随机振动下产品包装系统传递路径分析

实验研究不同激励谱型、不同振动等级、不同缓冲衬垫厚度和不同衬垫分配方式下产品包装系统的振动响应规律,利用工况传递路径分析法（OTPA）量化随机振动下产品包装系统各传递路径的振动贡献量。结果表明：当振动等级较高时,包装件出现轻微跳动现象,系统振动响应增大,共振频率略微减小;随着缓冲衬垫厚度的增加,系统共振频率减小,不同激励谱下关键元件的加速度响应功率谱密度（PSD）有所差异,振动响应与系统共振频率处的激励能量大小有关,衬垫厚度对各路径的振动贡献量影响较小;衬垫分配方式对关键元件上的响应 PSD 影响较大,不同衬垫分配方式可调节各传递路径的振动贡献量大小;当缓冲衬垫面积均匀分配时,利用 OTPA 方法识别出系统的主要振动贡献路径,将其定义为关键振动传递路径,关键元件的响应与关键振动传递路径在共振频率附近的振动贡献量紧密相关,缓冲包装设计应重点关注关键振动传递路径的减振设计。研究结果为进一步研究缓冲包装设计方法提供理论支撑。     

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。     

猕猴桃电商包装随机振动响应及果品损伤研究

目的 研究猕猴桃在5种不同电商包装形式内的振动响应和损伤情况，为猕猴桃电商包装提供理论基础和科学指导。方法 以“红阳”猕猴桃为研究对象，对目前市场常见的5种形式的猕猴桃电商包装(EPE衬垫、EPS衬垫、PET带盖托盘、瓦楞隔板和EPE网套)分别进行扫频振动和随机振动试验研究，获得各包装内猕猴桃的共振频率、振动传递率、果品损伤面积、硬度、质量损失率、可溶性固形物含量等参数，分析包装形式对猕猴桃果实振动响应和振后损伤的影响。结果 PET带盖托盘和EPE网套包装下猕猴桃的共振频率较小，在20~30 Hz，处于公路运输振动范围内，易发生共振受损。瓦楞隔板包装的猕猴桃共振频率最大，在50~75 Hz内，受到的振动能量较低。5种包装下猕猴桃的振动传递率从大到小为EPE网套、EPE衬垫、瓦楞隔板、EPS衬垫、PET带盖托盘，PET带盖托盘包装的振动传递率最低，为1.68，隔振效果最好;EPE网套和EPE衬垫包装的振动传递率较高，为3.16~3.72，隔振效果较差。振后24 h果实硬度下降了13.5%~48.7%、软化率提高了9.0%~40.4%、质量损失率提高了6.7%~100.0%、可溶性固形物含量(SCC)提高了3.2%~15.0%、损伤面积为981~6 931 mm²。结论 5种包装中PET带盖托盘包装对果实的保护效果最佳，瓦楞隔板和EPE网套包装的保护效果较差。     

随机振动下产品包装系统的传递路径数值仿真与实验研究

针对产品内部质量分布不均、材料和结构特性不同,建立产品包装系统模型,通过数值仿真和实验研究产品包装系统的振动传递特性,并探究在限带白噪声谱和ASTM卡车运输谱激励下产品包装系统的振动响应规律。利用状态空间法和MATLAB/Simulink仿真工具对产品包装系统进行随机振动仿真分析,研究缓冲衬垫材料参数对路径的频响传递函数和产品动态响应的影响。研究结果表明：在产品的四条振动传递路径中,刚度和质量分布大的路径上的频响传递函数和质量块的振动响应更大;产品内部的阻尼参数对各路径的频响传递函数和质量块的加速度响应基本无影响;关键元件上的加速度响应大小介于产品各路径上质量块的加速度响应大小之间;较大的缓冲衬垫阻尼有利于降低关键元件上加速度响应功率谱（PSD）的共振峰大小,较大的缓冲衬垫刚度使关键元件响应PSD共振频率和共振峰值均增大。外部激励谱型、系统的振动传递特性和共振频率附近的激励谱能量对缓冲衬垫的减振效果均有影响。仿真分析和实验研究下的产品包装系统的随机响应规律具有一致性。     

海绵乳胶等材料隔振系统的高频传递特性及系统参数的确定

一、海绵乳胶等材料隔振系统的高频传递特性 海绵乳胶、玻璃纤维和一般天然橡胶是工业上常用的隔振材料。为了了解这些材料的隔振性能,我们对这些材料的块状形体在厚度方向进行了垂直振动的绝对传递率试验。试验表明,这些材料——荷重隔振系统在大于系统共振频率的高频段上,其表征系统隔振性能的绝对传递率比共振绝对传递率相同的简单系统的相应绝对传递率要高。这里,简单系统是指参数为常数的弹簧和粘性阻尼器并联组成的系统。试验的部分结果画     

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.     

