时间:2022-10-31 05:40:30
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇铸造工艺论文,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
1.1缸体铸件技术要求
S10缸体铸件材质为HT250,毛坯重约42kg,重量偏差按照GB/T11351—1989的MT8执行。缸体一般壁厚4+0.8-0.5mm,铸件尺寸公差按GB/T6414—1999的CT8,毛坯缸孔壁厚差要求加工余量要求:2.5mm±0.5mm。可见,缸体基本属于薄壁轻量化设计,且尺寸精度要求较高。铸造工艺设计时应主要考虑立浇工艺,并考虑冷芯为主,以保证其要求的精度。
1.2水套结构分析与措施
水套芯结构特点:①水套芯总高97.5mm,一般厚度5~8mm;②水套芯左端下部有特殊的异形结构。水套芯可能出现异形处变形、断芯,从而影响该处壁厚和尺寸;另外,该异形处存在清砂难度。因此,水套芯应采用强度较高的热芯;水套芯异形处应采用特殊涂料和工艺,以保证该处不发生粘砂和易于出砂。同时,选择底注立浇工艺方案,铁液平稳上升、平稳充型,对整个水套芯的冲击相对于卧浇工艺方案要小很多。
1.3油道结构分析与措施
S10缸体外形单侧有2根油道芯,两侧基本对称,共有4根油道芯。特点是:①油道芯细长,长度266mm,贯穿缸体上下面;②截面单薄,弯曲程度大,在浇注过程中易变形或断裂。因此,油道芯应采用较高强度的热芯;同时为防止和减少热变形,应选用高强度低膨胀的芳东覆膜砂。此外,选择底注立浇工艺方案对细长油道芯受铁液冲击相对于卧浇工艺方案要好很多。
2S10缸体铸造工艺设计
2.1立浇工艺方案选择
依据对S10缸体水套芯和油道芯结构分析,依据对立浇工艺和卧浇工艺在充型时水套芯与油道芯的受力分析,决定选用:缸孔朝上,底注立浇工艺方案。S10缸体铸件工艺如图9;砂芯构成如表4;水套芯和油道芯用芳东覆膜砂,见表5。水套芯异形处实施3层涂料:先刷一层锆英涂料,表干后水套芯整体浸涂水基石墨涂料,最后在异形处再刷锆英涂料。
3试制结果
采用前述工艺措施,按调整后的浇注系统,对热节的3个工艺方案均进行了调试。此外,经铸件解剖表明:水腔清洁,水套异形处光滑无粘砂;水套芯和缸筒芯形成的缸孔壁厚均匀,经检测缸孔壁厚差Δδ≤1.0mm;油道芯未发生断裂和漂浮,油道壁厚正常。对于热节处采用的3个方案,经外观检查和解剖,均未见缩孔和缩松缺陷。铸件经多次加工和加工后解剖表明:尺寸合格,壁厚正常。对热节处的3个工艺方案,为稳定和确保热节处无收缩缺陷,今后可优先选用无冒口的方案1,其次是另2个方案。
4结论
(1)S10缸体水套芯单薄,有异形结构;油道芯贯穿缸体上下平面,细长而弯曲。采用底注立浇工艺,铁液平稳上升,对水套芯和油道芯的冲击小。有利于防止水套芯受冲击变形,保证缸孔壁厚均匀;也有利于防止油道芯漂芯和断芯,保证油道壁厚正常。
(2)水套芯和油道芯设计为热芯,并选用含较大比例宝珠砂的高强度低膨胀的芳东覆膜砂,有利于防止在高温铁液作用下因膨胀而发生的变形,有益于保证缸孔壁厚均匀和油道壁厚正常。水套芯异形结构处实施3层涂料,使不易清理的该处光滑洁净无粘砂。
(3)铸件热节分析计算表明,需要强补缩。按冷铁覆盖面积≥热节散热面积的16.7%的原则,设计的3个工艺方案,试制结果均无收缩缺陷。
关键词:玻璃艺术研究;工艺品创作
引言
玻璃艺术研究是一门拥有自己独立体系和内在规律的学科,工艺过程和技术技巧的多样性和创新性都决定了它要比其他艺术素材更为灵动和清澈,同时也比其他艺术形式更能明确艺术家或观赏者的纯粹审美感受。论文立足于理论研究和艺术实践,以大量玻璃作品分析为基础,结合实际作品分析其创作方法,多个学科交叉互融,力求能够立体全面解释。
1玻璃工艺品的魅力
《简明不列颠百科全书》这样描述玻璃:“玻璃通常是一种透明而坚硬的固体,由某些液体冷凝而成。这种液体在冷凝的过程中不会结晶,而是越来越稠,直至成为固体。在一切能形成玻璃的物质中,二氧化硅应用最广,常与其他的辅助材料按不同的配比熔成各种玻璃”。玻璃材料在很多城市作为工艺品非常受欢迎,无论是铸造工艺还是吹制工艺都会给玻璃材料带来非凡的美感。铸造工艺的流程是利用模具的耐热性和玻璃液体在窑炉中高温后呈现的流动性进行结合塑形。吹制工艺是利用铜管和气体膨胀半液体玻璃进行塑形。铸造工艺适合造型范围会更广一些,如果翻模得当,几何整体或精细造型都适用,但也容易在翻制过程中损坏走形,所以要小心慎重。
2常用抽象玻璃工艺品创作的方法特点
2.1做简化
在艺术领域中,“简单”往往具有与日常理解所说的“平凡”、“草率”相对立的意思,它被看做是艺术创作的一个非常重要的特征。比如原始艺术,真正的原始艺术从结构整体上看去十分简单,但是,在此风格上发展出来的成熟艺术却远远不止于此,他们保有最低限度的复杂性,不可缺少,而在这个统一结构中,所有细节各得其所,发挥效用。
美学家贝德特把这种“艺术简化行为”解释为“在洞察本质的基础上所掌握的最聪明的组织手段。这个本质,就是其余一切事物都从属于它的那个本质。”禅语中曾有句“一切皆无”,这里的“无”并不是单一的空白,而是指“单纯”。没有比“单纯”更包罗万象的词汇,也没有比“单纯”更能体现万物的美。在这层意义上讲,单纯化其实是一种强化。
玻璃艺术家AnnWolff的头像系列,极其富有想象力,作品中所体现出的风格有些像爱德华・蒙克的撕裂思考方式。艺术家以一位女性的角度出发,合并男人和女人之间的关系画像,将玻璃材料善加把握,成为自己的艺术。丰富的个人经历让这位艺术家在创作作品时在工艺手段上采用更多的制作方式,蚀刻、喷砂、拼贴画、雕塑语言的混合,自由在玻璃材料可接受的范围内使用,开辟了自己独特的风格道路。而从她的作品的创作形态上来看,则展现了抽象艺术的痕迹,简化的用意在两副面孔或面具中进行提炼。
2.2做缀
20世纪之后迅速发展的工业气质,让机器的轰鸣声渐渐沦为噪音,时代浮躁,个人情感表现混乱。“这是几何的工业时代,也是城市的几何时代。”
现代玻璃艺术中,有非常多的作品都在遵循这一几何形态法则。拉里・贝尔Hewaspartofanavant-gardesouthernCaliforniagroupthatincludedRobertIrwinandCraigKauffman,andhisprimarymaterialswerecoatedglassandplastics.lali拉里便是其中的一位先行者。他用于创作的主要材料大多是镀膜玻璃和塑料,形体上偏爱透明优雅的玻璃立方体框架,让观者在感受作品时留有另一次元的空间印象,进而主动去探索光与空间形成的奇妙转换。他的作品《立方体#8――清除》清晰描述了艺术家的个人词汇――光、知觉、反射、折射与色彩。有些类似于现代物理学的一部分,玻璃的透明性和潜意识下的通风感触混合在作品之中,体积和亮度也让观者联想到石英棱镜,这种现象看起来与未来有关,屏蔽了干扰的侵袭。简朴和几何的搭配形成微妙的环境光线,使之成为令人惊讶的感情平台。拉里・贝尔的制作工艺具有长期复杂的实验性质,在机械炼金术中运用的是质的转变。包括应用热导技术使铬镍铁合金成为玻璃表面的一个完美薄雾贴合,都是艺术家反复演炼的结果。在其随后的作品中,立方体的概念一直清晰明确,和玻璃的结合让作品更加纯粹,甚至有些孤立,暗示一种无形的精神。
对于几何形体来说,“美”主要依靠的是比例的协调和群体之间形成的节奏,含有数学规律,这几乎成为西方形式主义的基准。捷克的玻璃艺术家李宾斯基夫妇切实地理解了这一点,在他们众多以极简方式创作的几何作品中,展示了究竟应该如何通过单色玻璃获得令人赞叹的视觉空间。以作品《空间I、空间II、空间III》为例,纯粹的抽象体积给人留下深刻印象。造型带有普遍性,不干扰观者的思维,使视线自然从外部转入内部。形体厚薄倾斜,结合玻璃材质的通透性,让无所不在的光线在某些程度上消减了作品体积上的厚重,当视线随着角度转换方位时,色彩跟随悄悄发生变化,极薄部分的边缘线甚至开始消逝,于是,整个空间环境因为这个作品而律动起来。而这一切的根本就在于几何体和玻璃的搭档实在亲密无间,当艺术家抛弃装饰细节后,作品本身表达的事物空间余地增大,每一个分子都可以自由呼吸,呈现静止之物所带来的明净意味。
3结语
无论是何种工艺手段,首先应该充分尊重材料工艺,其次把材料与自我表达结合在一起,这是一种生活态度的表达,也是一种自我情操的显示。
非国有企业专业技术人员。
二、评审级别
助理工程师(初级)、工程师(中级)、高级工程师(副高级)。
三、评审方法
采取“直通车”的办法,不受每年职称评审一次例会的限制,根据申报情况随时组织评审。
四、评审申报材料
1、高级工程师审核表一式三份(中级以下不需填);
2、辽宁省专业技术资格评定表一式三份(帖上照片);
3、辽宁省专业技术资格报评推荐表一式三份;
4、反映个人学历、资历、的相关证件(原件、复印件);
5、主要业务成果(获奖证书及有关业绩证明复印件);
6、论文、著作(原件、复印件);
