Материаловедческие и технологические основы дизайна художественных и технических изделий тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 17.00.06, доктор технических наук Пирайнен, Виктор Юрьевич

• Пирайнен, Виктор Юрьевич
• доктор технических наук
• 2005

Оглавление диссертации доктор технических наук Пирайнен, Виктор Юрьевич

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. АНАЛИЗ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ РАЗВИТИЯ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ И ТЕХНОЛОГИИ МЕТАЛЛОВ ВО ВЗАИМОСВЯ- 5 ЗИ С ЗАКОНАМИ ДИЗАЙНА.

1.1. Материаловедческие и технологические свойства металлов.

1.2. Дизайн литого металла.

1.3. Дизайн деформированного металла.

Глава 2. СВОЙСТВА ОБЪЕКТА КАК ПЕРВООСНОВА СОВРЕМЕННОГО ДИЗАЙНА.

2.1. Чувственное и логическое восприятие.

2.2. Внутренние и внешние свойства материала и их взаимосвязь.

2.3. Основные принципы выбора материала при художественном проектировании металлических изделий.

Глава 3. РАЗРАБОТКА МЕТОДОЛОГИЧЕСКИХ ОСНОВ ВЫБОРА

МАТЕРИАЛА И ТЕХНОЛОГИИ В ДИЗАЙНЕ МЕТАЛЛОИЗДЕЛИЙ

3.1. Сравнительная оценка цвета металлических изделий.

3.2. Сравнительная оценка акустических характеристик металлических изделий.

Глава 4. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ РЕСТАВРАЦИИ КОЛОКОЛОВ

4.1. Особенности сварки медных сплавов.

4.2. Влияние примесей на качество реставрации.

4.3. Анализ формирования сварочных напряжений.

4.4. Моделирование напряженного состояния ремонтного шва колокола.

4.5. Реставрация колокола Мариинского театра.

Глава 5. ПРАКТИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ ПО ВЫБОРУ МАТЕРИАЛОВ И ТЕХНОЛОГИИ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ И РЕСТАВРАЦИИ ИЗДЕЛИЙ ДЕКОРАТИВНО ПРИКЛАДНОГО 115 ИСКУССТВА.

ВЫВОДЫ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Материаловедческие и технологические основы дизайна художественных и технических изделий»

Все люди - дизайнеры, все, что мы делаем, практически всегда - дизайн, ведь проектировать свойственно человеку в любой его деятельности".

В. Папанек

В своем ежегодном послании Федеральному Собранию президент РФ В.В. Путин заявил, что — «наши цели абсолютно ясны. Это - высокий уровень жизни в стране, жизни - безопасной, свободной и комфортной.»

Решению именно этой задачи посвящена настоящая работа, т.к. дизайн, как осознанный процесс человеческой деятельности, направлен на достижение максимально возможного уровня комфорта среды обитания человека.

В настоящее время дизайн как комплексная междисциплинарная про-ектно художественная деятельность, интегрирующая естественнонаучные, технические и гуманитарные знания является общепризнанным и приоритетным направлением во всех без исключения сферах жизнедеятельности человека, включая производственную.

Будучи хорошо изученными в художественной сфере, законы дизайна остаются лишь осознаваемыми в технике.

При решении вопроса каким быть вновь создаваемому изделию, дизайнер (инженер, художник) стоит перед выбором - из какого материала оно будет изготовлено и по какой технологии.

Еще в середине XIX века выдающийся немецкий теоретик архитектуры и промышленного искусства Готфрид Земпер (1803-1879 гг.) сформулировал проблему связи эстетики и техники. Он показал, что наука, технический прогресс предоставляют в распоряжение художественной практики такие материалы и способы их обработки, которые «еще не освоены эстетически». Он полагал, что временные сроки, необходимые для эстетического освоения нововведений будут постоянно сокращаться из-за все больших разрешающих возможностей техники и все большего художественного опыта накапливаемого с развитием искусств. Однако за полтора века ситуация не изменилась. Темпы роста промышленного производства связанные с освоением новых технологий и материалов значительно опережают сроки их эстетического освоения. Противоречия между красотой и функциональностью продолжают углубляться, особенно в области экологии. Все это происходит по той причине, что до настоящего времени промышленный дизайн не имеет стройной теории эстетики промышленных материалов и технологий, что, в свою очередь, затрудняет подготовку специалистов в области промышленного дизайна.

