复杂运输方式下包装件可靠性评价方法

当前的大物流运输环境下,产品的流通会经历一个复杂的物流运输过程。在这个过程中由于受到不同程度的振动与冲击,会对所运输的产品带来不同程度的损坏。针对这一问题,通过对多种不同随机激励下产生的振动疲劳损伤进行叠加,采用有限元仿真的手段,将累积损伤叠加后计算出运输过程中因外部激励对产品带来的损伤。结果表明缓冲结构可以满足运输过程中对产品的保护,该方法为多种运输方式累加情况下缓冲结构的可靠性分析提供了一种有效的评价方法。     

基于疲劳累积的物流产品寿命预估

针对物流产品在运输过程中的状态以及如何预估产品疲劳寿命的问题,根据当前的损伤评价标准和经典损伤理论,列举出两种常见疲劳寿命预估方法。通过实例从理论分析和Matlab Simulink数值仿真分析两个方面验证了两种方法的有效性,而且两种方法预估的产品疲劳寿命基本一致。通过对产品的疲劳寿命的预估,可为产品的运输方式、运输时间选择以及运输缓冲包装设计提供参考。     

圆柱形动力锂电池的绿色包装设计及跌落仿真试验

目的 对圆柱形的车用动力锂电池进行运输包装设计及跌落仿真试验分析。方法 运用运输包装设计五步法,根据产品特性、运输包装要求与流通环境条件,分析现有包装的不足,提出包装解决方案,并依据包装设计方案设计包装材质、结构尺寸,对设计的包装进行强度校核,最后对包装件进行跌落仿真试验,分析和评价所设计的包装方案。结果 设计的运输包装解决方案分为内外包装两部分,内包装使用材质为EPE发泡聚乙烯塑料材料,结构为多孔结构,外包装使用的材质为C楞瓦楞纸板,结构为0201型箱型结构,对所设计的包装方案进行底面跌落模拟仿真试验,锂电池产品所受到的最大等效应力值为5.865 MPa,低于圆柱形动力锂电池材料的许用应力值132.2 MPa。结论 所设计的圆柱形动力锂电池运输包装方案合理,对锂电池类危险品的运输包装设计具有一定的借鉴意义。     

复杂运输工况下堆码包装的疲劳寿命分析方法

目的 研究堆码产品的缓冲包装在连续复杂运输工况下的受到振动冲击后的疲劳损伤。方法 采用Miner准则、Dirlik法和Steinberg三区间法,并结合Workbench和ncode疲劳分析模块建立2层堆码模型进行有限元仿真,通过不同工况的振动激励来模拟缓冲包装在复杂连续工况下的振动疲劳损伤并得出对应的疲劳结果云图和疲劳寿命云图。结果 复杂工况下瓦楞外包装的疲劳寿命为9.26×10⁹,最大节点处的损伤值为1.08×10^-10,EVA内缓冲衬垫的疲劳寿命为1.882×10¹⁴,最大节点处的损伤值为5.313×10^-15。堆码包装模型的易损点主要集中于内外缓冲包装的边角和楞边区域。通过Dirlik和Steinberg方法证明了缓冲件在经历16 h的复杂运输工况下的剩余寿命为2.6×10⁴ h和9.198×10⁵ h,利用Miner准则证明了缓冲包装结构对内部产品可以起到良好的保护作用。结论 通过该种方法可以对堆码包装在复杂工况下进行可靠的疲劳寿命分析,并对堆码...     

某型号锂电池全纸化包装件跌落仿真分析

目的 验证锂离子电池全纸化运输包装件的防护性能。方法 依据锂离子电池的产品特性、流通环境以及包装防护等多方面要求，选用合适的纸质包装材料得到全纸化的包装方案，选用仿真分析软件对包装件进行跌落模拟，得到其应力、应变等相关数据。结果 由跌落仿真分析可知，最大应力出现在外壳上盖凸台位置，其应力值为346.06 MPa，超过外壳最大许用应力值(325 MPa)，外壳发生破损。锂电池包装件跌落时，外壳等效应力值为1.211 MPa，仿真得到的应力值均未超过材料的许用应力，不会发生损坏。结论 该包装结构能够在运输过程中吸收大部分的冲击能量，能很好地保护内部产品不受损伤，具有良好的防护性能。     

运输包装加速随机振动试验研究综述

加速随机振动试验是目前物流过程中运输包装损伤和安全性评价的重要技术手段,通过提高振动等级压缩测试时间,省时高效,减少运输包装系统优化设计周期,包括四部分：实际物流车辆振动信号的采集与分析、实验室信号模拟与再现、运输包装振动疲劳损伤与寿命评估、加速随机振动试验理论与方法。从以上四方面进行综述,总结了实际车辆振动信号统计特征和影响因素、信号模拟方法及特点,阐述了振动疲劳理论与运输包装损伤研究进展,分析了目前加速随机振动试验研究现状和不足,讨论了目前该研究领域尚未解决的问题,指出了进一步的研究方向。     

路面随机激励下汽车运输包装的动态特性仿真

对包装产品在储运过程中的力学环境的分析,以4自由度汽车振动系统为例,建立了以白噪声为榆入的路面随机激励作用的运输包装系统的动力学模型,并应用Matab/Simulink对模型进行仿真.     

