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。     

快递运输包装随机振动信号采集与分析

目的 研究中国南方快递运输包装车辆的随机振动特性,为随机振动试验研究提供理论指导.方法 实地采集快递运输包装终端配送车辆在实际工况中遭受的随机振动信号,通过经验模态分解,对各固有模态函数(IMF)的时域、功率谱密度、Hilbert时频谱、Hilbert边际谱等进行分析.结果 经验模态分解将运输包装随机振动信号按频率高低依次分解成若干IMF分量,前若干IMF分量代表原始信号中的高频瞬态振动信号,后若干IMF分量代表原始信号中的低频振动信号,进而实现高频与低频振动信号的有效分离.结论 希尔伯特-黄变换适用于快递运输包装随机振动信号的分析研究,将在振动信号中间歇性的、加速度幅值较大且持续时间短暂的高频冲击信号进行分离,为运输包装随机振动信号模拟提供新思路,并对产品包装防护设计具有一定的理论指导意义.     

运输包装随机振动加速试验探讨

针对运输包装实验室随机振动模拟试验测试时间与测试量级之间的关系,本文探讨了随机振动试验加速等效公式的理论基础,提出了考虑运输过程振动量级分布的情况下试验时间的计算方法,并通过具体案例进行了实际应用分析.     

汽车物流器具随机振动损伤与疲劳寿命预测研究EI北大核心CSCD

汽车零部件产品常被采用堆垛形式的物流器具运输以避免损伤。应用随机振动试验方法,分析三种不同振动等级下,堆垛型钢质物流器具的振动损伤;基于物流器具—装载物—夹具相互作用关系,建立了全景天窗运输器具的有限元模型,研究了平稳高斯随机振动下该器具的疲劳响应,获得关键位置变形和等效应力,预测器具的疲劳寿命。研究结果表明:有限元分析得到的共振频率与随机振动试验结果相差3.4%;器具振动响应主要受低阶共振频率影响,最大应力集中在堆垛柱与托盘连接处;上层装载物响应加速度1.42g明显大于下层0.79g,而同处于上层的装载物响应加速度差别小于1.7%;上下层堆垛柱响应加速度分别为0.82g和0.79g,差别不明显。上述方法可模拟运输过程中汽车物流器具振动疲劳及装载物易损点,为汽车物流器具设计提供参考。     

高斯与非高斯随机振动对洗护产品包装的影响

目的 研究高斯激振力和非高斯激振力的随机振动对商品包装的影响差异，提供随机振动试验方法和参数，并对商品运输包装设计方案提供优化建议。方法 利用科学计量方法研究随机振动技术的发展态势。通过增大峭度的方法进行非高斯激振模拟随机振动试验。研究随机振动强度通过功率谱密度和疲劳损伤的表达，以及随机振动试验时间与疲劳损伤的表达关系。结果 电商渠道销售通过快递配送的洗洁精商品包裹优先采用ISTA 3A—2018 Packaged-Products for Parcel Delivery System Shipment 70 kg(150 lb) or less。使用Over-The-Road Trailer图谱和Pick-up and Delivery Vehicle图谱进行随机振动试验，通过加载峭度进行加速模拟试验和加强模拟试验。结论 在洗洁精商品包裹加载峭度为5、7、9条件下，能够复现实际配送中商品的货损。基于试验结果提出的包装设计修改方案在加强模拟试验条件下可以实现商品防护的功能。全渠道供应链配送商品包裹应采用高效、科学的实验室测试方法，为运输包装设计和验证提供方法和数据。     

包装产品公路运输环境模拟试验的加速因子

目的研究了GJB 150.16A推荐的包装运输试验条件对应的试验加速因子。方法基于Miler-Palmgrem模型的疲劳损伤等效基本理论,导出了车辆实际运输时的行驶速度、结构的材料疲劳参数与试验加速因子之间的数学表达式,并对不同的运输工况进行了加速因子的定量分析。结果不同的运输工况(行驶速度)和不同的结构材料(疲劳参数),当应用GJB150.16A推荐的包装运输试验条件时,其试验加速因子相差很大,变化范围为1.6~9.0。结论设计包装产品的运输试验时要考虑运输工况对加速因子大小的影响。     

基于运输环境的包装系统疲劳损伤分析

目的针对当前物流运输环境,研究产品在运输过程中因受到不同振动与冲击导致的包装系统疲劳损伤情况。方法针对以聚苯乙烯泡沫为缓冲包装材料的包装系统进行运输环境模拟,通过使用有限元分析软件,对运输环境中包装系统受到的随机振动进行仿真,发现包装系统的薄弱部分,针对薄弱部分进行疲劳仿真,最终得出薄弱处的损伤数据。结果仿真结果表明,包装件能够在实际运输过程中对产品起到保护作用,为产品的运输包装方案提供了指导性意见。结论该方法不仅适用于文中的包装系统,对常见家用电器的包装方案均可进行评价。     

运输包装随机振动疲劳曲线及加速振动试验技术EI北大核心CSCD

推导了运输包装三轴随机振动激励下产品上关注点的vonMises等效应力与激励加速度均方根值的关系,证明了关注点处材料应力疲劳曲线(σ⁃N曲线)和运输包装振动疲劳曲线(G_(rms)⁃T曲线)的等价性;针对两类工程上常用的Basquin型(幂函数型)和指数函数型损伤和疲劳模型,给出了其G_(rms)⁃T曲线形式,得到了基于G_(rms)⁃T曲线的运输包装加速随机振动时间压缩比,并通过产品模型有限元算例验证了其正确性。由于加速度易于分析和测量,因此基于G_(rms)⁃T曲线的运输包装加速随机振动试验技术具有潜在的应用价值和进一步研究发展空间。     