Проводимые в последние 10-15 лет работы в этом направлении, как правило, решали узкие конкретные задачи и их результаты могут рассматриваться лишь как предпосылки для создания подобной теории.

Исключение составляет работа M.JL Соколовой, в которой впервые предприняты шаги по систематизации знаний о металлах и возможности их использования в дизайне в условиях дифференциального восприятия человеком.

Для дальнейшего развития теории необходимо всестороннее изучение закономерностей и основ материаловедения и технологии металлов с позиции дизайна и эстетического восприятия, с целью открытия как общих, так и частных законов дизайна, позволяющих более осознанно продвигаться по пути освоения и развития окружающего мира.

Необходимость постоянного решения этой задачи определяет актуальность настоящей работы.

ЦЕЛЬЮ НАСТОЯЩЕЙ РАБОТЫ ЯВЛЯЕТСЯ:

Разработка научных материаловедческих и технологических основ дизайна металлических изделий художественного и технического назначения позволяющих оптимизировать процесс их проектирования и изготовления с заданными эстетическими свойствами.

ЗАДАЧИ:

1. Анализ закономерностей развития материаловедения и технологии металлов во взаимосвязи с законами дизайна.

2. Анализ свойств и восприятия металлических изделий как первооснова современного дизайна.

3. Разработка основных принципов выбора материалов и технологии в дизайне металлических изделий.

4. Разработка критериев и математического аппарата для сравнительных оценок металлов по их колористическим и акустическим свойствам, и принципов классификации металлов по этим свойствам.

5. Решение задач по реставрации металлических изделий.

Заключение диссертации по теме «Техническая эстетика и дизайн», Пирайнен, Виктор Юрьевич

Основные результаты и выводы:

1. На основании анализа закономерностей развития материаловедения и технологии металлов разработана научно-обоснованная концепция выбора материалов и технологии при проектировании и изготовлении металлических изделий художественного и технического назначения.

2. Исследованы особенности внутренних и внешних свойств металлов и сплавов, и закономерности чувственного и логического их восприятия, позволившие определить основные принципы выбора материалов и технологии в дизайне металлических изделий художественного и технического назначения.

3. В результате впервые проведенных исследований развиты теоретические основы выбора и разработки металлических материалов и технологий для дизайна изделий, позволяющие оптимизировать процесс их проектирования и изготовления с заданными колористическими и акустическими свойствами.

4. Исследованы изменения колористических характеристик медных сплавов (бронза, латунь) в зависимости от химического состава и технологии производства. Установлено, что при увеличении содержания легирующих элементов Sn и Zn цвет сплавов меняется от красновато-оранжевого до желтого с зеленым оттенком. При этом цветовая гамма бронзы и латуни одинакова при содержании олова от 0 до 20% и цинка от 0 до 37%, что позволяет говорить о их взаимозаменяемости по цветовым характеристикам.

Разработана методика измерения колористических параметров, основанная на методах компьютерного моделирования и математической статистики.

5. Проведены сравнительные исследования акустических характеристик сплавов на основе меди и титана, включая амплитуду воздушного шума, амплитуду вибрации изделия, в частности колоколов и бил, а также время их реверберации.

Выявлена принципиальная значимость стандартного времени реверберации на эстетическое восприятие звучания колоколов и бил.

6. Выявлен механизм влияния вредных примесей в акустических сплавах на время их реверберации. Установлено, что присутствие в колокольной бронзе алюминия в количестве более 0,1% приводит к полной непригодности сплава для изготовления бил и колоколов.

7. Разработаны количественные критерии и средства математического анализа для сравнительных оценок металлов и сплавов по колористическим и акустическим свойствам, позволяющие на их основе создать систему классификации материалов по цвету и звуку.

8. Проведен анализ формирования сварочных напряжений при сварке колокольной бронзы. Для анализа использовался метод конечных элементов, позволивший численно решить задачу по определению термодеформационного состояния сварного шва.

