缓冲系统振动特性的扫频测试

为了获取缓冲系统的振动传递特性,在此引入瞬时功率谱密度的概念,采用扫频振动激励的方法,结合VC＋＋和MATLAB编程,对数据进行处理,在三维空间描述了激励信号和响应信号的瞬时功率谱和频率、时间的关系,进面较为精确地得到了缓冲系统的振动传递率曲线。     

包装材料振动传递特性试验数据采集及处理

介绍了缓冲材料传递率数据有集处理系统，讨论了时域和频域两种数据处理方案，给出了具体实施步骤，针对信息谱分析计算中数据量过大，能量泄漏等问题提出了解决方案。谱分析法还提供了用冲击法获得缓冲材料振动传递特性的可能性。     

振动响应传递率及其工作模态分析方法综述

基于振动响应传递率的工作模态分析方法是近年来出现的一类新的频域工作模态分析方法。由于振动响应传递率独特的动力学特性,该类方法得到了迅速的发展。从以下三个方面对振动响应传递率及其工作模态分析方法进行综述:振动传递率的概念、振动传递率的估计方法和基于振动传递率的工作模态辨识方法。在对各种辨识方法原理介绍的基础上,分析其特点及其存在的问题。结合多自由度系统模型,采用四种具有代表性的辨识方法对不同激励情况下的工作模态进行辨识,并对辨识结果以及方法的局限性进行了分析比较。     

EPE缓冲性能测试及缓冲包装设计方法

目的建立缓冲材料性能数据库,为缓冲包装设计提供数据支持,获得科学的缓冲包装设计方案。方法依据GB/T 8167—2008《包装用缓冲材料动态压缩试验方法》对EPE的缓冲性能进行测试,依据GB/T 8169—2008《包装用缓冲材料振动传递特性试验方法》对EPE振动传递特性进行测试。结果获取了EPE最大加速度-静应力曲线和振动传递率-频率特性曲线,建立了EPE缓冲包装设计流程,编制了EPE缓冲包装设计软件。结论通过实例验证了软件的可行性,提高了设计效率和质量,为EPE材料的缓冲包装设计提供了依据。     

发泡聚乙烯振动传递特性关系研究

目的 研究使用常用设计变量快速获取发泡聚乙烯振动传递率-频率曲线最大峰值处频率以及振动传递率的方法,降低缓冲材料测试表征工作量。方法 首先设计等静应力实验,并通过理论分析和有限元仿真分析2种方法分别进行分析,明确变量,进而设计正交实验,在此基础上使用准牛顿法+通用全局优化法进行了公式拟合。结果 等静应力实验结果显示,不同砝码重量与接触面积组合利用有限元仿真分析所得峰值对应频率不变,但是峰值对应传递率会发生变化。砝码重量、砝码与缓冲材料接触面积以及缓冲材料厚度作为变量分别与频率、振动传递率拟合后的R2为0.996、0.951。结论 静应力不能单独作为振动传递率-频率曲线变化的影响因素。需要选择砝码重量、砝码与缓冲材料接触面积以及缓冲材料厚度3个因素作为振动传递率-频率曲线变化影响因素。这3个因素与峰值对应的频率以及振动传递率有较为明显的潜在规律。拟合所得公式可以提高设计效率,减少缓冲材料测试的工作量。     

管路型带附加气室空气弹簧的时域动态特性建模

空气弹簧是汽车空气悬架系统振动控制中的关键部件,时域动态特性是评价其隔振性能的重要指标。为研究管路型带附加气室空气弹簧的时域动态特性,设计并建立了具备充放气装置的空气弹簧动态特性测试的试验台,测试得到了空气弹簧在简谐激励和阶跃激励下的传递力响应。根据热力学原理,建立空气弹簧的集总参数模型,推导了空气弹簧系统动复刚度的频域模型;基于卷积定理,提出一种空气弹簧时域动态特性的解析计算方法。根据建立的时域模型,给出了空气弹簧模型参数的识别方法,并与实测值进行对比验证。结果表明,在简谐激励下,传递力的计算值与试验值误差小于5%。     

蜂窝纸板固有频率的研究

采用共振原理的小型振动测试装置,测定蜂窝纸板固有频率.文中介绍了振动激励与数据采集系统原理,绘制了蜂窝纸板固有频率曲线,并与其它常用缓冲材料曲线进行了比较,为防振包装设计提供了参考数据.     