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。     

超高斯随机振动疲劳加速试验模型研究EI北大核心CSCD

通过理论分析,针对超高斯随机振动激励建立了相应的振动疲劳加速试验数学模型,给出了模型中未知参数的具体求解方法,并通过实际试验进行了验证。该模型十分便于进行振动疲劳加速试验的定量设计,具有很好的工程实用性,可用于评估随机振动环境下工程结构的疲劳寿命与可靠性。     

超高斯随机振动疲劳加速试验模型研究

通过理论分析,针对超高斯随机振动激励建立了相应的振动疲劳加速试验数学模型,给出了模型中未知参数的具体求解方法,并通过实际试验进行了验证。该模型十分便于进行振动疲劳加速试验的定量设计,具有很好的工程实用性,可用于评估随机振动环境下工程结构的疲劳寿命与可靠性。     

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。     

运输包装件低气压振动模拟试验方法

目的 在常温下通过控制低气压和振动双危害因素,研究一种模拟运输的试验方法,用于评估物流包装对产品的保护性能.方法 研发一种低气压振动试验装置,将其与振动系统相结合,在实验室内模拟高原运输或飞机运输中的低气压环境条件.实现一种能够在特定的温湿度下控制低气压和振动综合环境因素的试验方法.结果 低气压振动试验系统能够满足ISTA 3A中的试验要求,根据国内外低气压试验标准和随机振动试验标准,制定了低气压振动综合试验方法.结论 对于评价高海拔卡车、铁路和航空运输包装件的模拟试验提供了可行性依据.     

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。     

基于物流过程的蜂窝纸板缓冲性能研究进展

目的综述国内外关于蜂窝纸板性能研究的理论、方法、主要成果与不足。方法根据实际物流的仓储、运输、装卸搬运等3个基本环节,总结出了静压、疲劳振动、共振、垂直冲击和跌落冲击造成蜂窝纸板损坏的主要因素。结果归纳总结了蜂窝纸板相关性能的国内外研究方法和研究现状,基于仓储、运输和装卸搬运过程的蜂窝纸板性能研究,涉及了蜂窝纸板的理论研究、静压试验、动压试验、跌落试验、模拟仿真等方面。结论将物流的仓储、运输、装卸搬运等3个基本环节联合起来,作为蜂窝纸板性能测试的方法,能更好地保护商品并避免过度包装。     

运输包装动力可靠性探讨

运输包装动力可靠性包括首超破坏可靠性和疲劳破坏可靠性,分别从这两个方面对运输包装动力可靠性进行了分析。在考虑首超破坏可靠性时引入了产品脆值的随机性;尝试在线性损伤累积理论和随机振动的分布函数的基础上,提出了疲劳破坏可靠性的计算方法。     

包装件在随机振动下的破损机理及相关量检测

为准确评估包装件的破损状态,改进包装设计,该文重点研究随机振动下包装件的破损机理以及振动信号的检测方法。提出一种采用线性累积损伤理论对包装件进行振动疲劳计算的新方法,并开发以MSP430F5529为系统主处理器的检测平台来检测计算中所需的相关量。最后通过实验证明此方法的可行性,为今后的包装设计提供参考。     

基于疲劳损伤谱的地铁车辆设备安装座铝合金焊缝加速寿命研究EI北大核心CSCD

以地铁底架设备安装座铝合金焊缝为研究对象,采集线路实际运行过程中的加速度激励,基于疲劳损伤谱(fatigue damage spectrum, FDS)理论,提出一种非高斯激励的加速方法。首先计算实测输入信号的峭度、偏斜度,以此检验输入信号的非高斯分布特性,结果表明所有任务段激励均服从非高斯分布。为每个任务段激励选择合适的FDS计算方法,设置加速参数,基于损伤等效原则构建加速功率谱密度(power spectral density, PSD),以此作为后续台架试验的激励输入。建立有限元模型,计算支架焊缝加速疲劳寿命。开展台架振动试验,进行验证。试验与仿真疲劳寿命进行对比,结果表明其加速疲劳寿命相对误差为0.57%,加速比达到21 722.26,加速有效,该方法编制的加速PSD激励可以在5 h内反映支架安装座30年的服役情况。为车辆其他设备加速谱的编制提供参考。     

超高斯伪随机振动激励信号的生成技术

振动激发试验和振动模拟试验的最新发展都需要产生超高斯分布的随机振动激励信号。然而,目前基于功率谱均衡的数字式随机振动控制系统只能产生高斯分布的随机振动激励信号。研究具有指定功率谱密度分布的超高斯伪随机振动激励信号的生成技术,从而使现有的数字式随机振动控制系统可以同时具有频域和幅值域的双域控制及均衡能力。仿真和试验结果验证了该方法的正确性和有效性。     

运输包装件振动试验系统研究

在流通环境振动分析的基础上，进行了运输包装件各种振动试验的特点比较，并对随机振动试验系统的方案和实施过程等做了一定的研究，为运输包装件的优化设计打好了基础。