7、一寸照片四张。
五、评审的工作内容
1、计算机职称考试考前辅导;
2、职称指导与推荐;
3、工程师报卷资料指导;
4、高级工程师答辩培训与指导。
六、评审条件
1、学历、资历要求
高级工程师:博士毕业满2年;本科满5年。工程师:博士毕业;硕士、双学士学位满2年;本科、专科满4年。
2、业绩成果要求
高级工程师须具备下列条件之一:①国家级自然科学奖、发明奖、科技进步奖、星火奖;②省(部)级发明奖、科技进步奖、星火奖;③市、省直厅局科技进步一等奖一项或二等奖两项以上;④科技成果被列为市、省直厅局级以上重点推广项目,取得了明显的经济效益、社会效益和环境效益,并获得有关方面的奖励;⑤市、省直厅局以上先进科技工作者;⑥省(部)级重大科技情况(信息)成果二等奖。工程师须具备下列条件之一:①省级以上自然科学奖、发明奖、科技进步奖、星火奖;②市、省直厅局科技进步三等奖;③科研成果通过技术鉴定,并有一定推广价值(须附“技术鉴定证书”);④市、省直厅局级重大科技情报(信息)成果奖;⑤科研成果被列为市、省直厅局级推广项目。
3、论文、著作要求
在企业从事专业技术工作的人员参加相应级别的专业技术资格评审时,对论文数量不做限制性要求。经本(行业)企业采用的技术创新报告、发明专利、研发项目、工艺方案、技术鉴定报告、可行性方案、行业标准等可替代论文。
4、直接申报
(1)助理工程师:本科毕业1年、大专毕业3年、中专毕业5年;
(2)工程师:硕士毕业2年、本科毕业5年、大专毕业7年;
(3)高级工程师:博士毕业2年、硕士毕业7年、本科毕业10年。其工作业绩、技术水平和贡献以近五年内取得的成果和业绩为依据。工作业绩、论文(著作)、外语及计算机能力水平按现行评审条件掌握。
关键词:空间结构;节点设计;进展
中图分类号:TU318文献标识码: A
一、引言
空间结构工程应用在2008年北京奥运会与2010年上海世博会得到很大的发展。空间结构节点形式种类繁多:螺栓球节点与焊接球节点主要适用于网架与网壳结构;相贯焊接节点主要适用于管桁架结构;随着相交杆件数量的增多,以及杆件夹角的不规则性,铸钢节点在空间结构中的应用也逐渐增多。在空间结构设计中,应合理运用各种简单实用的节点形式,在满足建筑形态与功能要求的同时,具有安全可靠,施工方便,经济合理突出优点。
本文结合近年来国内外空间结构节点设计研究的进展及工程实践,对空间结构中的螺栓球与焊接球节点、圆钢管与方钢管相贯节点、高强螺栓连接板节点、铸钢节点等设计研究的进展进行回顾探讨,为探索空间结构节点设计与研究未来的发展方向奠定基础。
二、球型节点
1螺栓球节点
螺栓球节点可用于网格比较规则的中、小跨度的网架、双层网壳结构。由于螺栓球节点加工制作工艺简单,现场安装方便,技术要求较低,可以避免高空焊接作业,在国内外得到广泛应用。如1970年大阪世博会庆典广场网架结构的平面尺寸为291.6m×108m,仅由6根格构柱支承,节点螺栓的直径达到70~188mm。
(1)螺栓球一般采用优质碳素结构钢或45号钢锻造成型。螺栓球一般采用铸造钢坯,大直径采用由圆钢加热后锻压而成,并通过机械加工形成切平面与螺栓孔。
目前网架结构中常用螺栓球直径为120~300mm,规格大于300mm的螺栓球,将引起结构自重显著增大,应尽量避免使用。
螺栓球可焊性差,一般情况下应避免用于支座节点。可在下弦螺栓球表面设置螺栓孔,解决吊挂设备问题。
为了避免螺栓球直径差异过大的影响,可以在上弦球顶面采用局部削平措施。为了避免采用直径过大的螺栓球,在同一空间网格结构中,占大多数的小直径管节点采用螺栓球,较少数量的大直径管节点采用焊接球,可以充分发挥螺栓球节点和焊接球节点的优点,方便施工,降低成本。
(2)高强度螺栓
网架螺栓球节点采用的高强度螺栓性能等级分为10.9级和8.9级两种,10.9级高强度螺栓材料可采用20MnTiB、40Cr或35CrMo。20MnTiB含碳量低,且加少许钛元素,热处理性能稳定,淬火性好。在高强螺栓加工制作的热处理过程中,直径36mm以上的构件芯部淬火难以淬透,故在强度上有所区别。M12~M36范围内为10.9级,M39~M64范围内为8.9级,最大拉力设计值为1000kN。近年来,国内外研发出了一系列耐延迟断裂性能优良的高强度螺栓钢,耐延迟断裂性能大幅度提高。
Ghasemi等对双层网架结构的试验研究结果表明,结构的荷载-变形曲线具有显著的非线性特征,螺栓的紧固程度对结构刚度影响显著,非线性分析结果与试验结果较为接近。在进行网架结构设计时,螺栓直径一般按构件的最大内力工况确定,螺栓球节点难以做到节点与构件受拉能力等强度。网架结构高强螺栓节点的失效形式属于脆性破坏,没有发生杆件变形等预兆,为了防止在暴雪、冻雨以及地震等突况下发生重大事故,在螺栓规格选用时应留有适当余量。
2焊接空心球节点
焊接空心球适用于大中型跨度的网架、网壳结构。焊接空心球在我国应用较为普遍,在国外相对较少。首都机场A380机库平面尺寸352.6m×114.5m,总建筑面积40373m2,是目前世界上最大的焊接空心球网架。机库大厅屋盖结构采用三层斜放四角锥钢网架,网架节点大部分为焊接空心球节点,其焊接球规格从D400×18~D900×40,只有少量节点根据受力需要采用主管贯通焊接空心球节点,国外已有工程所用焊接空心球直径超过1000mm。
复杂受力状态对于焊接空心球节点网架结构,由于空心球的壁厚相对较小,虽然杆件全截面直接焊接于球体之上,但结构的整体刚度与假定节点为理想铰接的整体刚度较为接近。对于空间网格结构,有时杆件的弯矩不能忽略,焊接球节点需要同时承受轴力、弯矩与剪力。此外,杆件可能需要采用圆钢管以外其他截面形式。董石麟等结合国家游泳中心“水立方”,在有限元分析和试验研究的基础上,研究了轴力、弯矩及两者共同作用下矩形钢管焊接空心球节点的承载能力和设计方法,建立了轴力、单向弯矩以及两者共同作用下节点承载力的实用计算公式。在最近完成编制的JGJ7―2010《空间网格结构技术规程》中增加了单层网壳结构空心球承受拉弯与压弯的承载力计算公式。随着空心球直径的增大,其实际承载力比理论计算值有所下降,当空心球直径大于500mm时,承载力降低10%左右。带加劲肋焊接空心球节点具有较大的刚度和良好的延性。对加劲肋焊接空心球节点的加劲肋提高系数与加劲肋肋板方向关系的研究结果表明,加劲肋提高系数随着轴力与加劲肋的夹角增大而减少。对于受力较大的杆件,还可以通过设置杆端支托板等措施进行加强。
部分搭接球节点网架、网壳结构技术规程一般要求在空心球上相邻杆件之间留有一定的焊接间隙,通常会导致焊接球直径过大,对结构受力性能、节点加工制作、建筑外观均会造成不利影响。对于非标准网格,当杆件数量较多、杆件之间的夹角很小时,容易导致焊接球直径过大。当节点杆件数量较多时,为了减小空心球直径,允许部分杆件之间搭接。此时所有交汇杆件的轴线均应通过球的中心线,两个相交杆件中,截面积较大的杆件全截面焊接在球体之上,另一杆件可焊接在被搭接杆与空心球上,但必须保证有3/4的截面直接焊在球体上。
三、杆件相贯节点
1圆钢管相贯节点
管桁架结构造型简洁美观,在大型公用建筑中得到广泛应用。对于管桁架结构,主要采用支管与主管直接焊接的形式。由于相贯焊接节点受到主管与支管的直径、壁厚夹角等多种因素的影响,节点承载力往往低于构件的承载力,使管桁架的经济性受到一定影响。目前,国内外管结构节点的设计公式均为在大量试验基础上归纳出的经验公式,有限元分析在管节点设计中也被广为采用。为了提高节点承载力,当钢管直径较大、节间长度较长时,可以通过对主管节点设置加强板、管壁局部加厚,或根据需要在主通弦杆内部设置环形加劲肋。在苏州火车站扩建工程中,管桁架设计时采用了弦杆局部加强相贯焊接节点的方式。此外,当钢管直径较小、节间长度较短时,可以通过在弦杆节点域弦杆内设置水平插板的方式对节点进行加强。在宁波国际会展中心设计时,采用了带内插板相贯焊接节点的方式。由于相贯焊接节点交汇杆件数量多,焊缝集中,相互约束作用显著,焊接应力较大,应考虑合理的节点焊接加工顺序,采取有效的技术措施,严格控制焊接变形量,减小焊接残余应力的影响。国内外的试验研究结果均表明,相贯焊接节点应力集中显著,破坏往往发生在焊缝热影响区附近。
2方钢管相贯节点
目前国内生产的方钢管主要采用冷加工成型工艺。冷轧成型方钢管由于加工变形较大,存在残余应力,在角部尤为严重,变形能力变差。钢管焊接处的机械性能较差,达不到与母材等强度。对于冷成型方钢管,在角部附近的一定范围内不宜进行焊接。
从目前的加工工艺来看,热成型方钢管的性能最好。由于最后的成型过程在正火温度下进行,截面残余应力较小,可以有效地消除角部的残余应力,具有良好的焊接性能;通常只有一条对接焊缝,且焊缝在纵向与横向可与母材等强度;角部的圆弧半径很小,可以控制在0.5~2.0倍钢管壁厚范围内,外观平直,当腹杆与弦杆同宽时,也可以实现相贯焊接。热成型方钢管的截面力学性能也较冷轧成型优越。对于重要的空间结构,应采用热成型方钢管。与圆钢管桁架相比,方钢管桁架相贯焊接节点的失效模式较多,需要同时采用几个公式进行计算,通过比较确定最不利情况。与此相应,方钢管桁架相贯焊接节点对弦杆与腹杆的壁厚、径厚比、截面高宽比、杆件之间相对管径关系都有更为严格的要求,节点设计难度也大大增加。
