信号采集仪运输包装件缓冲性能研究

通过对信号采集仪包装件进行振动试验和跌落试验,研究了纸浆模塑缓冲衬垫的抗振和缓冲能力.研究发现:在定频(频率4.6Hz)振动试验中,激振加速度为7.5m/s2时,产品振动响应的最大加速度为1.32g,包装件并没有发生失效、失灵或商业性破损.在扫频振动试验中,测得其共振频率分别为34.80Hz(包装件平放)和29.16Hz(包装件立放).在跌落实验中,面跌落的最大冲击加速度峰值为67.98g;棱跌落的最大冲击加速度峰值为61.50g;角跌落的最大冲击加速度峰值为24.05g.跌落实验后产品发生了严重破损.即包装件可以通过振动试验,但是在跌落试验中会产生严重损坏,所以此包装为欠包装.     

疲劳振动效应对瓦楞纸板承载能力与缓冲性能的影响

瓦楞纸板作为产品运输包装的承载与缓冲基础材料,其使用过程中的性能保持性至关重要。运输振动将引起纸板疲劳破损,导致其相应性能的变化。对单瓦楞纸板进行加速度为0.5－2.0g、振动频率为20Hz的疲劳振动试验;进行瓦楞纸板的准静态压缩、跌落冲击试验,测定其承载能力与冲击加速度。结果表明,随着振动次数、振动强度的增加,纸板的承载能力、剩余屈服应力显著降低,缓冲性能下降。在此基础上,基于瓦楞纸板冲击试验数据,分析不同振动次数对瓦楞纸板的冲击最大加速度和缓冲系数的影响,获得了瓦楞纸板冲击最大加速度—静应力—振动次数、缓冲系数—最大应力—振动次数三维关系。研究表明瓦楞纸板存在疲劳破坏效应,研究结果为瓦楞纸板的疲劳缓冲包装设计提供技术依据     

平板电脑缓冲包装件设计及其力学性能分析

针对平板电脑在物流过程中由于包装不当造成的破损问题,设计了平板电脑的缓冲包装件,并对其力学性能进行了分析。先利用Solid Works软件建立缓冲包装件模型;再通过ANSA软件对缓冲包装件模型进行网格划分,并建立刚性跌落目标面的有限元模型;最后在LS-DYNA中进行跌落高度为0.9 m的自由跌落仿真分析,得到缓冲包装件在接触地面瞬间和反弹瞬间的等效应力云图及其跌落过程中的加速度曲线图。仿真结果表明,所设计的缓冲包装件在跌落过程中的最大加速度为58g,该值满足产品的脆值要求,缓冲包装件可以达到很好的缓冲效果。     

缓冲包装系统跌落破损边界曲线研究

建立了线性和非线性缓冲包装系统的无量纲跌落冲击方程,得到了产品最大加速度响应,提出了评价线性和非线性包装系统产品安全与否的跌落破损边界曲线概念。对于线性包装系统,固有频率和跌落冲击速度是产品跌落破损的评价量;对于非线性包装系统,系统参数和无量纲跌落冲击速度是产品跌落破损的评价量。     

适于电商物流蛋类产品的包装设计

目的研究EPE材料包装电商物流鸡蛋的缓冲结构。方法采用EPE材料,设计圆形、方形和梅花形等3种蛋托缓冲结构,外包装采用瓦楞纸箱,利用跌落试验机对包装件进行模拟跌落试验。结果通过对3种包装进行跌落试验,得到最大响应加速度分别为31.26g,43.76g,46.25g,均小于鸡蛋的脆值50g,其中圆形蛋托跌落的最大响应加速度最小,对鸡蛋的保护性最好。结论只要EPE缓冲结构设计合理,完全能够满足蛋类产品的电商物流包装要求。     

工控设备缓冲包装跌落试验及其仿真分析

目的研究某工控设备缓冲包装的跌落数值仿真技术。方法建立一种工控设备缓冲包装的跌落仿真模型,从仿真结果中获得跌落加速度曲线和产品的等效应力云图,观察缓冲包装的变形动画;对比缓冲包装的跌落试验,验证了跌落仿真模型;基于验证的跌落仿真模型,研究EPE衬垫尺寸对缓冲包装跌落冲击响应的影响规律。结果跌落仿真与跌落试验的加速度曲线趋势基本吻合,峰值加速度相差仅0.8%;仿真的等效应力云图显示产品满足强度要求,未发生永久变形,与跌落试验结果一致。对EPE衬垫尺寸的跌落缓冲研究表明,相对于缓冲面积,缓冲厚度的大小对跌落加速度具有更为显著的影响。结论建立的跌落仿真模型具有较高的模拟精度,为产品的缓冲包装结构设计及其优化奠定了良好基础。     

