三維設計，這種質的飛躍讓您體驗到三維設計的巨大優(yōu)越性。使用Solid Edge，您不僅能建立產品的三維模型，而且還能獲得完成精確設計的知識。工程助手能幫助您快速評估各種設計方案，從而優(yōu)化機器性能和可靠性；企業(yè)知識庫能將所有經過驗證的設計經驗進行數字化保留，并快速應用到新產品中去；質量特性計算、設計參數監(jiān)視器、運動分析、干涉檢查和其他多種內置工具，幫助您捕捉和實現您的設計理念[12]?！　。ǘ?UG　 UG是Unigraphics的縮寫，這是一個交互式CAD/CAM(計算機輔助設計與計算機輔助制造)系統(tǒng)，它功能強大，可以輕松實現各種復雜實體及造型的建構。它在誕生之初主要基于工作站，但隨著PC硬件的發(fā)展和個人用戶的迅速增長，在PC上的應用取得了迅猛的增長，目前已經成為模具行業(yè)三維設計的一個主流應用。UG的開發(fā)始于1990年7月，它是基于C語言開發(fā)實現的。UG NX是一個在二和三維空間無結構網格上使用自適應多重網格方法開發(fā)的一個靈活的數值求解偏微分方程的軟件工具。其設計思想足夠靈活地支持多種離散方案。因此軟件可對許多不同的應用再利用。一個給定過程的有效模擬需要來自于應用領域(自然科學或工程)、數學(分析和數值數學)及計算機科學的知識。然而，所有這些技術在復雜應用中的使用并不是太容易。這是因為組合所有這些方法需要巨大的復雜性及交叉學科的知識。最終軟件的實現變得越來越復雜，以致于超出了一個人能夠管理的范圍。一些非常成功的解偏微分方程的技術，特別是自適應網格加密（adaptivemeshrefinement）和多重網格方法在過去的十年中已被數學家研究，同時隨著計算機技術的巨大進展，特別是大型并行計算機的開發(fā)帶來了許多新的可能。UG的目標是用最新的數學技術，即自適應局部網格加密、多重網格和并行計算，為復雜應用問題的求解提供一個靈活的可再使用的軟件基礎。（三）Pro/Engineer Pro/Engineer操作軟件是美國參數技術公司（PTC)旗下的CAD/CAM/CAE一體化的三維軟件。Pro/Engineer軟件以參數化著稱，是參數化技術的最早應用者，在目前的三維造型軟件領域中占有著重要地位，Pro/Engineer作為當今世界機械CAD/CAE/CAM領域的新標準而得到業(yè)界的認可和推廣。是現今主流的CAD/CAM/CAE軟件之一，特別是在國內產品設計領域占據重要位置。Pro/E第一個提出了參數化設計的概念，并且采用了單一數據庫來解決特征的相關性問題。另外，它采用模塊化方式，用戶可以根據自身的需要進行選擇，而不必安裝所有模塊。Pro/E的基于特征方式，能夠將設計至生產全過程集成到一起，實現并行工程設計。它不但可以應用于工作站，而且也可以應用到單機上。Pro/E采用了模塊方式，可以分別進行草圖繪制、零件制作、裝配設計、鈑金設計、加工處理等，保證用戶可以按照自己的需要進行選擇使用。Pro/E的總體目標是使曲面、實體、參數化特征設計融為一體，可以任意構造復雜零件和裝配件，而且修改設計方便。它的發(fā)展過程并非一帆風順，最大難點在于集合運算中的曲面求交、裁剪運算和參數化草圖設計中的幾何約束求解不能迅速達到可靠、高效，這就要求數學家深入鉆研，努力突破某些技術關鍵。（四）AutoCADAutoCAD的三維造型有3種層次的建立方法，即線框、曲面和實體，分別對應于用一維的線、二維的面和三維的體來構造形體。通過其建立的立體的、有光的、有色的生動畫面，虛擬逼真地表達大腦中的三維設計效果，比傳統(tǒng)的二維設計更符合人的思維習慣與視覺習慣。在進行三維造型時首先要對設計對象進行合理分解，根據其主要結構特征確定合理的建模順序[13]。在造型時根據設計對象的主要結構建立特征模型,通過拉伸、旋轉等建立一個合理的基體，再利用“并、交、差集”功能，在實體之間合并、挖除、相交成型,最后將不需要的實體部分進行剪切去除，以獲得實體的外觀形狀。建模后就可以利用AutoCAD自帶的計算和查詢功能對設計對象的各類參數進行統(tǒng)計和保存。最后通過賦予材質、貼圖、渲染等步驟完成三維造型的設計。綜上四種三維建模方法都各有各的優(yōu)點，都有自己強勢的地方，適用于不同的領域。針對本課題關于包裝容器造型三維建模，相對于其他復雜的三維建模比如說機械零件、建筑建模、模具建模等相比之下是算簡單的建模。無論從建模、著色、渲染等方面考慮我覺得CAD更適合做包裝容器造型的三維建模。第三章 基于AutoCAD的圓型紙質包裝容器結構設計一、圓型紙質包裝容器材料與造型分析[15]本文以某茶葉筒的紙筒包裝為例，探討利用AutoCAD三維造型功能在包裝容器結構設計中的應用并加以詳細說明。該品牌茶葉的外部包裝選用了紙作為包裝材料。紙包裝材料具有重量輕、價格低的優(yōu)點，可以大大降低生產成本和運輸成本；其保護性能優(yōu)異，防水、防潮、隔熱的特點非常適合消費者的儲存需要；同時還具備無毒無害無臭的特征，符合公眾飲食安全的標準。日常生活中常見的茶葉筒由多層紙板復合，并采用螺旋纏卷工藝制造而成的全紙筒，這種包裝不僅環(huán)保、輕量、安全，還具有古樸的氣質，符合茶葉產品的特征。這