Page 312 - 《振动工程学报》2025年第11期

2770 振 动 工 程 学 报 第 38 卷

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X Y Z
75 4 结 论
加速度 / G's 60 力学模型为核心，基于该模型计算与分析，进一步提
本文以构建陶俑修复品多因素耦合整体包装动
45
30
15 出陶俑修复品的脆值判断方法，并结合试验对模型
0 的有效性及脆值判断方法的可靠性进行验证。
−15 （1）明确陶俑力学薄弱因素，建立单因素影响动
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
时间 / ms 力学模型。分别构建含多易损件和带有集中质量悬
(a) 破损前加速度响应 臂梁易损件的系统动力学模型。
(a) Pre-failure acceleration response
（2）构建多因素耦合的动力学模型。结合多易
90 损件与悬臂梁易损件两种模型，建立多因素的整体
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75 包装动力学模型，并构建其系统的动力学方程。预
测陶俑修复品的脆值范围，判断其破损情况。
加速度 / G's 60 立“分易损件临界判据+激励迭代寻优”的脆值确定
（3）提出陶俑脆值确定的量化方法并验证。建
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15 流程，并进行数值求解。最后，通过脆值试验，验证
0 了该多因素包装系统动力学模型的可靠性。
−15 综上所述，证明了该方法可以有效提高预测陶
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
俑修复品力学特性的精度。突破传统单因素易损件
时间 / ms
(b) 破损后加速度响应 模型局限，首次将陶俑的不同易损部件纳入同一耦
(b) Post-failure acceleration response
合模型，明确两类易损件的动力学协同效应，为复杂

图 12 跌落试验加速度响应
修复文物的力学特性分析提供框架；在对陶质文物保
Fig. 12 Drop test acceleration response
护方面以及设计文物系统包装方案具有指导性的作用。

参考文献：

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Gazette，2023（27）：74-76.
动 力 学 模 型 得 出 的 陶 俑 试 样 的 脆 值 范 围为
[3] SAVVOVA O V， TOPCHYI V L， BABICH O V， et al.
839.45~840.82 m/s ，高值区间的误差<1%。破损部位
2
Effect of the structure of lithium-silicate glasses on the
为陶俑腿根部，与试验法测得的破损部位相同。 mechanical properties of transparent glass-ceramic
综上，仿真结果与修改后的试验测量值在核心 materials[J]. Strength of Materials，2018，50（6）：874-879.
趋势与临界值上高度一致，验证了多因素动力学模 [4] PIA G， CASNEDI L， IONTA M， et al. On the elastic
型的正确性，可为陶俑包装系统的抗冲击设计提供 deformation properties of porous ceramic materials obtained
by pore-forming agent method[J]. Ceramics International，
有效依据。对于模型与试验结果间存在的小幅差
2015，41（9）：11097-11105.
异，其成因可能源于对微观因素的忽略或对缓冲材
[5] 方海峰，薛伟. 陶瓷工艺品缓冲包装的力学特性与包装设
料动态力学特性的简化处理。后期研究可引入微观
计研究 [J]. 森林工程，2008，24（3）：56-58.
缺陷修正系数并采用缓冲材料动态本构模型，以减 FANG Haifeng， XUE Wei. Mechanical characteristics and
小模型误差。 packaging design of buffering package of ceramic artworks[J].