方钢管在我国空间结构中应用尚不普遍,我国目前尚未有热成型方钢管的相关产品。目前对方钢管相贯节点多平面受力状态时承载力的相关研究还较少,Owen等利用有限元法分析了空间方钢管桁架下弦杆偏转45°后与腹杆形成的双K形节点。
方钢管桁架间隙节点的破坏模式主要为弦杆表面塑性失效。在杆件截面和夹角不变的情况下,采用搭接型节点可以有效提高节点承载力。搭接节点的承载力与弦杆受力状态无关,搭接率越高,节点承载力也越高。因此,当间隙节点承载力不足时,应适当加大腹杆截面,采用搭接节点,以节约钢材用量。在首都博物馆新馆工程方钢管桁架节点设计时,主桁架的腹杆与弦杆直接相贯焊接,斜腹杆与竖腹杆则主要采用了搭接方式,搭接率一般为50%。在加工支管端部时,采用数控三维自动钢管相贯线切割机进行精密切割,严格控制管口允许偏差值。由于方钢管表面平直,支管端部的切割与相贯焊接都比较容易。虽然搭接节点支管的切割复杂,但节点的承载力高于间隙节点。
国家体育场“鸟巢”钢结构主要采用由钢板焊接而成的箱形构件,主桁架弦杆在轴线方向分段折线变化,且随着屋盖表面不断扭转。腹杆侧壁与弦杆翼缘表面不再保持垂直,节点形式复杂,交汇杆件数量多,最多出现14根杆件汇交的情况,其设计方法在国内外钢结构设计规范中均无相关规定,合理确定节点的几何构形、节点板件厚度与节点加厚区域的范围以及加劲肋的设置方式,是保证结构安全性、提高材料利用率、有效减小用钢量的关键问题之一。在该工程设计中重点研究了大尺寸焊接薄壁箱形截面管桁架节点的基本形式、设计原则与几何构型方法,提出大尺寸薄壁箱形桁架节点的几何构型方法、加劲肋设置原则及板厚计算理论,避免在节点域出现应力集中,实现强节点、弱构件的抗震设计理念。
3高强螺栓连接板节点
在空间结构设计时,也可以在构件端部设置连接板,通过高强螺栓进行连接,这类节点形式在日本空间结构工程中得到应用。在首都博物馆新馆大跨度结构设计中,采用了主桁架与次桁架通过水平节点板和高强螺栓的连接方式。当次桁架弦杆的轴力较小时,可以采用单剪或双剪连接,当轴力较大时,可以采用十字双剪连接形式。在弦杆上开槽,水平插板与主桁架弦杆焊接。水平插板对弦杆具有一定的补强作用,水平支撑通过水平插接板与主桁架的弦杆相连接。
该种连接方式既可以用于圆钢管,也可用于方钢管。连接板插入钢管端部的长度,单插板时为1.5倍管径,十字插板时为0.75倍管径。采用普通高强螺栓的节点减少了现场焊接量,方便了安装施工,取得了很好的效果。
四、铸钢节点
1铸钢节点的几何构型
铸钢节点近年来在国内外发展很快,特别适用于空间结构中几何形式复杂、杆件汇交密集、受力集中的部位。由于铸钢件具有各向同性、匀质性好等优点,可以避免大量焊缝引起的热影响区,缓解应力集中,改善构件的抗疲劳性能,在德国斯图加特机场航站楼、加拿大蒙特利尔CDP首都中心大厦以及我国很多重要的建筑工程中得到应用。Juan-Carlos等对圆管支撑端部的铸钢节点进行了拟静力试验,Mang等对初始缺陷对焊接铸钢节点抗疲劳性能的影响进行了理论研究。
与焊接节点相比,铸钢节点造价高,生产周期长。铸钢材质的选择应充分保证其可焊性。与钢板相比,铸钢材料强度较低,因此铸钢件端口壁厚均大于相邻杆件,需要特别注意与杆件的连接构造,确保内力平稳传递。
铸钢节点设计一般遵循“节点强度不低于构件强度”的原则,根据相连杆件受力要求确定铸钢件的外形几何尺寸与壁厚,再根据内力传递、几何关系以及制作工艺确定内部加劲肋的形式和数量。铸钢节点应满足结构受力、铸造工艺、连接构造与施工安装的要求。应尽量避免在铸钢件内部设置过多的加劲肋,造成目前实际的铸造工艺难以实现。铸钢节点与相邻构件可采取焊接、螺栓或销轴等连接方式。
2铸钢材质与强度设计值
铸钢节点应具有良好的机械性能与焊接性能。由于重要的空间结构一般采用Q345或强度更高的钢材,因此应尽量选用强度较高的铸钢材料。同时,焊接结构的铸钢节点应具有良好的可焊性,其碳当量Ceq不应大于0.45%。
近年来国内重大工程的铸钢节点主要参考德国铸钢材料标准中的化学成分与机械性能指标,参照德国DIN-10293标准生产的铸钢具有较高的强度、良好的可焊性和低温冲击韧性。
与轧制钢材相比,铸钢材料的强度较低,且离散性较大,材料分项系数为1.282,而轧制钢材的分项系数为1.111。各种牌号铸钢的抗拉、抗压和抗弯强度设计值如表1所示。从表中可以看出,铸钢材料设计强度值未考虑厚度的影响,而实际铸钢强度值随壁厚变化明显,壁厚较小强度较高,壁厚较大强度较低。因此,当铸钢节点的壁厚很大时,需要引起注意。经过正火加回火的调质工艺(QT)处理后铸钢节点的性能最好,也可以采用对热处理设备要求较低的正火工艺(N)。
表1铸钢材料的强度设计值
3铸钢件的工艺特点
铸造工艺应保证铸钢件内部组织致密、均匀,铸钢件毛皮尺寸的容许偏差应符合现行国家标准或设计要求。铸钢节点应根据铸件轮廓尺寸、管口之间夹角大小与铸造工艺确定最小壁厚、内圆角半径与外圆角半径。
根据浇铸工艺的要求,铸钢件壁厚一般不宜小于30mm,但也不宜大于150mm。为了满足质量控制的要求,铸钢件壁厚从管口向内逐渐加厚,坡度约为1%~2%。应避免壁厚急剧变化,壁厚变化斜率不宜大于20%。
在确定纵向加劲肋壁厚时,除需考虑节点构造特点与受力性能外,还应结合铸造工艺要求,保证钢水流动顺畅,内、外散热均匀,有效避免铸钢节点内部缺陷。内部肋板厚度不应大于外侧壁厚,铸件内壁的理想厚度应为外壁厚度的0.7~0.8倍左右。
由于铸钢节点在管壁相交部位容易产生应力集中,故需要对其进行圆滑处理,使得传力更加顺畅。在确定铸件内部圆弧半径时,应综合考虑铸造时流浆、节点受力和外观效果。铸钢节点的外圆角半径一般可取25mm左右,内圆角半径可取50mm左右。铸钢件内圆角的范围也不宜过大,否则将造成局部壁厚过大和用钢量增加。
4铸钢件的应用
在国家体育场大跨度钢结构设计中,为了实现内柱从菱形截面到矩形截面的转换,在内柱底部设置了多面体铸钢节点,避免了由多块三角形钢板焊接而出现的多条焊缝重叠。菱形内柱的平面尺寸为2599mm×1353mm~1892mm×1552mm,节点总高2.02m,最大壁厚达130mm,单个节点最大质量18.8t,多面体铸钢节点实体模型如图1a所示。
图1多面体铸钢节点
铸钢节点采用八面体几何构型,倾斜侧壁与菱形内柱表面夹角为159°,在八面体铸钢节点的上、下端部设置水平肋承担倾斜侧壁产生的水平分力,保证侧壁的稳定性,提高铸钢节点的整体刚度。综合考虑铸造工程中的清渣及现场焊接的要求,分别在上、下端水平加劲肋设置650mm×450mm的椭圆形人孔。考虑到部分铸钢节点尺度较大,构件壁厚相对较薄,为了提高铸钢件侧壁的稳定性,在铸钢节点1/4截面处还设置了两道纵向加劲肋。多面体铸钢节点有限元分析结果如图1b所示。从vonMises应力分布情况可以看出,铸钢节点大部分处于弹性范围,仅在上端角部处出现明显的应力集中。这是由于铸钢节点在倾斜侧壁与垂直侧壁相交处形成棱边的缘故。在对其进行圆滑处理后,可以使板件过渡平滑,控制截面有所增大,可有效缓解应力集中现象。相交板件之间的倒角半径越大,应力分布越均匀,应力集中现象得到明显改善。在奥运演播塔工程中,中柱与屋面斜梁、箱形横梁等异形构件相交的节点构件数量较多,构件截面形式复杂,受力集中,设计中采用软件CATIA建立的铸钢节点模型如图2所示。
图2奥运转播塔的铸钢节点
铸钢节点材质选用GS-20Mn5V(调质),并应保证C级冲击韧性,与构件图1多面体铸钢节点钢材具有良好的焊接性能。
苏州火车站扩建工程中,在支承大跨度屋盖V形斜杆的底部,4根大直径杆件交汇在一起,如果采用焊接球节点,将导致支座尺寸过大。因此在设计中提出了一种V形多杆相交铸钢节点,该节点内部肋板数量较少,侧壁过渡平滑,传力路径流畅,很好地满足了建筑美观的要求。V形斜杆铸钢节点的vonMises应力分布如图3所示。
图3苏州火车站铸钢节点的vonMises应力分布
4.5铸钢件与相邻构件的连接
铸钢件与相邻构件的连接是铸钢节点设计中的一个重要环节。由于相邻杆件钢材强度一般高于铸钢材料,故铸钢件壁厚一般大于相邻构件的壁厚。为使高强材料与低强材料之间内力均匀传递,避免局部应力集中,在构件端口设置环肋以及整体式衬板,在铸钢件上端接口同时采用对接焊缝与背部填充角焊缝,以保证杆件较高的应力可以有效扩散为铸钢件中的较低应力。高强钢材、焊接材料和铸钢件的有限元模型与其应力分析结果如图4所示。
图4钢板与铸钢件连接部位应力分析
在铸钢件端口设置整体衬板后,虽然管口受力得到改善,但节点之间的杆件安装困难。此外,不同材质钢材之间的现场焊接要求也较高。在苏州火车站改建工程中,采用在铸钢节点与杆件之间设置长度为300mm左右过渡段的方式,不仅解决了钢管与铸钢件壁厚差异传力问题,而且安装杆件方便,同时也降低了对现场焊接工艺的要求。铸钢节点管口过渡段连接如图5所示。