跌落冲击计算机辅助测试系统的研究

介绍了跌落冲击测试系统的组成和原理,基于跌落冲击试验的共性,研究了跌落冲击试验数据处理方法,在采用卡尔曼滤波对采集数据进行处理的基础上,提出冲击过程曲线的B样条拟合方法以及基于拟合曲线的最大加速度值和速度变化量的求解算法。最后,依据各种试验原理,利用VC 6.0开发了集产品脆值和破损边界曲线测定、包装件跌落试验、包装材料动态缓冲性能测试于一体的计算机辅助测试软件。     

侧吸式油烟机包装件的跌落分析及优化设计

目的基于侧吸式油烟机包装件的跌落试验与仿真研究,对侧吸式油烟机缓冲包装的结构进行改进设计。方法首先对侧吸式油烟机包装件进行原方案的跌落试验,然后运用Pro/E软件建立三维模型,并利用Workbench和LS-DYNA软件进行跌落仿真分析,最后结合跌落试验与仿真结果,改进缓冲包装的结构设计,进行仿真验证。结果通过跌落试验,观察到底面和侧面衬垫以及油烟机机体都发生了损坏,得到了支撑架零件各个跌落工况的冲击加速度值。对比跌落试验和仿真分析结果,两者误差在9%以内。结合试验与仿真分析结果,对原设计方案进行改进并仿真验证,得到原方案从初始速度值2.97 m/s衰减到0所需的时间为10.3 ms,最大加速度值为43.10g,改进方案的初速度衰减到0需要14.5 ms,最大加速度值为33.41g。结论运用试验和仿真的方法对侧吸式油烟机包装件进行评估,验证仿真结果的有效性,利用仿真分析法指导缓冲包装改进设计,此思路能够为后续类似的缓冲包装设计提供参考。     

鸡蛋缓冲包装设计及力学性能分析

目的研究鸡蛋缓冲包装的结构及缓冲效果。方法利用Ansys/LS-DYNA有限元分析软件,对所设计的缓冲包装结构在0.6 m的跌落高度进行角跌落仿真,得到鸡蛋和包装件在与地面接触瞬间、回弹瞬间及跌落结束瞬间的等效应力云图及危险点的加速度曲线,模拟鸡蛋在流通过程中包装件受到冲击和振动时鸡蛋的应力变化,以检验缓冲包装的缓冲效果。结果在跌落过程中,包装件与地面接触瞬间的等效应力最大,为0.784 MPa,小于瓦楞纸板的极限应力;危险点的最大加速度为59g,小于鸡蛋的脆值60g。结论设计的缓冲包装能够起到很好的缓冲效果,可有效提高鸡蛋运输过程中的安全性。     

“互联网+”背景下中小型盆栽全纸包装设计

目的针对传统电商中小型盆栽包装存在的问题,提出全纸质包装结构设计方案。方法分析中小型盆栽产品特点,进而提出内、外箱整体嵌套的包装结构,其次进行自由跌落试验,以验证设计方案的保护性能,并针对实验过程中暴露的设计不足提出改进措施。对改进后设计分别进行跌落、振动和抗压试验,全面验证方案的可行性,还对设计方案进行成本核算,以验证其经济性。结果跌落高度为60 cm的自由跌落试验结果表明,角跌落的冲击最为强烈,其峰值加速度接近25g,但远小于盆栽产品脆值范围(90g^120g)。60 min模拟公路运输的随机振动试验证明,包装件具有良好的减振性能。空箱抗压试验表明,包装件的平均最大压溃力为727 N,可满足电商物流环境的堆码要求,而包装件实箱抗压试验的平均最大压溃力为2117 N,约为空箱最大压溃力的3倍。成本核算表明,该设计方案单套成本不高于产品总价值的5%。结论该包装方案符合绿色包装理念,具有良好的缓冲、减振和堆码性能,成本合理。     

某型号液晶电视包装件角跌落仿真及屏碎分析

目的 为了提高液晶电视的包装在跌落过程中的保护作用,增加产品安全性。方法 采用三维建模软件Creo建立液晶电视零部件及包装三维实体模型,导入LS-DYNA进行有限元仿真分析,并通过液晶电视跌落试验验证了跌落仿真分析的可行性。基于仿真结果在LS-DYNA中重新建模,有针对性地设计新的包装结构。将改进后的包装件进行相同的跌落模拟,对比改进前后结果。结果 对液晶电视包装件进行角跌落自由落体的工况下的跌落仿真分析,结果显示,改进包装前液晶面板z方向的加速度峰值最大,最大可达到250g,改进包装后各方向峰值都相应减少,其中面板z方向加速度峰值降低了64%,同时液晶面板Mises应力最大值减少了10%。结论 有限元仿真分析能较为准确地反应实际跌落工况,并能获得液晶电视跌落冲击中任一时刻各部件的Mises应力和变形,对包装的设计改进具有指导意义,改进的包装结构能对液晶电视起到更好的保护作用。     