一种混合式隔振器及其特性研究

为降低隔振系统在共振频率点的振动传递率。隔振器共振频率点阻尼应较大。为减小高频振动传递率，高频段阻尼应较小，被动隔振器阻尼无法满足该要求．提出了一种混合式隔振器，作动器根据隔振器上下点相对位移产生作动力，通过设计作动力对相对位移的传递函数。可实现阻尼随频率变化的要求．在此基础上对其特性进行了仿真研究，结果表明。由此混合隔振器构成的隔振系统在共振频率点和高频段对基础的传递振动都得到降低．     

折叠型双瓦楞纸板衬垫振动传递特性的试验研究

研究了3类折叠型双瓦楞纸板衬垫的防振性能,获得了不同静应力条件下的振动传递率曲线、峰值频率、传递率和阻尼比.试验结果表明,这3类衬垫的振动传递特性具有多模态性,有主次之分,而且静应力值对振动传递特性有明显影响.     

基于空气弹簧的振动离心机顺臂隔振技术研究

振动离心机是地震研究和飞行器离心振动复合环境试验研究的重要工具,顺臂振动是其重要的运行工况,而顺臂隔振是振动离心机在该工况下稳定运行的关键。在分析振动离心机顺臂振动工况的基础上,利用空气弹簧的动刚度小而轴向承载力大等特点,设计了一种安装于振动离心机转臂上可测不平衡力的顺臂隔振系统。基于隔振系统的力学模型,通过解析简化获得该系统的力传递率解析方程,并分析了影响该系统隔振能力的主要因素。针对某振动离心机,利用解析方程计算了其隔振系统的力传递率,并通过隔振系统力学模型对其传递力进行了仿真分析,理论计算及仿真所得的力传递率基本一致且均较小。结果表明：以空气弹簧为主体的顺臂隔振系统可有效隔离振动离心机的顺臂振动冲击,力传递率解析方程可用于隔振系统隔振能力评估计算。     

基于主动阻尼的屈曲梁准零刚度隔振技术研究

准零刚度(QZS)隔振系统具有高静刚度-低动刚度的特性,能够对低频振动进行有效抑制,而主动阻尼能够显著降低系统的共振峰值同时保持系统高频传递特性不变。因此,将准零刚度隔振系统与主动阻尼相结合,可以有效提升系统的超低频隔振性能。以屈曲梁准零刚度隔振器为研究对象,基于系统动力学模型,引入主动阻尼控制策略,通过理论分析研究了主动阻尼对屈曲梁准零刚度隔振系统传递率的影响,并利用SIMULINK工具开展扫频、正弦和随机扰动条件下的屈曲梁准零刚度-主动阻尼隔振系统仿真研究。仿真结果表明:在超低频段(≤0.1 Hz)该系统能够产生8~32 dB的隔振效果;在高频段(≥10 Hz)隔振效率不低于36 dB,且对随机扰动响应的隔振效率为36 dB。     

预压缩气垫包装系统静力及动力学特性研究

目的 以柱形气垫包装系统为研究对象,建立静力及动力学模型,对静态压缩、自由振动和基础激励受迫振动特性进行研究。方法 建立气柱压缩力数学模型,并通过试验、仿真验证模型,通过建立预压缩柱形气垫包装系统力学模型,研究静力及动力学特性。结果 预压缩量和充气压力越大,包装系统固有频率越高。在包装对象宽度定值约束下,选取多个小直径气柱,固有频率更高,且薄膜应力更小。在基础激励下,包装系统固有频率处存在共振峰值,对高频域气垫表现出了较好的减振特性。结论 所建立的静力压缩模型与试验、仿真结果较吻合,所建立的动力学模型合理,结果准确。     