图5铸钢节点管口连接
五、结论与展望
近年来空间结构在国内外得到了巨大的发展,本文对空间结构节点设计与研究中的若干问题进行了探讨,在未来空间结构节点的设计中,应重点关注以下问题。
(1)继续发展与完善受力合理、美观适用、加工制作成本低、施工现场安装方便、对环境污染小的节点形式,仍然是空间结构设计中的重点工作。
(2)应对螺栓球与焊接球混用时网格结构的变形特性与破坏机理进行深入研究,给出具体的设计建议。应适当提高螺栓球节点中螺栓的安全度,避免结构发生脆性破坏。
(3)杆件搭接可以显著减小不规格网格结构焊接空心球的直径,节约用钢量。当杆件的搭接率超过25%时,其相应的计算方法与构造措施需要进一步研究。
(4)方钢管具有平直美观、抗弯刚度大、相贯节点加工简单等优点,具有很大的推广应用价值。重要的方管桁架应采用热成型方钢管,故此应加快国内相关产品的研发工作。
(5)局部加强措施对于提高大跨度管桁架相贯节点的承载力效果显著,应在工程实践的基础上形成节点设计的系统方法。
(6)普通高强螺栓连接板节点可以减小现场焊接量,克服螺栓球节点中单个螺栓承载能力不足问题,适用于圆钢管与方钢管等多种杆件形式,可以在工程中进一步推广应用。
(7)铸钢节点主要适用于单层网壳等焊接加工困难、相同节点数量多、模具重复利用率高的节点形式。由于空间结构的铸钢节点与传统工业中对铸钢件的性能要求、质量控制等方面存在很大差异,需要加强初始缺陷对构件受力性能影响、壁厚对铸钢设计强度影响等方面的研究。
参考文献:
[1]刘锡良.国内外空间结构节点综述[C].第九届空间结构学术会议论文集.北京:地震出版社,2000:10-18.
[2]陈志华,吴锋,闫翔宇,等.国内空间结构节点综述[J].建筑科学,2007,23(9):93-97.
【Abstract】The chemical industry is closely connected with people's lives, whether from the angle of material life, or from the perspective of the spiritual life, all need chemical products for the service. In chemical production process, chemical mechanical equipment occupy an important position, including the work efficiency of related mechanical equipment, and the choice of material are play an important role for chemical industry eventually economic benefits. The choice of the material is one of the most key content of the chemical machinery design, its quality is directly related to the quality of chemical mechanical design work. Based on this, this article mainly discusses on how to choose good material in the process of chemical mechanical design work.
【P键词】化工机械;设计;材料
【Keywords】chemical machinery; design; material
【中图分类号】TH122 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069(2017)04-0139-02
1 引言
随着社会生产力的发展,化学工业的生产进入到一个全面发展时期,新的技术与手段层出不穷,使得化学工业得到更大规模的生产和发展,为人们的生活和社会的发展增添了大量的物质财富,加快了社会发展进程。在化工机械设计过程中,选择优质且合适的材料至关重要。做好这一项工作,不仅有利于促进化工生产的发展,提高设备工作效率,而且也有利于提高整体的经济效应,促进发展。
2 在化工机械的设计过程中材料的选择探讨
在我国经济快速发展这一背景之下,资源的需求以及利用趋势日益上升,目前大多数用于机械设计的相关材料已经被大量开采,甚至于有些材料已经成为稀缺资源,因此,在化工机械设计过程中对于材料的选择方面更要慎重。在此讨论在化工解析设计过程中哪些材料是适合机械设备设计过程的,以此为后续的材料应用奠定基础。
2.1 对于载荷型材料的选择
在化工机械的设计过程中,一般来讲,对于材料的选择方面需要考虑材料的载荷性能,而从材料的载荷性能考虑的话,又可以分为两个方面。
一是在外载荷力的作用下,零部件出现扭转的情况时,应力大多集中在材料的表层,这就表明,材料的表面性能直接决定着零部件的控制效果。因此,在材料的选择方面,假若机械材料需要承受载荷力,就可以选择低碳钢渗碳或者是中碳钢调质的方式对材料进行加工,通过以上方法来确保机械产品的质量[1]。
二是对于一些能够承受压缩或者是拉伸作用的材料,载荷力一般是作用在零件的横切面,可以使得横截面的应力均衡受力,这就需要在化工材料的选择方面选择一些性能分布均匀的材料,以此来保障在机械设计的加工、生产等环节对材料进行高效作业,促进化工工业的发展。
2.2 对于碳素钢与合金钢型材料的选择
在化工机械的设计过程中,碳素钢是一种比较常用的材料,究其原因,正是因为碳素钢这一材料在价格方面比较实惠、加工的工艺也比较便利,从而被广泛使用。尽管碳素钢这一材料存在多个方面的优势,但是也存在碳素的韧性和强度比较差这一缺点,这就使得中等以上的材料不能被完全形成,正是由于这一缺点的存在促使碳素钢这一材料不能被广泛使用在化工机械设计过程中。
随着科技的进步与发展,可以在碳素钢中加入合金,从而形成一种新的材料,即为合金钢[2]。这一材料在淬透性、韧性、强度等方面都得到了较大的提高,并且由于合金的加入也提高了这一材料的耐磨性。
因此,在化工机械的设计过程中,为了充分利用材料,当遇到零部件横截面积大、材料外在荷力大以及需要对材料进行淬透时就可以使用合金钢这一材料,而其他情况则使用碳素钢就可以得到解决。
3 在化工机械的设计过程中材料的应用探讨
在了解化工机械的设计过程中所需要使用的材料之后,如何将所选择好的材料应用于化工机械中呢?为此,论文就针对于此,提出以下几个方面的探讨和研究。
3.1 经济性与实用性相结合,合理应用机械材料
针对化工机械设计材料的运用,首先要遵循经济性与实用性相结合的原则,为化工机械的设计奠定基础。材料运用的经济性与实用性的统一,需要充分考虑到两个方面的内容。
一是应用于机械设计中的材料要按照零部件的加工工艺标准,机械加工过程中所要使用的工艺技术也有多个种类,如切削工艺、铸造工艺、焊接工艺等,不同的工艺技术对材料的运用要求也是不同的,比如说切削工艺要求材料的应用符合切削工艺可操作性特征,因此,在材料的应用过程中要在工艺技术不同要求的基础上合理使用。
二是需要强调材料应用中的经济性,在化工机械设计^程中,在保障各项材料符合工艺要求的前提之下,科学合理地对材料加工成本进行有效的控制,从而为后续工作的顺利开展奠定基础[3]。
3.2 环保性与节能性相结合,减少机械材料的损耗
针对化工机械设计材料的运用,需要在使用的过程中遵循环保性与节能性相结合的原则,从而有效提高资源利用率。随着我国经济的快速发展,不断增长的经济与不断消耗的资源成为主要的一组矛盾,如果一味地追求经济效益,势必会给社会的发展带来不利的结果,因此,对于化工机械设计材料的选择,不仅要考虑到对环境的保护,也要考虑到成本的输出。在化工机械的设计过程中,做到环保性与节能性的统一,有利于促进我国生态环境社会的发展和建设,也是可持续发展对化工机械设计工作所提出的新要求。比如说,在机械设计铸件的环节中,就需要充分考虑这一环节所使用到的材料在环保方面的问题,在环保观念下尽可能地合理使用材料,在最大程度上节约原材料和成本,减少不必要的能源消耗,从而做好化工机械设计工作。
4 结语
机械设备是化工生产正常且稳定运行的一个先决条件,而在机械设计过程中对材料的选择和应用是机械设备设计中关键性的一个环节,也已经成为一个深受社会大众关注的问题,由此可见,做好化工机械设计中材料的选择,并且在此基础上进行合理的运用至关重要。为此,论文就以此为主要的讨论方向,针对在化工机械设计过程中如何做好材料的选择工作,并且在此基础上进行合理地运用,促进化工机械设计工作得到顺利开展,从而提高化工机械设备的工作效率,进一步提高化工生产的质量。
【参考文献】
【1】赵忠国.机械设计中的材料的选择和应用[J].科技风,2011(17):58.
