跌落冲击试验机的控制和数据采集处理系统

基于经典的缓冲材料缓冲特性理论,开发了一套跌落冲击试验机系统,并研究了自由跌落冲击过程中的数据采集与处理中的关键问题。通过采用多种数字滤波技术,有效地削弱了随机信号的干扰;利用一种新的获取初速的数据处理方法,使得数据更趋于实际值;通过获取的实验数据,利用最小二乘法进行包装材料缓冲特性的拟合,获得了缓冲材料的缓冲特性曲线。在相同条件下,针对EPE 材料进行了多次跌落冲击试验,实验结果符合经典的缓冲包装材料缓冲特性曲线,实验最大相对误差为3. 7272%。实验表明,试验系统数据采集规范、数据处理方法准确,并验证了试验系统的可靠性,为缓冲包装设计提供了有利的科学依据。     

跌落损伤脆值及损伤边界

提出了跌落损伤脆值与跌落损伤边界的新概念,并提出了测定获取跌落冲击损伤脆值与跌落损伤边界曲线的技术过程与方法.以嘎拉苹果为研究对象,设计多组高度对嘎拉苹果进行自由跌落刚性冲击试验.在测试获得冲击力-时间数据的基础上,通过理论分析计算,得到加速度-时间、变形量-时间等动态关系曲线,获得了嘎拉苹果跌落损伤脆值;构造了嘎拉苹果跌落损伤边界曲线.结果表明,跌落损伤边界曲线与传统产品跌落破损边界曲线存在较大差异.对应果品类产品,即使速度很小,只要产品瞬时加速度达到一定值,也将产生冲击损伤;对应不同的损伤率,可构造相应的多条损伤边界曲线.提出的概念及研究结果为控制果品类产品的跌落损伤、合理地进行缓冲包装设计提供了新的理论基础.     

基于脆值理论的家用空调器挂机包装防护研究

针对空调器挂机包装跌落出现的问题,本文研究了空调挂机包装跌落的脆值及其缓冲包装。首先,以传统脆值理论及破损边界曲线作为空调器挂机包装设计的理论依据,基于现有空调器包装缓冲方案设计,引入"产品包装位移承载"的概念,实现对挂机的缓冲包装方案的理论冲击G值的计算;同时对相应包装方案进行跌落试验测试,测得实际跌落冲击G值;最终,通过对比理论计算和试验测试的G值结果,对理论计算进行适当的复核,得到以"产品包装位移承载"为基础的空调器挂机包装设计的理论依据。进而可实现对现有空调器挂机跌落冲击的G值进行预估,缩短了挂机包装设计周期,降低了空调器包装开发成本。同时该方法也可以为空调器的结构和包装设计优化提供一种新的理论参考。     

一种流通过程现场测试跌落方位传感器的研究

跌落方位是跌落冲击中的一个重要参数,测量较为困难,提出了一种基于电容传感器的跌落方位现场测试新方案,分析了其基本结构、测量电路、测试原理和方法.     

煤块冲击破碎速度研究

冲击破碎速度是影响煤块冲击破碎效果的主要参数。基于分段塑变碰撞模型得到煤块与冲击板碰撞时的接触应力,并结合裂缝假说和能量守恒原理推导出煤块被破碎到指定粒度需要的理论冲击速度。进行煤块冲击破碎试验,通过试验数据分析得到了冲击破碎速度的试验拟合公式和理论修正公式。88%的拟合计算值与试验值的误差小于10%,但拟合公式结构复杂,不适合工程应用;85%的理论修正值与试验值的误差小于20%,满足初级破碎所需的精度,可以作为初级破碎时冲击破碎速度的理论选择依据。     

苹果临界跌落高度和损伤脆值的试验研究

目的研究苹果的损伤率与临界损伤脆值的关系。方法利用自制摆锤冲击试验机设计多个高度的苹果跌落试验,分析苹果跌落冲击过程的损伤特性,得到临界跌落高度;在临界跌落高度以上的高度进行跌落试验,得到苹果在跌落过程中的加速度-时间曲线。结果结合试样在不同高度跌落所得的峰值加速度幅值,得到了试样的损伤脆值;根据不同跌落高度下的苹果的损伤体积,得到了苹果在不同损伤率下的损伤脆值。结论研究得到的损伤脆值与损伤率的关系对苹果缓冲包装的改进具有参考意义。     

层状泡沫缓冲系统优化设计

目的研究发泡聚乙烯和发泡聚苯乙烯所组成的层状缓冲系统的响应。方法基于试验数据分别得到发泡聚苯乙烯与发泡聚乙烯的本构关系,然后根据它们的本构关系,建立发泡聚乙烯与发泡聚苯乙烯串联系统跌落冲击模型,并运用Newton-Raphson方法得到串联结构的冲击响应。最后,用算例介绍求解最优化串联包装结构的过程,得到最优化包装结构。结果加速度-时间曲线的计算值与试验结果相吻合。结论所提出的优化方法为其他串联结构优化设计提供了参考。     

包装冲击试验机研究与设计

针对缓冲材料测试和脆值测试要求,对包装冲击试验机机械结构进行设计,改进跌落滑台和增压缸,增加了测速功能;通过采集卡和电气控制设计,提高试验自动化程度,实现自动跌落及制动;研制的专用虚拟仪器,自动完成试验结果分析计算、曲线拟合和冲击谱分析,免去了以往复杂的数据处理过程。     

智慧课堂在《食品添加剂》课程教学中的实践探索

目的 研究发泡聚乙烯(EPE)缓冲曲线的简便预测方法,利用一条已知缓冲曲线作为预测工具曲线,基于能量密度对已知缓冲曲线进行处理,从而得到EPE缓冲曲线族。方法 根据能量守恒定律,通过得到该缓冲材料的能量密度-冲击应力曲线,绘制不同条件下的缓冲曲线。推导缓冲材料静应力、冲击应力、单位体积吸收能量之间的关系,提出预测缓冲材料冲击最大加速度,以及生成缓冲曲线族的方法。利用密度为24 kg/m³,材料厚度分别为25.4,38.1,50.8,76.2 mm的EPE,跌落高度分别为30.5,45.7,61.0 cm的出版缓冲曲线,以及密度为35 kg/m³,材料厚度为55 mm的EPE,跌落高度分别为46,66,76 cm的试验缓冲曲线,预测不同条件下的EPE缓冲曲线,并与出版缓冲曲线和试验缓冲曲线进行对比和误差分析。结果 选用适当条件范围(跌落高度及材料厚度)的缓冲曲线作为预测工具曲线预测缓冲曲线族,预测结果与已出版或试验缓冲曲线较为接近。结论 此方法可以有效减少试验次数,为快速获得缓冲曲线族提供了新思路。     

玉米秸秆缓冲包装材料动态缓冲性能的研究

研究了以玉米秸秆和淀粉为主要成分的新型缓冲包装材料的动态缓冲性能,利用动态跌落测试采集和数据处理程序对试验数据进行处理,得到了材料的加速度时间曲线、最大加速度与厚度和跌落高度的响应面立体分析图、最大静应力与厚度和跌落高度的响应面立体分析图、缓冲系数与厚度和跌落高度的响应面立体分析图.