第5章 脆值理论.pptVIP

?试验法确定边界曲线（冲击试验机）第29页，共46页，星期日，2025年，2月5日6.产品的临界共振频率破损特性：脆值问题——包装产品承受跌落冲击的强度标志支座激励条件下的振动特性——共振A——产品响应加速度A0——激振加速度fn——包装产品的固有频率f0——激振频率?极低，响应加速度与激振加速度相同；?极高，响应加速度比激振加速度小很多；?fn=f0，产品的加速度达到最大值；——超过极限时，产品发生破损。激振频率?共振频率的确定（振动试验机）试验机=振动台+加振装置，振动可以是上下和水平两个方向。振动波形：正弦波，频率可以连续变化，一般在2～10Hz范围内。将待试产品固定在振动台上，按照所选定的加速度一频率曲线使其经受上下方向振动。改变频率，观察是否发生共振。一般需在三个坐标轴上分别试验。记录下三组临界频率。第30页，共46页，星期日，2025年，2月5日第3节确定脆值的方法一.冲击脆值的确定方法1.脆值试验方法冲击机试验：理论上较严密，技术要求高；操作和设备比较复杂；产品样本的跌落与实际包装物的跌落有一定差别；自由跌落试验：操作简单易行，接近实际流通工况，但测量精度受限。1.1冲击机试验（1）冲击波形矩形波：?流通环境参数（装卸作业的频度，等效跌落高度等）不明确；?缓冲包装材料尚为选定；?缓冲元件特性参数未定（恢复系数）。半正弦波：?已知产品在流通中承受的是半正弦波；?流通环境的等效跌落高度已经明确；?装卸作业跌落临界速度试验：临界速度是指产品发生破损的最低速度变化量，实用于笨重、结构强度和刚度都较大的产品。因临界速度的边界线与波形无关，可用矩形波和半正弦波。最严酷的条件可靠度高易于产生容易控制第31页，共46页，星期日，2025年，2月5日（2）基本试验程序?确定设计跌落高度，按设计跌落高度作初次跌落，要避免第一次跌落试件即破损；?逐次调节冲击砧的参数以提高冲击强度（加速度），直到某一次产品发生破损为止；?记下此时的加速度，即为产品发生破损的临界加速度值；?取另一试件作临界速度试验，取略低于设计跌落高度的初始高度进行试验；?逐次增加跌落高度，速度变化量也不断增加，直到某一次产品发生破损为止；?记下此时的速度变化量，即为产品发生破损的临界速度；根据跌落高度计算速度变化计算速度=实际速度误差来源：?冲击机沿轨道下滑，摩擦；?取最严酷的条件e=1第32页，共46页，星期日，2025年，2月5日1.2自由跌落试验法跌落试验示意图(1)跌落试验设备须满足下列条件：①跌落高度能任意且容易调整，最大跌落高度为1500mm；②要求冲击面为坚硬平整的水平平面，其质量至少为被试样品质量的50倍；③试验样品能完全不受妨碍地自由跌落；④便于对试验样品操纵和起吊。（2）基本程序a.选一组适当的缓冲衬垫，对试件做粗略的缓冲包装；b.衬垫厚度由大——小；c.开始跌落时，用厚衬垫，保证试样不致于在初次跌落时发生破损；d.逐次减小衬垫厚度，加大加速度，直到试件破损；e.试件上安装有加速度计，记录下破损前的最大值——产品脆值（取多次试验的平均值的80%作为产品脆值）。（3）跌落试验使用经过标定的线性衬垫——脆值定义第33页，共46页，星期日，2025年，2月5日第1页，共46页，星期日，2025年，2月5日第1节冲击理论基础1.冲量定理2.恢复系数3.速度增量4.冲击放大系数与易损关键部件5.水平冲击第2页，共46页，星期日，2025年，2月5日1.冲量定理一般用于冲击过程的基本定理是动量定理的积分形式：??????????????????????????式中：分别为冲击开始和结束时的速度；为冲量；τ为冲击作用时间；为冲击力。由于冲击过程中的一般外力远远小于冲击力，所以冲击过程中的一般外力（包括重力）可以不计。而平均冲力则可表示为：?????第3页，共46页，星期日，2025年，2月5日例1某产品重W＝50kg，从1.5m高自由落下，受地面冲击速度减到零所经历时间为τ1＝0.01（s），若是跌落到聚苯乙烯泡沫垫上，冲击时间τ2＝0.41（s）。试比较：（1）这两种情况下产品受到的平均冲击力；（2）若冲击力