论文摘要:分析了产品虚拟动态设计的一般过程,以数控车床关键部件一尾架为例进行研究。通过虚拟动态分析技术,确定了尾架系统是整机结构中的薄弱结构,存在动刚度严重不足的问题。根据新车床的结构布局情况,对尾架结构进行改造。改造后的尾架由上下2部分组成,CAE分析结果表明,其结构动刚度得到很大的提高,为数控车床整机的动态优化莫定了基础。
0前言
机械结构虚拟优化设计是以计算机建模和仿真技术为基础,集计算机图形学、虚拟现实技术、机械动力学、有限元分析、优化设计等技术为一体,由多学科知识组成的综合系统技术,是机械结构动力学设计技术在计算机环境中数字化、图像化的映射。本文分析了机械产品虚拟动态优化设计的一般过程,以数控车床关键部件一尾架为例,建立了三维可视化的有限元CAE模型,通过对模型进行结构分析,实现该部件结构的动态优化。
1机械结构虚拟动态优化设计过程
机械产品虚拟动态设计的一般过程是:先建立满足工作性能要求的产品初始CAD模型(初步设计图样),然后对产品结构进行动力学建模和动态特性分析,再根据工程实际情况,给出结构动态特性的要求或预定的动态设计目标,按结构动力学“逆问题”方法直接求解设计参数,或按结构“正问题”分析法,进行结构改进设计,直到满足预期性能设计要求,从而获得一个具有良好静、动态特性的产品设计方案,如图1所示。结构动态设计的主要内容包括:
(1)建立一个切合实际的结构动力学模型;
(2)选择有效的动态优化设计方法。
2机械结构建模分析及优化实例
以数控车床关键部件尾架为例进行研究。数控车床动态设计是在“正问题”处理方法的基础上进行的,数控车床共有零、部件800多个,其中对整机结构性能影响大的零、部件主要有以下几个:床身、主轴箱、尾架等。为使整机具有良好的动态性能,必须对关键部件进行优化。为此,应先建立数控车床主要部件的几何模型和满足其动力学特征的有限元模型,进行动态分析,根据动态分析的结果对原部件结构设计的薄弱环节进行动力学修改和结构分析优化,最终得到一个具有良好静、动态特性的产品设计方案。
数控车床的尾架安置在床身的尾架导轨上,并可沿此导轨调整其纵向位置。尾架套筒的锥孔装有后顶尖,用以支撑工件。由于尾架顶尖与主轴箱卡盘的同轴度直接影响着车床加工零件的精度,因此,尾架的结构是否合理对保证车床加工高精度很重要。
如图2为尾架系统的有限元模型,考虑到实际情况,将尾架导轨与两导轨座作为一体处理,尾架体与导轨之间以互为接触单元为主,每个导轨座均布4个全约束点,系统共有单元7 049个。得到尾架系统前三阶振型如图3(a),3(b),3(c)所示。表1列出了尾架系统计算频率及振型特性。
由分析可知,该尾架系统刚度很弱,相当于简支梁,是整机结构中非常薄弱的部分。综合新车床的布局,考虑铸造工艺性,尾架的导轨直接与床身一体,优化后的尾架由上下2部分组成,如图4所示,其有限元模型如图5所示。
建立改进尾架的有限元模型,系统共有2 210个体单元,对尾架上下2部分祸合12个节点,前三阶固有振型如表2所示。
由表2可知尾架的频率得到了很大的提高,振型也有了很好的改善。
关键词:化工机械设计;材料;分析
在工程项目的运作过程中,化工机械设备长期处于一个密闭的工作环境中,因此,化工设备极容易被腐蚀,从而影响到化工设备的多种性能,减少设备的使用寿命。在化工设备的设计中,如何选择合适的材料,降低设备的腐蚀程度,延长设备的使用寿命,已经成为人们关注的关键问题。
1 在化工机械设计中做好碳素钢与合金钢材料的选择
在化工设备中,要求机械零部件要具备一定程度的韧性以及强度,这样才能满足机械运行中的各种机械性能、化学性能以及物理性能的要求。要做好材料选择工作,就必须对材料的韧性以及强度做出充分的考虑。同时,还要考虑材料在加工过程中的可操作性和安全性。
在当化工机械设计材料市场中,碳素钢已经成为广泛应用的材料,它不仅成本低,同时具有较好的加工性能和操作性能。但是,碳素钢本身也存在一定的缺陷,这种材料的强度以及韧性比较低,最重要的是中等以上的材料无法顺利的进行热处理加工淬透作业,这些缺陷使影响了碳素钢在化工机械设计中的使用。为了提高碳素钢的强度以及韧性,可以在碳素钢中加入一定比例的合金元素,这时就可以形成一种新的材料,即合金钢。与碳素钢相比,合金钢的韧性以及强度得到很大的提升,除此之外,合金钢还有很多碳素钢所没有的优势,比如耐高温、耐磨损、耐腐蚀等。虽然如此,一般情况下碳素钢还是首先选择的材料,只有在零件的横截面积较大、需要对材料进行淬透及材料外载荷应力较大的情况下才可以使用合金钢。
2 在选择机械设计材料时要参考机械材料零件的制作工艺
在机械生产或者是加工作业中,不同的加工处理技术对机械设计中材料应用的要求不同。比如焊接工艺要考虑材料的抗压性以及冷镦性,铸造工艺要求机械设计的材料具备较高的流动性、收缩性以及吸气性[1]。在进行热处理工艺时,要对机械材料的淬透性、过热敏感性、氧化脱碳性进行充分的考虑,切削工艺则要求材料有便于切削的特点。所以,具体选择使用哪一种材料,要以机械材料零部件的制造工艺为选择的依据。
零件是机械最基本的组成部分,在对零件进行设计时,一方面要对零件的成本进行控制,同时,还要保证其具备正常的工作能力。零件抵抗可能失效的能力被称为工作能力,不管在任何情况下,零件一旦丧失工作能力,就意味着零件失效。所以在选择材料时,要保证零件有足够的工作能力,同时对材料费用进行考虑,尽量减少材料费用。除此之外,为了尽量减少经济支出,还要保障零件有良好的制造工艺,将设计程序简化也可以达到降低成本的目的。
3 以材料的荷载性能的大小作为机械设备选材的标准
通常情况下,材料的外载荷性能与失效零部件性能之间存在着一定的矛盾,主要表现为化工机械材料的外载荷性能很容易造成机械设计的部分元件失效,但是机械的零部件所具备的性能却能够有效的防止这种零件的失效。所以在化工机械选择材料时,要对材料的载荷性能大小进行充分的考虑。
通常在外载荷力的作用下,机械零部件容易发生扭转的现象,当零部件发生扭曲时,应力大都集中在材料的表层。这就说明,零部件的控制效果是由材料表面的性能决定的。所以在选择机械设备的材料时,首先要考虑机械材料承受载荷力的情况。如果确定材料需要承受一定的载荷力,那么此时就要根据承受荷载力的情况对材料进行适当加工。材料加工的方式主要有两种:低碳钢渗碳或者是中碳钢调质[2]。对于一些材料来说,材料本身可以承受一定的拉伸和压缩作用,同时由于是零件的横截面受到外载荷力作用,所以横截面应力比较均匀,在这种情况下,只有性能分布比较均匀的材料才能用来进行机械设备的设计。
4 在机械设计中选择耐腐蚀的材料
腐化已经成为化工机械设备常见的问题,在日常工作中,如果化工设备经常与空气和水汽接触,那么就很容易发生化学反应,使化工机械设备出现腐蚀的现象,一旦化工机械设备出现腐蚀,设备的外表色泽会发生一定的改变,其内部性能也会受到严重的影响,从而降低设备的工作效率,减少其使用寿命,进而影响到整个化工工程的进度,所以,在化工机械设计中,要注意选择耐腐蚀的材料。材料要具备一定的耐腐蚀性,这是与化工产品的生产要求相一致的,同时要保持化工设备的稳定运行以及流畅性,防止因为部分零件被腐蚀而影响整个工作效率的情况发生,注意要及时发现腐蚀的情况,做好处理措施,不要让腐蚀积累。最后,要注意外力的保护作用,防止产生新一轮的腐蚀发生。
5 在选择机械设计材料时要注意节能性以及环保性的统一
我国经济飞速发展的同时,对于资源以及能源的需求也日益增大,应用于机械设计的材料被大量开采,有些材料在今天已经成为稀缺材料,面对与此严峻的现状,在选择机械设备的设计材料时,要将可持续发展作为机械设计工作的新要求,给予环境保护更多的考虑,同时也要考虑到成本的输出,做到节能性与环保性的统一[3]。
如果只将注意力放在经济的发展上,在进行机械设备的设计对那些不可再生的资源进行开发利用,那么将严重影响到未来化工生产,所以,在选择化工设备的材料时,一定要将现阶段的环保与节能作为考虑的一部分,开发可再生资源,有效的节约成本以及原材料,尽量节约不可再生资源,避免不必要的浪费。
1 “导师制”是加强学风建设,营造优良学风的有效手段
加强学风建设,营造优良学风是高校人才培养的重要因素。由于我校实行立体排课制度,学生上课地点分散,较难管理,“本科生导师”制的实施,使学生与老师的交流与互动从课上延伸到了课下,更加突出了专业教师的育人功能。