水晶梨运输包装件振动冲击性能实验研究

针对目前水晶梨在储运过程中的主要包装形式以及造成破损的情况,选择市场较为流通的运输包装件,按照国家测试标准进行定频、扫频、堆码、垂直冲击和跌落实验,研究水晶梨包装件损坏的主要原因。实验证明,包装件的共振频率为25.88 Hz,最大堆码层数为8层,包装件的脆值为90.88g,最大允许跌落高度为450mm。最后评价了包装件在储运过程中对水晶梨的防护能力,并提出了改进建议。     

斜支承弹簧系统跌落冲击响应及影响因素分析

以斜支承弹簧系统为研究对象,建立了跌落冲击条件下系统无量纲非线性动力学方程。利用龙格-库塔数值分析方法求解动力学方程,讨论了无量纲跌落冲击速度、系统支承角及阻尼等对系统响应的影响。研究表明,随着无量纲跌落冲击速度的增加,系统位移响应峰值和加速度响应峰值增加;随着支承角的减小,位移响应峰值增大,加速度响应峰值减小;阻尼对系统响应影响显著,对系统加速度峰值影响存在最佳阻尼比,最佳阻尼比随系统支承角减小而减小。通过适当地选取阻尼比及支承角可有效地改善系统的抗冲击能力。     

洗衣机关键部件的跌落仿真分析

利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对洗衣机关键部件进行跌落仿真分析,得到桶体响应加速度曲线,与洗衣机跌落冲击试验所得的实验结果进行比较,验证了模型的真实性,同时得到冲击过程中应力的变化图,为洗衣机结构优化设计和缓冲包装设计提供指导.     

基于S曲线的包装码垛机器人轨迹优化

目的为了提高包装搬运机器人的码放效率,提升机器人运动轨迹的平滑性,降低机器人运动过程中因加速度突变出现的振动。方法针对包装码垛机器人的运动轨迹特点,在机器人最大运动速度恒定的前提下,提出一种以时间和冲击为优化指标的五阶S曲线优化方法,将可变化参数引入优化冲击力中,在保证冲击力最小的情况下大大缩短机器人加速时间。结果仿真结果表明,经过五阶S曲线优化的机器人加减速时间明显缩短,机器人的加速度曲线更加平滑。结论该优化方法大大降低了机器人因速度突变出现的振动,有效提升了包装码垛机器人的工作效率。     

基于ZigBee无线传感网的泥石流多发地数据采集系统

针对有线传感网数据采集系统布线成本高以及无法在环境恶劣的野外放置等问题,介绍一种基于ZigBee无线传感网的数据采集系统。该系统由基于MSP430单片机的主机、子机组成,子机由太阳能供电连接传感器,放置在户外采集数据,主机连接PC机放置在室内,主机和子机通过ZigBee无线网络通信。该系统实现了野外数据的采集和无线传输,具有实时性、稳定性等特点,可用于地质分析和泥石流预警等系统,以及各种无线传感网数据采集系统。     

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。     

Influence of jumping phenomenon on response of package under random vibration

Because asymmetric contact is characteristic of the package surface, jumping phenomenon may happen under strong random vibration. To study the influence of jumping phenomenon on package response, a piecewise linear random vibration model is established. By applying Fokker‐Planck‐Kolmogorov (FPK) equation method, distribution of displacement composed of Gaussian distribution and exponential distribution is obtained. After that, distribution of maxima of displacement composed of Rayleigh distribution and exponential distribution is obtained. The proportion of time taken by loss of contact in a single cycle is studied under different peak of displacements. When the peak of displacement is from 1 to 3, the period is from 2π to 2.56π , and proportion of time taken by loss of contact is from 0% to near 50%. By applying the relation between peak of displacement and contact force, distribution of maxima of contact force can be obtained as translational Rayleigh distribution, which is also proved by numerical simulation and experiment respectively. Moreover, by numerical simulation, distribution of acceleration and time history of modified displacement are obtained. It is found that when Root‐Mean‐Square (RMS) value of displacement signal increases, probability of loss of contact becomes greater, and the time cost by the same number of cycles will be prolonged. By experiment, distribution of acceleration and acceleration Power Spectral Density (PSD) are obtained. It is found that when random excitation increases, the probability of ?g increases and the frequency corresponding to peak of acceleration PSD declines. It indicates that the loss of contact causes the decline of the central frequency.