На основании проведенного анализа, а также исследования влияния вредных примесей сварочных материалов разработана технология реставрации бронзовых колоколов, которая реализована при восстановлении звучания колоколов Мариинского театра и Псково-Печерского монастыря.

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Пирайнен, Виктор Юрьевич, 2005 год

1. Михайлов С.М., Михайлова А.С. История дизайна. М.: Союз дизайнеров, 2004, 289с.

2. Папанек В. Дизайн для реального мира. М.: Д.Аронов, 2004, 416 с.

3. Дивненко О.В. Эстетика . М.: Изд. Аз., 1994, 274с.

4. Оксфордская иллюстрированная энциклопедия, том 5, Искусство. М.: Изд. Мир, 2001г.

5. Филипьев Ю.А. Искусство в системе человеческих ценностей. М.: Наследие, 1996, 278 с.

6. Мартынов В.Ф. Мировая художественная культура. Минск: ТетраСи-стемс, 1997, 288 с.

7. Смирнова В.В. Мировая художественная культура. М.: Изд. Аз, 1995, 136 с.

8. Оксфордская иллюстрированная энциклопедия, том 7, Народы и культура, М.: Изд. Мир, 2000 г.

9. Власов В.Г. Стили в искусстве, том 1. СПб.: Изд. Кольца, 1995, 533 с.

10. Магницкий О.М., Пирайнен В.Ю. Колбасников Н.Г. Художественная деформация металла. СПб.: Изд. СПбГТУ, 2000, 256 с.

11. Солнцев Ю.П., Пряхин Е.И., Войткун Ф. Материаловедение М.: Изд. МИСИС. 1999, 600 с.

12. Аносов П.П. Собрание сочинений М.: Изд. АН СССР, 1954 г.

13. Тамман Г. Металловедение, Химия и физика металлов и их сплавов. М.: Изд. ОНТИ, 1935 г.

14. Чернов Д.А. Критический обзор статей г.г.Лаврова и Калакуцкого о сталях и стальных орудиях. СПб.: Записки Русского технического общества, №7, 1868, с. 399-440.

15. Кузнецов В.Д. Кристаллы и кристаллизация. М.: ГИТТЛ, 1954, 411 с.

16. Gibbs I.W. Теория образования новой фазы, Coll. Works, 1928, с.252, 260, 322.

17. Байков А.А. Собрание трудов, т.2: M-JL: Изд. АН СССР, с. 12- 257.

18. Солнцев Ю.П., Пряхин Е.И., Войкун Ф., Материаловедение. СПб.: Изд.: Химия. 2002, 696 с.

19. Байков А.А. Собрание трудов, т.4 M-JL: Изд. АН СССР, 1949, с. 124-137.

20. Федоров Е.С. Наблюдения и опыты по кристаллогинезису: СПб.: Изд. АН СССР, XI, 5, 1901г., 526 с.

21. Тамман Г. Об отношениях между кристаллическим и жидким состоянием. Обзор трудов автора с 1896 по 1902 г на Заседании Русского физико-химического общества 27 декабря 1901 г. СПб.: 1901 г.

22. Курнаков Н.С. Собрание избранных работ, т.1, 1936 СПб.: Изд.: Политехнического института. 1936, 399 с.

23. Шерман А.Д., Жуков А.А., Абдулаев Э.В. и др. Чугун. М.: Изд. Металлургия, 1991,575с

24. Поздняк JI.A. Инструментальные стали. Киев.: Наукова думка, 1996,483 с.

25. Юм-Розери, Дж. Христиан, В. Пирсон. Диаграммы равновесия металлических систем. Под. ред. Селлисского Я.П. М.: Изд. Металлургиздат, 1956 г.

26. Бочвар А.А. Металловедение. М.: Металлургиздат, 1956 г.

27. Бойков А.А. Собрание трудов, Изд. АН СССР, т. 1, M.-JI.: 1948 г.

28. Губкин С.И. Пластическая деформация металлов, в 3-х томах. М.:Металлургиздат, 1960 г.

29. Давиденков Н.Н. Некоторые проблемы прочности твердого тела. Сб. Академии наук СССР, M-JL: 1956, 386с.

30. Электронномикроскопические исследования структуры сталей и сплавов. Под. ред. КишкинаС.Т. М.: Металлургия, 1969, 181с.33