(1)“导师制”的实施,使学生的专业教育由原来的阶段性变成了经常性。由于我院是工科学院,专业性强、专业学习难度较大,学生思想容易出现波动,经常性地开展专业教育,调动学生积极性尤为重要。但是由于课程设置、管理模式等客观原因,以往的专业教育只是阶段性的、临时性的,表现出教育滞后、实效性不强的特点。实行“导师制”后,专业教师的责任心进一步增强,专业教育变得经常性。学生导师课上传授知识,课下通过深入学生自习、开展课下辅导、组建课外活动小组等形式,使学生在潜移默化中对本学科、本专业的培养目标、应用领域、发展方向等有了初步的了解,学生对专业的认知度也随之增强,专业自豪感和成就感也油然而生。
(2)“导师制”的实施,使学生由原来的被动接受知识变成了主动获取知识。在经常性的专业教育过程中,导师的育人功能得到了充分展现,他们课上课下主动关心学生,爱护学生,通过深入学生寝室,了解学生的生活实际;深入学生课堂,了解学生的学习实际;深入学生思想,了解学生的思想实际,准确掌握学生思想和学习需求,积极有效、有针对性地开展学生喜闻乐见的课外科技文化活动,不断向学生渗透专业领域的新知识、新信息,开扩学生的视野,扩展学生的知识面。学生在教师“育人”功能实现的过程中,也不断增强了专业学习的责任感和使命感,学习主动性不断增强。
2 “导师制”是进一步加强学生思想政治教育工作,引导学生树立成才意识的重要途径
成才教育是大学生思想政治教育工作的主要内容。随着社会经济的发展,大学生的意识、观念、道德、情感日益多元化和复杂化,思想政治教育工作面临着前所未有的挑战。
(1)“导师制”的实行,弥补了专职思想政治教育工作者专业上的不足。我院现有三名专职辅导员均不是学材料专业的,事务性工作又多,因此在对学生的专业学习、创新培养等方面存在着一定的局限性。“导师制”的实行,使一些具有丰富的专业知识和业务能力的专业教师以一名思想教育工作者的身份充实到思想政治者的队伍中,不仅壮大了思想政治教育工作者队伍的力量,而且能使学生产生较强的信任感和依附感,思想教育和管理工作的说服力也随之增强。
(2)“导师制”的实行,丰富了学生思想政治教育工作的内涵。传统的、单纯的思想政治教育工作多数采取报告、讲座、会议等形式,影响力小、效果不明显,易流于形式。“导师制”的实行,使专业教师以一名思想教育者的身份参与到学生工作中,在导师与专职学生工作干部的密切配合下,通过开展专业知识竞赛、技能训练大赛、课外辅导、科技创新大赛、创业计划大赛等活动,将单纯的思想教育和管理工(下转第179页)(上接第150页)作中融入了科学的、前沿的、创新的思维和元素,丰富了教育的内涵,增强了教育的效果。
3 “导师制”是巩固学生创新基地建设,培养学生创新意识和创造能力的重要保证
材料科学与工程学院始终将“培养创新人才”作为学院办学的宗旨。以材料科学与工程专业学生为基本对象,以培养高素质、复合型人才为宗旨,以创新思维和创新能力的训练为核心,以不断孵化创新人才、创新思想、创新理念等创新教育成果为目标,在学校的支持下先后投入2千余万元的仪器设备,建成总面积为5000余平方米的开放性教学实验室,并组建了材料表面工程、材料科学与工程学科、铸造应用技术、生物医学材料四个大学生科技创新基地。聘任导师为大学生科技创新基地的指导教师,并与学院教师科研创新团队相结合,成立了本科生创新教育导师团。导师团向全院学生公示公开科研情况,学生可根据自身兴趣爱好、个人特点和专业方向选择指导教师,并以创新基地为依托,全面开展创新和创业活动。近三年来,有八十余名学生参与了导师的科研项目,有50余名学生在导师的指导下开展并完成了课题研究,学生独立发表和参与发表科研论文80余篇,获国家实用新型发明专利7项;在全国 “永冠杯”中国大学生铸造工艺设计大赛和全国焊接技能大赛中,获得了一个一等奖、三个二等奖、一个三等奖。在荣誉的激励下,学生的科技创新意识极大增强,有近300名学生报名参加了学院大学生科技创新协会,我院学生的创新教育工作取得了可喜的成果。
4 “导师制”是进一步加强学生就业指导、培养创业能力的重要渠道
带钩的前世今生
带钩的出现,早至春秋时期,现在科学发掘出土最早的,当属洛阳西周墓出土的水禽式带钩,此带钩长7.4厘米,迄今已三千年,明清时代的玉带钩,有的依然还是这个式样。
带钩是人们生活所必须,仓廪实,知礼仪,哪怕是到了信息化的今天,讲究的男人穿衣,依然要配一条好的皮带,主要是带前的那块牌子,不是爱马仕(HERMES)、路易威登(LV)、古驰(CUCCI),也要来个范思哲(Versace)或万宝龙(MontBlanc)。其实,这都是从中国古代的带钩沿袭下来的。青铜文明,是中华文明在世界文明中一枝独秀的灿烂之花,都说夏商周三代的青铜礼器,代表了中国文明的辉煌;同样的,玉文化,也是中华文明傲然于世界文明之林的奇葩,而这两大文明都在带钩的制作上都得到了淋漓尽致的表现,成为我国青铜文明、玉文明的重要载体,值得很好研究。
十分遗憾,迄今为止,尚无多少人对带钩作出系统、深入的研究。目前,我所见到的画册,就是在美国的台湾大收藏家王度编写出版的一本,500件带钩中,还有相当比例属于当代的时尚带扣。研究的论文和著作更是寥如晨星,屈指可数。当然不能不提到的是王仁湘教授在上海古籍出版社2012年出版的《善自约束――古代带钩与带扣》,这是我见到的一本最具专业性、学术性的学术专著,稍有遗憾的是,这部力作只印了三千册,当然已经是一个不俗的销量了。古代带钩收藏、研究和出版的寂寞,有多方面的原因,这不是此文主要展开论述的问题,最主要的还是时代审美观的错位问题,所以这篇文字就主要集中在对古代带钩的艺术审美和文化阐释上。
“满堂之座,视钩各异”――古代带钩的时尚之美
过去,乃至现在,有些收藏家,甚至文化、艺术史学者,有个看法,认为商周青铜大器是陈列器、祭祀器,是礼器,有重要的收藏价值;而带钩、铜镜一类,不过是日常生活用具,价值不大。此言前半我赞成,后半截我就不太认可了。其实日常生活的用具,并非就没有文化内涵和艺术性,恰晗它与人们的日常生活相关,反而注入了更为丰富的时尚内容,而这种时尚之美甚至是超越时空的。
《淮南子・说林训》中曾有言:“满堂之座,视钩各异,于环带一也。”意思是说:宾客满堂,放眼看去,人们在腰间环带上,都露出奢华的钩饰,没有相同的。而正是在这个“视钩带各异”间,人们的身份、地位都表露无遗,王侯之钩、官宦之钩、百姓之钩,分得清清楚楚,想必那些游走于各国诸侯间的纵横家们,无论是得意抑或失意的丈人墨客,自然也会像当今名士们一样,身佩有着独特审美品味、发散着强烈艺术气质的浪漫之钩。带钩虽小,却是中国传统文化中服饰文化的重要组成部分,在十分讲究礼仪等级、非礼勿视的中国古代,着衣著冠和佩钩那都是大事,它反映着佩用者的身份地位,代表着那一时期的摩登和时尚。可以说,各种最奢华的材料,各种最先进的工艺,各种最时髦的设计,都用在了带钩的制作上,争奇斗艳,争奢斗侈,以彰显其地位和身份。
・质地的高贵
在带钩的质地上,最早良诸文化出土的带钩,为玉质的;随着青铜时代的到来,春秋战国的带钩,青铜已居主角的地位。它以成熟的青铜冶炼技术,使带钧制作一开始就处在一个很高的水平,不像青铜镜的制作,青铜礼器已经相当成熟了,而齐家文化和妇好墓出土的几面早期铜镜仍显得十分粗糙。作为人类发现的“第一种金属”,黄金和白银以其眩目的光泽、艳丽的色彩,很早就进入了带钩的艺术,使带钩具有了艺术和财富的双重价值。金银的魅力除与青铜艺术结合,展示其魅力外,也较早地出现了完全以金银为材质的带钩,显示其高贵的品质。在材料上,铁、石头、木头和骨质的带钩似乎具有平民的性格,然而,即使是普通的骨质带钩,你仍然能感受到制作的精心,依然发射出艺术的魅力。玉在中国文化中被认为有君子之德,其洁白和细腻,珍稀和高贵,更为佩钩者带来一种脱俗内敛之美。而铁带钩的出现有重要的意义,它最初的价值是超过青铜的,虽然韧性不如青铜,但硬度却高过青铜,用来制作带钩,且都有贴金贴银之作,足以表明其高贵身份,只是因其锈蚀保存下来不多,更显现其难得和高贵。其它一些特殊材质的带钧,还有最早的玻璃制品,即琉璃的带钩,水晶的带钩,都表现出材料的高贵和不凡。
・型制的多样
对古代带钩的分类,分法很多,仅日本学者就有好几种分法,我比较赞成的还是按外形,而不是按大小、材质来分。也就是说:
一是水禽型。造型像回首张望的大雁,十分优美,这种型制的带钩,以春秋早期秦国秦地为多。
二是兽面形。钩面呈现各种兽面,有虎的、犀牛的、豹的、鹿的、狐狸的……林林总总,而以龙凤为多,多以镂雕、浮睢的形式出现。