基于运输包装的流通环境要素识别

1.引信产品的流通过程是一个复杂的系统过程,当产品进入流通过程,产品的性能和形态就有可能受到流通环境的多种环境因素的影响。如何将那些对流通产品有主要影响的流通环境要素从众多环境因素中识别出来,这对于进行以保护产品为前提的运输包装系统的流通环境分析是很重要的。本文从系统的角度出发,对运输包装系统流通环境要素的识别途径、识别准则和识别过程进行探讨。2.流通环境要素的识别途径     

基于ABAQUS的液态奶缓冲包装优化设计

目前我国液态奶礼盒的缓冲包装主要采用瓦楞纸板,但其缓冲性能不能满足产品的运输要求。针对上述问题,以某乳制品企业生产的液态奶礼盒的缓冲包装为研究对象,利用SolidWorks绘制包装件的三维立体图,并使用Hypermesh联合ABAQUS软件建立液态奶礼盒的有限元模型,并进行仿真跌落试验;通过分析上衬垫从800 mm处跌落的受力云图和变形云图,找出原有上衬垫的薄弱部位;针对上衬垫的薄弱部位,设计了两种新型的上衬垫,利用AutoCAD和SolidWorks绘制出相应的平面图和三维立体图并进行仿真分析。试验结果表明：两种优化方案的牢固程度均高于原结构,且能满足产品运输要求     

计算机仿真在包装动力学教学中的应用初探

文中对包装动力学教学过程中常碰到的某些问题用Matlab仿真的方法进行了初次探讨，并针对一个具体的缓冲包装振动模型给出仿真方案与仿真结果，通过仿真结果可直观地让学生了解到在商品运输过程中外界激励的作用对商品的损害机制。     

葡萄贮运过程中跌落与振动损伤的试验分析

目的 以巨峰葡萄为试验对象,研究在贮运过程中跌落冲击机械损伤,以及振动疲劳累积对其生理品质产生的影响。方法 在现有贮运包装条件下对葡萄进行不同高度的跌落试验,得到跌落高度对葡萄力学特性的影响。在相同高度下,对葡萄进行不同包装的试验验证,得到新型减振包装对葡萄力学特性的影响,并使用模拟运输振动试验台和六度空间振动试验台进行试验,模拟实际运输路况下不同包装对葡萄生理品质的影响。结果 研究发现,新型减振包装在2种振动疲劳累积试验下,质量损失率比普通包装减少了27.07%和21.42%,表面损伤系数减少了20.11%与17.61%。结论 可为葡萄设计合理的包装方式和运输方式提供理论依据。     

基于不同防护材料易碎品运输可靠性结构设计

目的研究易碎品在运输包装过程中不同防护材质缓冲包装结构的防护性能。方法通过Ansys Workbench中的模态分析(Modal)和随机振动分析模块(RandomVibration),对模型进行模态和随机振动仿真分析,得到易碎品的各向应力、位移、总应力等,分析对比2种防护材质的仿真结果,选取最优的缓冲方案,并进行随机振动和跌落实验。结果 2种防护材质下缓冲结构都具有良好的防护性能,选择设计的EPE缓冲结构更具有经济环保性,且在随机振动和跌落试验中,包装件没有发生变形和损坏,内容物完好。结论为易碎品低成本、高可靠性的结构设计提供了思路,也为产品性能的预测和运输方案的检测提供了一种分析手段。     

猕猴桃的模拟振动实验及特性研究

目的研究猕猴桃在运输过程中振动特性以及机械损伤的影响因素,为增强水果运输包装的防护性提供可靠的理论依据。方法通过扫频振动实验检测猕猴桃的共振频率;基于正交实验分析法进行猕猴桃的定频振动实验,分析振动加速度、包装缓冲材料、振动时间和堆码层数等因素对表面损伤指数和振动传递率的影响,从而获得造成猕猴桃机械损伤的敏感因子。结果当振动加速度为0.15g时,猕猴桃的共振频率为85.2Hz;采用纸屑作为缓冲材料的整体包装,猕猴桃的受损程度最小,其振动传递率也较小。结论对表面损伤指数和振动传递率影响最大的因子均为缓冲包装结构,纸屑衬垫和EPS衬垫的缓冲性能优于PET衬垫。振动传递率越大,表面损伤指数越大。     