基于虚拟仪器技术的三维微振动测试系统

为进一步提高测试系统的准确性,在研究机械振动分析理论与常用测试方法的基础上,设计开发了基于虚拟仪器技术的机械微振动三维测试与分析系统。以LabVIEW为开发平台,实现信号采集、数据处理、时域分析、频域分析、存储、回放和故障诊断等功能;利用小波分析对信号进行处理得到故障特征信号,解决了复杂机械微振动的技术分析,具有界面友好、操作简单和性能好等优点。     

蜂窝纸板的隔振缓冲性能测试

为了保护产品在流通过程中不因受到振动和机械冲击而破损,必须对产品施行隔振缓冲包装,所以,研究隔振缓冲材料的动态力学特性是非常必要的.本文通过不同厚度的蜂窝纸板的隔振和静态压缩性能测试,获得了动态缓冲曲线和振动传递率曲线,为蜂窝纸板在隔振缓冲包装中的应用提供了基本数据,为隔振缓冲包装设计提供有用的依据.     

基于LabVIEW的包装测试虚拟仪器

利用计算机和数据采集卡,采用LabVIEW编程,构成虚拟仪器.对缓冲材料振动传递率试验中的激励、响应加速度,经数据采集、滤波、数据压缩以及统计处理,将两路加速度信号在相同频率下整周期的均方根值对应相比,得出传递率.该软件具有良好的用户界面、便利的图形显示功能.     

柱形空气衬垫振动传递特性的试验研究

目的 研究柱形空气衬垫的振动传递特性,以获取振动传递率曲线。方法 在频率为3~100 Hz区间对柱形空气衬垫和确定载荷质量形成的振动系统进行正弦扫频振动试验,分析初始内压和厚度对其振动传递特性的影响规律。结果 初始内压对空气衬垫的隔振能力没有显著影响,3种初始内压下振动系统的共振频率均在35 Hz左右,传递率峰值集中在11左右。当厚度增大时,共振频率和传递率峰值同时减小,空气衬垫隔振能力增强。结论 在满足缓冲性能的前提下,选择合适的初始内压,以及采用多层空气衬垫可显著提高其隔振能力。研究结果可为柱形空气衬垫的缓冲隔振包装设计提供基本依据。     

缓冲材料蠕变特性测试系统设计

目的介绍一种缓冲材料蠕变测试系统的设计方法,该系统包括测试装置的硬件设计和相应的测试软件开发。方法设计一种新的缓冲材料蠕变特性的测试装置,并用Lab VIEW软件开发其测试软件系统,采用PC机自带的声卡作为数据采集卡,配合传感器、压频(V/F)转换器等硬件对缓冲材料在一定静压下的厚度变化量进行数据采集与分析,得出缓冲材料蠕变特性曲线。结果位移传感器采集缓冲材料随时间的位移形变,经信号调理、低通滤波后,输入给以LM331芯片所组成的V/F转换器,声卡采集该转换器所输出的频率信号并转换为数字信号,计算机读取该数字信号并在测试软件界面输出蠕变-时间、位移-时间、应力-时间等曲线。结论该测试装置和软件测试系统操作简单,使用PC自带声卡替代昂贵的数据采集卡作为数据采集系统,降低了成本,灵活性和可靠性较高,使缓冲材料的蠕变特性测试更加方便快捷,为更好地掌握缓冲材料蠕变特性进行缓冲设计提供了强有力的工具。     

Evaluation of Two Simplified Methods for Determining Cushion Curves of Closed Cell Foams

Because of the negative environmental impact of using traditional polymeric materials for cushioning in protective packaging, the interest in optimization of cushion design resulting in replacement or reduction of the amount of cushioning materials has increased in recent years. It has been generally accepted that the shock absorbing characteristics for cushioning materials are presented as the so‐called cushion curves, i.e. graphs of peak acceleration of shocks versus the corresponding static stress, presented over a range of static stress conditions for a specific material thickness and at a specific drop height. The cushion curves are mainly used to design and optimize cushion packaging. This information is specific to each packaging manufacturer, particular chemical formulation and manufacturing process. The traditional method to obtain cushion curves of a specific material is described in ASTM D1596, but this method requires enormous amounts of test data, is time consuming and expensive. For this reason, cushion curves provided by manufacturers are rarely updated and often are obsolete. In recent years, alternative methods have been developed to obtain cushion curves in a significantly shorter time required for testing. To achieve a wide use of these methods, it is necessary to know their accuracy in comparison with the ASTM D1596 method. The objective of this paper is to compare two of those alternative methods with the standard ASTM D1596 method, by applying them to obtain the cushion curves of two typical cushioning materials. More specifically, the single compression data method developed by Sek et al. and the stress–energy method (dynamic stress versus dynamic energy) developed by Burgess were applied to obtain cushion curves for expanded polystyrene with density 15 kg/m³ and for polyethylene Ethafoam® (Modisprem S.A. Zaragoza, Spain) with density 29 kg/m³ and are presented in this paper. The effectiveness of these alternative methods for developing cushion curves and their advantages, disadvantages and limitations are discussed. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