三是耜形或称匙形带钩。耜形,也就是指古代耕田的犁铧,或者说像一把匙。在匙面或钩体上,一般都有镶嵌物,或镂雕的错金银图案。
前面三类带钩,一般都超不过15厘米,相对来说是中小型的带钩。
四是牌型带钩。钩体呈长方牌形,钩尾有的是呈直角,有的带一弧度,呈委角,牌形带钩一般都比较大,尤其战国的牌形带钩,往往超过20厘米。
五是曲棍形。钩体一般呈圆棒状,有的带一弧线呈弓形曲棍,大多有错金银装饰,图案十分漂亮。
六是琵琶形。顾名思义,钩体像一个琵琶,也曾被称为琴形,钧尾呈圆弧型,钩体从上往下呈曲线展开,但有的下圆弧曲线比较大,几成半圆,有的曲线较小,形体几乎接近牌式带钧。此类钩一般较大,有的整个钩面都镶嵌绿松石,有规则的几何图案,这类钩有小的,但一般都比较大,有超过20厘米的。
七是全兽形的带钩。钩体整体呈现兽类或鸟类的形象,老虎、大象、犀牛、猿猴、鳄鱼、兔、鱼、鹿、蛇、龟等等都有,而其中又以龙、凤、虎为最多,所以在分类上,又有人把这几类单独分出来的。
八是特殊造型钩。因为很难把它们归到哪一类,比如说印章钩,钩纽就是一枚印章,或是书法,或是肖形。铜镜钩,钩纽就是一面小的铜镜,估计妇女带着就可以随时用来化妆、补妆。又如连体钩、无纽钩、双纽钩等等,不仅纽座千姿百态,钩首也是各式各样,最多的当然是螭首,还有鸭首、凤首、龙首等等,加上错金错银形成的不同图案。特别还需提到的人体钩,我就收藏有持兵器的人形钩、武士钩、弹琴鼓瑟钩、车马出行钩等等,异彩纷呈,美不胜收。
当然“视钩各异”,除了材质,形制上的不同,还有一个工艺上的多样,鎏金银工艺、镶嵌工艺、镂空工艺、铸造工艺、漆艺工艺、彩绘工艺等等。
“视钩各异”所呈现的带钩千姿百态,各擅其长的局面,是与春秋战国“百花齐放,百家争鸣”的大环境分不开的,所以一部带钩史,也就是一部文化史、思想史的折射。
“射公子小白带钩”――服饰之美
带钩最主要的功能是什么,这曾是一个有争议的问题。这个问题,后来经过大量发掘出土的实物证明,主要与古人服饰有关,当然也有悬挂刀剑的挂钩,但主要是固定和管束衣服的作用。许多墓主人腰上都佩有带钩,秦始皇陵秦俑腰间就佩有人形带钩,山东诸诚西汉墓出土举灯铜人腰间装束,也有带钩,而且明显展示出将革带两端扣连。
在中国古代文献中,关于带钩的叙述就有许多,而其中最有名的,当数管仲用箭射中小白,即后来的齐桓公所佩带钩,使齐桓公幸免一死的历史故事。一个带钩写就一段春秋史,使得带钩有了更多的文化学和文化史的意义,也使我们对带钩的使用功能有了清楚的认识。
这个故事是否杜撰,真伪如何,且不去论,起码许多春秋战国及后来的典籍,《左传》、《国语》、《史记》、《列子》等,都记载了这个故事,可见有相当的根据。
那么小白是佩的什么样的钩,能够挡住管仲的箭。我认为这只能是春秋时就已出现的牌式钩,而不会是那种圆而又窄又细的曲棒形钩。
中国的服饰文化,有了带钩来陪衬,时尚档次一下就大大提高了,这需要很好发掘,使之大放异彩,好马佩好鞍,好衣那时还要配好钩。
“孔子辞廪丘,终不盗刀钩”――贵胄之美
带钩有丰富的文化内涵,虽是日常所用之物,但它与中国传统文化的几位圣人,从孔子、孟子到庄子,还都有关系。他们都曾以带钩说事,隐喻时事,宣传他们那些济世治国的大道理。
在《淮南子・记论训》中有这样的故事议论:“孔子辞廪丘,终不盗刀钩……由此观之,见者可以论未发也,而观小节可以知大体矣。故论人之道,贵则观其所举,富则观其所施,穷则观其所不受,贱则观其所不为,贫则观其所不取。”这一番议论,从一个小小的带钩引出,迄今已两三千年了,却依然有很强的现实性。孔子辞廪丘,此事在《吕氏春秋》也有记载,讲的是孔子游学到了齐国,见到了齐景公,因为仰慕孔子的为人和学问,景公表示要把齐国廪丘这一块地盘送他作为供养地。孔子当即表示不受,很快带着学生离开了。孔子说,我并未给他做过什么事,他也不接受我的建议,他为什么送一块地盘给我呢。《淮南子》和《吕氏春秋》就议论,孔子连带钩这样的小物件都不动心,怎么会在乎你那么厚的重礼呢!一个带钩引出了圣人这么一番大道理。
什么样的钩,能够与把一大块封地对孔子的诱惑拿来相提并论呢?2007年,拍卖市场上出现过一个被称为“中华第一钩”的九镶带钩,估价一千万,却在拍卖前夕被文物部门紧急叫停,这个带钩为铁质,但是嵌玉包金,十分华丽。孔老夫子见这个钩,不动心也会看上几眼吧,这是国宝级的带钩,现在起拍价就一千万。当然对孔子来说,一大块封地都不放在眼里,这个上千万的带钧,又怎会入圣人眼呢?
还有一个全国人民都熟悉至今仍在经常讲的成语:“窃钩者诛,窃国者侯”,这是又一位圣贤庄子的话。原来我一直有些想不明白,偷一个小小的钩就犯得上杀头吗?原以为庄子的隐喻之词,是希望作一个强烈的对比,使人印象强烈,“窃钩者诛”不过夸大其辞,讽刺而已。现在看,还真有可判诛杀之罪的带钩,就是王侯之钩,从审美的角度看,这样的带钩有贵胄之美、奢华之美。
《庄子・知北游》“予物无视也,无钩无察也”。――精致之美
其实每一个好的古代带钩,都是非常个人化的,都是一件件精心的个人设计和创造,决非批量生产。古代带钩,早就是私人定制了。
庄子在《知北游》中,讲过这样一个故事,一个老人,八十岁了,一生专以制作带钩为业,他的带钩异常精致,于是人们问他,你有什么诀窍,他回答是从二十岁就开始制作带钩,十分喜爱,一生对于其他事情都不在意“与物无视也”,一心一意就是做出好带钩来“非钩无察也”。这又引出了一番人生的道理。看来,这几位大圣人都喜欢拿带钩说事,可见带钩与古代人生活息息相关,深深地渗入了中国传统文化的哲理。
我收藏带钩多年,有时拿一枚精致带钩把玩,心中常常想,古人制作这么精美的钩,要耗费多少心力啊,真是不惜成本。
“发手得一玉钩,故号嫣”――祥瑞之美
中国人信所谓“祥瑞之说”,历史上这样所谓天人感应的故事很多,河洛献书、白鱼入舟、瑞鹤群集等等。
带钩被视为祥瑞之物,在许多文献典籍中均有记载,《后汉书・五行志》就有“光禄勋吏舍下壁下有青气,视之,得玉钩、诀各一”,“谓此青祥也”。当然最有名的还数“钧弋夫人”荣辱集于一钩的故事,钧弋夫人是汉昭帝的母亲,她入宫得汉武帝宠幸有一个故事,据说当年武帝巡游打猎经过河涧,听说有一奇女子,十分美艳,但就是一手握拳,却从未打开,武帝一见倾心,亲触其手,一下就打开了,拳中却握着一只玉质的带钩,故以此得名为钩弋夫人。武帝为此专门建了个钩弋宫,想立这位夫人所生的钩弋子刘开陵为太子。却不想大臣们都慑于当年吕后险些断了刘氏烟火的教训,齐声反对,子幼母壮,必将酿成大祸。武帝不得不痛下狠手,逼死钩弋夫人而厚葬之。据《列仙传》和《括地志》的记载,钩弋夫中所握的是一枚玉带钩。在我收藏的西汉玉带钩中就有正好可以握于拳中,十分精巧的玉带钩。这枚带钩为和田玉质,钩首为水禽首,钩背刻有蟠螭纹和勾云纹。这种玉带钩在西汉十分流行,在广州南越王墓和河北满城汉墓这样的王级墓葬中,都发现有多件精致的玉带钩,为汉代玉钩中的上品。
把带钩作为祥瑞之物,带钩就很自然地把龙、凤、虎、龟、蝉以及各种瑞兽作为表现的主题。为什么自春秋以降,汉之前,墓葬中出土带钩相当普遍,这与人们把带钩作祥瑞之物是分不开的。我有几个反映祥瑞的带钩是很有特色的,一个是在钧面上有两只小龟,龟寿千年,钩面嵌贝壳,显出螺钿的光泽。一只是银钩,钩面刻两只蝉,意味着人的长生和转世。而虎为百兽之王,我有多只虎钩,造型生动,有的还鎏金,确有虎虎生威之意。我还有十多只犀牛钩,其中一只错金银镶嵌绿松石的犀牛钩与重庆三峡博物馆川昭化宝轮院出土的那只大致相同,而那只已被列为国家一级文物,并收入了中国最美的一百件艺术品中。随着犀牛这一物种在中华大地的消失,犀牛钩确有很深的文化意义。
“男儿何不带吴钩,收取关山五十州”――阳刚之美
大家都知道李贺有一首有名的诗“男儿何不带吴钩,收取关山五十州”,也知道辛弃疾有一首著名的词《水龙吟》:“……把吴钩看了,阑干拍遍,无人会,登临意。”尽管这两首诗词很多人会背,可诗里的“吴钩’是指什么,未必清楚。辞典里说“吴钩”是一种弯刀,明明是钩,为什么说成是刀,我百思不得其解,至今也没有查出把钩说成是刀的最初出处,但我心中始终犯疑。我有个看法,吴钩成为吴刀,是不是因为吴钩是挂刀的钩,由此引伸而来。
在《吴越春秋》中记述了一个悲情故事:吴王命国人造金钩并有奖。有一个贪赏的工匠,竟然杀死了自己的两个儿子,用血打钩,钩成后向吴王讨赏。吴王手拿一把钩,问其钩有什么特别之处,钩匠对着一堆钩呼喊自己儿子的名字,只见两只钩竟然飞到了钩匠的胸前,“两钩俱飞着父之胸”。吴王当即重奖百金,这双钩从此不再离身,“两钩俱飞着父之胸”如果是剑,岂不把自己的父亲也给杀了。可见钩就是钩,而不是剑。