基于实测路谱的振动环境分析与模拟方法研究

目的 开展无锡市内快递运输车辆的随机振动行为分析和缓冲衬垫损伤的实验室模拟再现,旨在指导包装系统随机振动加速试验,实现包装结构科学设计。方法 实地采集无锡市内中型厢式卡车运输过程中车厢不同位置的激励振动信号与包装系统响应信号;基于实测路谱处理得到实验室等比例加速、分频段加速测试谱;最后以多层瓦楞衬垫为研究对象,分别采用标准谱、等比例加速谱、分频段加速谱进行实验室加速模拟试验,对比实地运输中瓦楞衬垫损伤情况,验证各加速模拟测试方法的损伤等效性。结果 实测路谱与标准谱在形状与量级上均存在差异;基于实测路谱的等比例加速和分频段加速模拟试验衬垫损伤率误差分别为20.2%、10.1%,远小于标准谱加速模拟测试的误差（110.1%）;相较于等比例加速试验方法,分频段加速试验试验时间缩短了19min(29.7%)。结论 验证了基于实测路谱的分频段加速模拟测试的损伤等效性与快速性,该方法对实现防护包装的精准设计具有指导意义。     

基于物流运输环境的打印机包装方案分析

目的 研究打印机物流包装方案在运输过程中对打印机的防护性能。方法 对打印机整体包装件进行模拟公路运输路况的随机振动试验,得到产品的响应加速度谱密度曲线;然后建立打印机物流包装的三维模型,通过运用有限元软件Ansys Workbench中的随机振动分析模块（Random Vibration）对整体进行随机振动仿真分析,得到打印机的响应加速度谱密度、总位移、各向应力、等效应力等。结果 由仿真得到的响应加速度谱密度与试验结果相对比,其变化趋势一致,验证了仿真的可靠性,同时验证了该打印机包装方案具有良好的保护性能。结论 该打印机整体包装方案满足公路物流运输的防护要求,同时提供了一种物流运输包装方案的可靠性验证方法。     

落地镜缓冲包装设计及仿真分析

目的 基于落地镜的物理特性和运输环境,采用SolidWorks软件建立包装件模型,设计一款满足多款式落地镜使用的包装产品,并提供一种新的包装设计思路。方法 应用Ansys Workbench软件对模型进行仿真,完成模态分析和随机振动仿真分析,应用Ansys Workbench内置的显示动力学插件进行包装件的跌落仿真分析,检验设计的合理性和可行性。结果 对比分析结果可知,新包装件受到冲击时的变形量远小于旧包装件的变形量,且分布均匀,落地镜受其影响而破损的概率极低。在跌落仿真中,旧包装件中落地镜铝合金下边框受到的等效应力为42.158 MPa,大于玻璃镜子的许用应力(28 MPa),导致包装件中的落地镜破损;在新包装件中,铝合金下边框受到的应力小于28 MPa,落地镜不会发生破损。结论 文中设计的落地镜蜂窝纸板箱加聚乙烯泡沫的包装箱具有合理性,其防护性能不仅优于原包装箱,且适用范围更广,证明该设计思路可行。     

运输包装系统随机振动频域分析

为了研究包装件在实际流通环境振动特性下的振动规律,以车辆、包装件构成的六自由度运输包装系统为基础,构建了在以白噪声为输入的路面不平激励下的振动模型,建立了路面不平激励的数学模型、运输车辆以及包装件的动力学模型。借助Matlab/Simulink仿真技术,对运输包装系统随机振动进行了频域分析,得到了内装产品及易损零件随机振动加速度响应的幅值频谱和功率谱密度。仿真结果表明了随机振动强弱程度与频率的关系,全面反映了随机振动规律,为缓冲包装设计提供了理论依据。     

Accelerated Random Vibration Testing of Transport Packaging System Based on Acceleration PSD

Transport packaging of products is a complex structural system, having a variety of modes for vibration damage failure under the action of random vibration in logistics. In order to evaluate the packaging performance effectively, the accelerated random vibration testing becomes one of important tools. This paper develops a more general and practical method for accelerated random vibration testing of transport packaging in the framework of linear random vibration of discrete packaged product. The suggested method is based on the response acceleration power spectral density (PSD) of component which is easy to measure, and suitable for the different fatigue models more than Basquin fatigue model. It is confirmed by the experiments of a packaged desk computer that exerted two types of acceleration PSDs. Copyright © 2017 John Wiley & Sons, Ltd.