蜂窝纸板振动传递特性测试分析

实验研究了4种不同厚度的蜂窝纸板的推动传递特性，得到推动传递率曲线、峰值频率、推动传递率和阻尼比，为蜂窝纸板在缓冲包装中的推广应用提供了基本数据。     

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。     

纸蜂窝夹层板主共振频率的影响因素

目的 研究芯层结构因素和静应力因素对纸蜂窝夹层板-质量系统主共振频率的影响。方法 采用正弦振动试验测试纸蜂窝夹层板-质量系统的振动传递特性,分析不同静应力作用下不同蜂窝芯的纸蜂窝夹层板-质量系统的主共振频率变化规律。结果 纸蜂窝夹层板-质量系统的主共振频率在150~350 Hz之间;蜂窝芯结构及芯层材料影响纸蜂窝夹层板的刚性,从而影响系统的主共振频率;载荷质量变化引起静应力的变化,也会影响系统的主共振频率。主共振频率均随蜂窝胞元边长、纸板厚度、芯纸定量及静应力的增大而降低。结论 可为纸蜂窝夹层板的振动传递特性研究提供基础,有助于不同材质蜂窝夹层板的优化设计。     

剩余强度模型对瓦楞纸板疲劳振动的分析研究

对瓦楞纸板进行疲劳振动试验,测定分析振动次数、加速度对瓦楞纸板塑性变形、承载能力的影响,并与未经振动材料进行比较.基于疲劳累积损伤理论中的剩余强度模型,提出瓦楞纸板疲劳振动后剩余承载能力衰减模型.疲劳加载后瓦楞纸板的剩余承载能力,不仅与载荷的循环数有关,还与疲劳加载的加速度峰值和频率有关.拟合了振动频率20Hz、加速度2.0g振动试验后,瓦楞纸板的剩余承载能力与振动次数之间的关系曲线.结果表明,随着振动次数和振动加速度的增加,瓦楞纸板剩余屈服应力减小,经过80000次振动后,其承载能力下降了38.88%.为了确保实现预期包装效果,在进行包装设计时,应考虑到瓦楞纸板的疲劳性能.     

广义分数阶van der Pol-Duffing振子的动力学响应与隔振效果研究

用平均法研究了含分数阶导数项的van der Pol-Duffing振子的动力学行为和力传递率.得到了主共振时振子的一阶解析解、定常解幅频曲线和相频曲线的解析表达式,进一步通过与数值解作对比,验证了解析解的正确性,分析了不同参数对幅频曲线和力传递率的影响.结果 表明:解析解与数值解吻合良好;在无量纲情况下,共振区分数阶...     

缓冲材料振动传递特性测试系统数据处理

目的 研究缓冲材料振动传递率曲线的实现方法。方法 讨论了时域和频域分析方法的原理、 算法和具体实现过程; 在频域分析过程中, 采用加窗函数减少能量泄漏, 采用韦尔奇方法改进功率谱估计的方差特性; 采用振动台、 振动控制仪、 A/D转换板、 加速度传感器等硬件, 以正弦扫频方式对由质量块和缓冲材料组成的包装系统进行激励, 通过对采集到的激励信号和响应信号的分析处理, 得出缓冲材料时域和频域分析方法的振动传递率。结果 基于数据分析处理和振动传递特性测试实验的原理, 利用软件LabVIEW编制程序, 实现了缓冲材料振动传递特性测试系统的开发和振动传递率曲线的2种绘制方法, 2种方法得到的曲线比较接近。结论 该测试系统操作简单, 人机界面友好, 为缓冲包装材料的优化防振设计提供了强有力的工具。     

基于ABAQUS圆柱壳减振装置振动特性研究

目的研究圆柱壳减振装置在货物包装中的振动特性。方法利用有限元软件ABAQUS对圆柱壳减振装置的材料属性进行精确建模,使用模态分析方法得到圆柱壳减振装置在径向、横向和周向的模态振型云图,以及所对应的固有频率,在此基础上研究减振装置材料的弹性模量和货物重力对减振装置振动特性的影响。结果减振装置的自振频率随着材料弹性模量和货物重力的增加而显著提高,结合具体实例将减振装置在无重力挤压下的最低自振频率由原先的11.25 Hz提高到19.51 Hz,在重力挤压下由19.51 Hz提高到31.24 Hz,避免了共振的发生。结论通过改变减振装置材料的弹性模量可以有效避开外部激励源的谐振载荷频率范围。