包装动力学 - 副本.pptVIP

主讲教师：高德教授 谢谢大家 * 第五章 产品易损度理论及应用 一、易损度理论 二、冲击谱理论 三、破损边界曲线 主要 内容 第一节 易损度理论 1.产品易损度 产品不发生物理损伤或功能失效所能承受的最大加速度值，以 表示。 ①易损度是产品的一个固有特性，表征了该产品抵抗冲击激励的能力，是产品保持自身功能能力的一种强度描述参数。 ②产品的物理损伤或功能失效是广义的，并不仅仅是指被包装物直观意义上的损坏，而且包括产品过载后的破断、疲劳破坏、应力裂纹、表面局部塌陷、表面的摩擦擦伤、元器件装配松动等导致的性能下降或失效、长期堆码形成的整体性蠕变等。 一、易损度(Fragility)的概念 影响易损度的主要因素是产品特性和冲击激励形式。 产品特性 ①材料特性，主要指材料的物理机械性能，如强度等； ②结构特性，如结构形状(细长件、薄片等)及其在产品中的安装定位方式，如悬吊安装，刚性安装等； ③脆弱零部件的力学性能，如固有频率、强度等。 冲击激励形式 冲击过程中的速度增量，随其波形的变化而变化。因此，在相同的最大加速度和脉冲持续时间条件下，冲击激励形式对冲击谱有显著的影响。 2.影响易损度的主要因素 第一节 易损度理论 传统易损度理论是基于包装件的破坏性试验规律来描述的。图5-1是为了研究易损度而建立的包装件跌落冲击模型。 现作以下假设： （1）被包装的产品是连续均匀的刚体，全部动能可转化为弹性件的变形能； （2）弹性件的质量很小，其惯性影响可以忽略不计； （3）弹性件的变形在弹性极限范围内； （4）阻尼忽略不计。 二、易损度的理论描述 第一节 易损度理论 第一节 易损度理论 弹簧力学特性满足胡克定律，故 根据牛顿第二定律,产品在弹簧力作用下的加速度 令 ,则： 三、易损度的确定 易损度是产品质量标准的一项指标，也是缓冲包装设计中一项重要的基本参数。确定产品脆值的方法，目前主要有试验法、经验估算法和查表类比法等。 1.试验法 （1）冲击试验机法 该方法主要依据GB/T15099-1994 使用冲击试验机测定产品易损度的试验方法。 试验原理：按预定的状态将试验样品用夹具固定在试验台上，用预定的冲击脉冲波形对试验样品进行试验强度逐渐增强的冲击试验，直至产品损坏。 第一节 易损度理论 （2）缓冲材料试验法 该方法主要依据国家标准，GB/T8171-2008 使用缓冲材料进行的产品机械冲击易损度试验方法。 第一节 易损度理论 2.经验估算法 对于批量小、价值昂贵的产品有时不允许用试验法。工程上常用与一组经验数据对比的方法来判定产品的易损度，称为易损度的经验估算法。 （1）线性估算 或 已知重量W和弹性k. 跌高H和加速度Gmax成比例关系，以H--G为坐标，对不同固有频率fn( )取值，可以作出图示曲线。 利用这组曲线，可以根据破损事故的跌落高度，评定该产品允许的最大加速度(脆值)。 第一节 易损度理论 第一节 易损度理论 （2）采用脉冲作用时间进行评估（非线性包装） 根据振动理论和振动测试的结论，跌落高度和脉冲波形、脉冲作用 时间保持着一定的函数关系。以半正弦波为例，其函数关系为: 缓冲包装结构的脉冲上升时间按下 表选取(半正弦波)。 0.015 橡胶纤维（7.5cm厚） 0.008 橡胶纤维（2.5cm厚） 0.006 纸板、瓦楞纸箱 0.004 木箱 0.002 金属容器 上升时间 包装条件 第一节 易损度理论 3.查表类比法 （1）表中产品名称为产品的种类名称，即使相同种类、不同规格、不同型号的产品，其 值亦可能有些差异，在无实践经验及有关易损度知识的情况下，取其下限值。 （2）表中没有列出的产品，如与表中所列产品具有相同脆弱部件，可参考表中产品的值范围。如表中彩电的 值为40～60，而彩色电视的脆弱部件为彩色显像管，则在估算带有彩色显像管部件的产品且彩色显像管在该产品上的部件中为脆弱部件时，则可估计产品的易损度范围在40～60之内(如监视器，计算机显示器等)。 （3）在对产品的材料结构、性能不十分了解的情况下，不可轻易估算产品的 值。即使是具有相同元器件的产品，如果其安装、固定方法不同，也可能影响到产品的 值。 （4）根据经验法确定的产品 值进行缓冲包装设计时，设计完后，必须要进行试验验证。 第一节 易损度理论 陶瓷器、机械类、小型真空管、一般器材、飞机零件、液压传动装置 120以上 洗衣机、钟表、阴极射线管、打字机、收音机、计算器、携带式无线电装置、啤酒瓶、热交