根据文献记载,编钟在黄帝时期就已经产生。《吕氏春秋・古乐》中说:黄帝时的一位乐官伶伦,奉了黄帝的命令和大臣荣将一起“铸钟12口,以和五音”。此外,炎帝、颛顼、帝喾、尧、禹时也有关于编钟的记载,从目前的考古发现来看,编钟的原始形态来源很早。陕西长安斗门镇遗址出土的陶钟,可以看做是中国青铜编钟之一――甫钟的始祖。这件陶钟1955年出土,年代为公元前2300年一公元前2000年。钟为泥质灰陶,腹中空,横剖面近似合瓦形。其形制与商代的镜相似,应该与商镩有着一脉相承的关系。而商镜,则与西周的甭钟渊源极深。在史前的音乐考古发现中,还有一些陶铃和铜铃。它们的腔体很多已经是合瓦形,与后来出现的锌和钮钟有一定的渊源关系。陶铃中最早的标本为仰韶文化后期。距今有6000年左右,如河南仰韶文化陶铃。
到了周代,钵开始流行。其装饰特别华丽。演奏方式为垂直悬挂击奏,因其体型较大,于口平齐,所以声音宏大绵长。主要用于演奏旋律中的骨干音,不善于演奏完整的旋律。春秋时期钵在中原地区主要朝着两个方向发展,一是重视它的礼仪功能,追求形制巨大,装饰豪华,希望以此来加强拥有者的地位和声望。如1923年河南新郑李家楼郑墓出土的几件特钵。其中的一件高108厘米、重达139公斤!二是重视它的娱乐功能,使钵的音乐表现力大大提高,特别是出现了大的编钵,从而体现了王者的威仪,也可以更好地获得感官上的娱乐和享受。
先秦的编钟,钟身呈椭圆形,很像两个瓦片合在一起,上径小,下径大,纵径小,横径大,钟口边缘不截齐,两角向下延伸,成尖角形,顶端有柄的为甬钟,带钮的为钮钟。钟的上部称钲,下部叫鼓。钟的鼓部铸有精美的图饰,钲部的纹饰称为钟带或篆间,每枚钟的钲部都铸有36个突起的隆包,叫钟乳或枚。
曾侯乙编钟是我国现存最大、保存最完整的一套大型编钟。1978年出土于湖北随县的一座战国早期墓葬――曾侯乙墓中。曾侯乙墓编钟共65枚,其中1枚是战国时楚惠王赠送的镩。编钟分八组,共分三层悬挂在铜、木做成的钟架上。包括钮钟19件,甬钟45件及一件镩钟,共65件,总重量达2.5吨。钟架全长10.79米,高2.73米,由6个佩剑的青铜武士和几根圆柱承托着。65枚编钟的总重量达3500千克,它的重量、体积在编钟中是罕见的。钟上大多刻有铭文,上层19枚钟的铭文较少,只标示着音名,中下层45枚钟上不权标着音名,还有较长的乐律铭文,详细地记载着该钟的律名、阶名和变化音名等。这些铭文,便于人们敲击演奏。曾侯乙墓编钟的出土,使世界考古学界为之震惊,因为在2000多年前就有如此精美的乐器,如此恢弘的乐队,在世界文化史上是极为罕见的。曾侯乙墓编钟的铸成,表明了我国青铜铸造工艺的巨大成就,更表明了我国古代音律科学的发达程度,它是我国古代人民高度智慧的结晶,也是我们中华民族的骄傲。
先秦时期编钟礼乐文化
在周代的雅乐体系中,编钟(此处指乐悬礼器――甬钟、钮钟和铸钟三种编钟)的地位非常显要。编钟不仅是享神娱人的工具,而且是身份、等级和财富的象征,同时具有重要的政治和宗教含义。“在周代礼乐制度中,礼以鼎为中心,乐以钟为中心;与列鼎制度同样重要的就是编钟制度”,可谓学术界的一般共识。曹玮、魏京武在探讨周代编钟的礼制意义时认为,“钟在西周乐制中起着主要作用”,“西周乐制是伴随着编钟制度的出现而形成的”,“正是编钟制度的形成,以编钟制度为中心的西周乐制才得以确立”,指出了编钟在周代乐制形成过程中所起的重要作用及在周代雅乐中的重要地位。在周代的礼乐活动中,金奏是最为隆重的演奏方式,周代重要的礼乐活动多以金奏奏之。如《周礼・春官・钟师》载:“掌金奏。凡乐事,以钟鼓奏《九夏》:《王夏》、《肆夏》、《昭夏》、《纳夏》、《章夏》、《齐夏》、《族夏》、《被夏》、《骛夏》。”郑《注》曰:“金奏,击金以为奏乐之节。金谓钟及镩。”周代的缦乐、燕乐、乡乐等也常以钟、鼓、磬等打击乐器来演奏。如《周礼・磬师》云:“掌教击磐、击编钟,教缦乐、燕乐之钟磐。凡祭祀,奏缦乐。”郑玄注:“燕乐,房中之乐,所谓阴声也。二乐皆教其钟磐。”《周礼・钟师》载:“凡祭祀、飨、食,奏燕乐。”郑《注》曰:“以钟鼓奏之。”《周礼・钟师》:“掌鼙,鼓缦乐。”赵敏俐先生所划分的周代四类乐歌――《九夏》、雅乐、乡乐(燕乐)和缦乐从上述文献来看都主要以金奏奏之。可见金奏在周代礼乐活动中的重要地位。另据《周礼》所载,周代祭祀、飨、食、宾射、军中恺乐等也主要以金奏为节。如《周礼・铸师》“镱师掌金奏之鼓。凡祭祀。鼓其金奏之乐。飨、食、宾射亦如之。军大献,则鼓其恺乐。”“掌金奏之鼓”下郑《注》曰:“谓主击晋鼓,以奏其钟铸也。”《周礼・大司乐》载:“王大食,三宥,皆令奏钟鼓。”《周礼・乐师》“凡国之小事用乐者。令奏钟鼓。……飨、食诸侯,序其乐事,令奏钟鼓,令相,如祭之仪。燕射。帅射夫以弓矢舞。乐出入,令奏钟鼓。”《周礼・笙师》:“凡祭祀、飨、射,共其钟笙之乐。燕乐亦如之。”“钟笙”郑《注》曰:“与钟声相应之笙。”即笙师的职责之一就是在祭祀、飨、射时演奏笙乐以配合钟鼓之音,说明祭祀、飨、射时音乐的节奏是以编钟等打击乐的节奏为主的。从以上文献记载可以看出,周代重要的礼乐活动大都是以金奏作为音乐之节的,周代的礼仪用乐歌亦主要以金奏等打击乐的节奏为主。
西周编钟还不能灵活地进行旋宫转调,不能演奏复杂的旋律,只能作为节奏性打击乐器。而周代雅乐正是以打击乐为主的音乐体制,编钟在周代雅乐中的核心地位使成为掌控雅乐打击乐节奏的主宰。春秋早期编钟发现较少,其编列和发音规律目前还难以掌握,但从目前发现的几例来看,其编列和发音规律与西周晚期编钟相比变化并不大。《诗经》主要收集了西周至春秋中期以前的作品,在这段时期内《诗经》歌诗的形式必然会受到以打击乐为主的周代雅乐的影响,而以编钟为主的“金奏”在其中发挥了极为重要的作用。
先秦时期编钟音列文化
从现有研究成果看,多数谈文化无涉音列,谈文化兼论音列的论文很少,原因可能涉及学科研究方法的特点问题。对编钟文化的探讨属文化(人类)学的研究范畴,而对音列的探讨属于形态学的范畴,要在此两个学科之间实现研究方法的衔接与结合一直是学术研究的难点。不过以下四例应算是这方面的范例。前两例是黄翔鹏的《先秦音乐文化的光辉创造――曾侯乙墓的古乐器》和《释“楚商”》。二者将音列现象放到先秦历史文化中考察,一方面将先秦历史文化的研究具体到对律名、阶名的实质含义的论证;另一方面又将音
列的设置扩大到对周代各诸侯国的文化异质与音阶的审美差异的分析上,从而较好地实现了文化研究与形态研究的统一。第三例是《晋侯苏钟的音乐学研究》,除从测音角度分析外,该文又从编钟的文化特征人手,从对形制、纹饰及铸调技术等特征之异同的分析,到由铭文展开的历史事件描述与各形制的断代分析,最后再对音列设置作出合理的解释,即采用“先外后内”的分析方法,使音列孕育于多方面文化特征的讨论之中。第四例是洛地的《对于曾侯乙编钟文化属性的疑议――“曾音乐文化”可能系“商一宋文化”说》。与第三例相反,它采用“先内后外”的分析方法,从曾钟律名的阐释,到各国音位关系的排列,最后产生文化归属的推断性结论。所以,从方法论的角度看,以上四例均属编钟文化与音列研究中很有价值的学术成果。作为先秦宫廷礼乐最重要的乐器,编钟的音列所遵循的自然规律是隐藏在音乐背后的客观存在。只有透过编钟音列带给我们的信息才能揭示周代礼乐这一高文化发展所遵循的自然规律,对这种自然规律及其运用程度的认识恰恰能让我们从一个侧面看到周代乃至青铜时代人们对音乐的认知水平,这正是古代音乐史学研究的需要。
编钟与《诗经》
《诗经》是我国第一部诗歌总集,也是一部以四言诗为主的诗歌总集,在305篇诗歌中,四言主体诗(以四言句为主体的诗)共286篇,约占《诗经》总数的94%,可以看出,四言是《诗经》的主要诗体,其他句式所占的比重很小。《诗经》之所以采用整齐划一的四言句式,并非是出于《诗经》本身表达的需要,而是受了一种内容之外的、与节奏有关的强大因素的制约。《诗经》是一部乐歌总集,《诗经》所录全为乐歌,故影响《诗经》诗体形式的强大因素――节奏,即应当是指音乐的节奏。
周代重要的礼乐活动及礼仪用乐歌(包括《诗经》乐歌在内)主要以金奏为节,《诗经》的四盲句式是受了一种内容之外的、与节奏有关的强大因素的制约,这一强大因素――节奏,即应当是青铜编钟等打击乐器所产生的金奏。