箱装苹果振动特性及损伤的试验研究

振动损伤是引起果品采后损耗的主要因素之一,研究振动强度、缓冲包装结构等因素对果品振动损伤的影响对控制和降低果品运输损伤具有重要意义.以正交试验为基础,研究了振动强度、缓冲包装结构和包装箱内果品放置层数这3个因素对苹果损伤率与果品振动传递率的影响,并用新的试验手段得到了振动工况下箱内各层果品的加速度变化情况.结果表明,3个因素对苹果损伤率和果品振动传递率均有影响,其中振动强度对其影响最为显著,缓冲包装结构、箱内果品放置层数的重要性依次减小;振动试验条件下,箱内各层苹果的加速度由下向上逐渐增加;不同试验条件下果品振动传递率不同,振动传递率越小,苹果损伤率越低.     

蜂窝纸板振动传递特性的有限元仿真分析

目的针对蜂窝纸板的振动防护性能,研究不同结构和材料参数的蜂窝纸板振动传递特性的有限元仿真分析方法。方法利用有限元软件Abaqus/Standard建立蜂窝纸板-质量系统模型,设定2种蜂窝纸板,分别具有不同的面纸材料参数和蜂窝胞元边长。仿真分析蜂窝纸板的振动传递特性,并对其进行实验验证。结果通过仿真和实验得到了蜂窝纸板的振动传递率-频率曲线,共振频率的仿真结果与实验值误差小于3.43%,共振时振动传递率的仿真结果与实验值误差小于11.31%。结论利用该有限元仿真方法,能够获得不同结构和材料参数的蜂窝纸板的振动传递特性。仿真分析结果表明,面纸定量对蜂窝纸板振动传递特性的影响不大,而蜂窝胞元边长较大的蜂窝纸板,其系统共振频率较小,振动传递率变化不明显。     

泡沫材料厚度对其刚度及阻尼系数的影响

根据隔振分析模型,建立了相应的实验测量系统,测量并分析了泡沫材料的刚度及阻尼系数。采用激振台对泡沫材料施加激励,由2个加速度计拾振,获得了由泡沫材料组成的缓冲包装系统的振动传递比曲线,应用非线性拟合方法计算得到了阻尼比,并求得了刚度和阻尼系数。实验结果表明:泡沫材料刚度随其厚度增加而递减,阻尼系数则在一定范围内随厚度增加而降低;泡沫材料厚度的增加会降低缓冲包装系统隔振的下限频率,在一定范围内越厚,隔振效果会越好,但当厚度超过了特定值,隔振效果反而有所下降。     

电磁炉包装件的振动特性仿真分析

考虑到泡沫衬垫材料的非线性特性,应用有限元软件ANSYS Workbench的瞬态动力学模块,对电磁炉包装件在运输过程中的振动特性进行了计算机仿真,得到了包装件的加速度及缓冲衬垫的动态应力-应变云图,并通过定频振动试验,验证了仿真结果的准确性。     

A Study of Nonlinear Effects in a Cushion‐Product System on its Vibration Transmissibility Estimates with the Reverse Multiple Input–Single Output Technique

The Reverse Multiple Input–Single Output (R‐MISO) identification technique was implemented to determine vibration transmissibility frequency response functions (FRFs) of a cushion‐product system that accounts for nonlinearities known to exist in such systems. The signed quadratic x|x| nonlinear term was used. The results were compared with the classical linear approximation FRFs calculated with the single input–single output identification method. Comparisons were made for five types of expanded polystyrene (EPS) cushions with varying density and two levels of band‐limited random excitation. It was shown that vibration transmissibility FRFs obtained with the R‐MISO method and with the inclusion of a signed quadratic x|x| nonlinear term significantly (up to ~70%) improved the total coherence of the nonlinear vibration transmissibility FRFs for the EPS cushions subjected to the static load selected to coincide with the optimum of their respective cushion curves. The R‐MISO technique was successful in accounting for some of the nonlinearities in the EPS cushion‐product system. However, its ability to deal with nonlinearities is not specific to the EPS but rather common to cushion‐product systems subjected to vertical vibrations. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.