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。     

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。     

半正弦激励下烤箱脆值及破损边界曲线试验分析

目的为了获取烤箱产品在半正弦激励下的破损边界曲线和机械冲击脆值,解决因脆值选取不合理而造成的过包装问题。方法参考ASTM D 3332及相关理论,并通过预试验确定试验的相关参数,根据预试验参数,分别进行产品临界速度变化量测定试验,以及临界加速度测定试验,从而确定产品的破损边界曲线和脆值。结果该产品的临界速度变化值Δvc=2.27 m/s,第1次和第2次临界加速度测量值分别为Gm1=72.93g,Gm2=65.06g,脆值G=52g,并得到了破损边界曲线。结论试验结果为缓冲包装设计提供了可靠的脆值数据,为包装结构设计的合理性提供依据;试验中运用的产品破损边界曲线及产品本身的机械冲击脆值的测定方法对同类试验具有一定参考意义。     

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。     

液晶电视跌落测试动态脆值分析

论述了液晶电视全瓦楞缓冲包装结构设计方案,并对跌落测试数据进行了分析,论证了缓冲衬垫在装配过紧或较松的情况下,包装件在跌落测试中会产生不同的冲击响应谱曲线。据此提出了动态脆值概念,利用反推法寻求了最适合的动态脆值,优化了产品缓冲包装设计。     

汽车大灯的全纸运输包装设计

针对汽车大灯运输包装的保护性、环保性较差的现状,以某品牌汽车大灯为例,提出全纸运输包装设计方案。采用缓冲包装设计"六步法",先对国内物流运输环境及汽车大灯自身特性进行分析,确定设计目标;其次,选择合适的包装材料进行创新性包装结构设计;最后将设计方案制作实样,进行包装性能测试试验,并针对试验过程中出现的问题提出了改进措施。采用"1角3棱6面"方式对改进后的缓冲包装进行等效跌落高度1.2 m的自由跌落试验,结果显示面5的跌落对汽车大灯影响最大,冲击最大加速度为15.1g,远小于大灯脆值,且缓冲结构无明显破损。正弦扫频及随机振动试验结果显示,缓冲包装避开了汽车大灯自身的共振频率。该方案的内部缓冲件具备良好的缓冲、防振和堆码性能,且采用全纸包装材料,绿色环保,易于加工。     

单晶硅片循环包装设计与可靠性分析

目的 以某公司M10型单晶硅片为研究对象,基于缓冲包装六步法及4R1D原则设计安全经济的单晶硅片循环包装方案。方法 使用Creo软件建立3D模型,利用ANSYS LS-DYNA进行堆码跌落仿真,结合跌落试验结果验证包装的可靠性。结果 动态跌落仿真在角跌落工况下,跌落角产生最大应力为34.42 MPa,小于包装箱许用应力40 MPa;产品最大响应加速度为38.71g,发生在棱跌落工况,小于产品脆值50g。试验与仿真平均误差为8.30%,在450mm跌落高度下。使用此循环包装方案,产品整体破损率降低了8.02%。结论 此循环包装的安全性、便利性和经济性优于现有一次性包装的。     

燃气灶无纸箱热收缩保护性包装结构设计与评价

目的 为打破家电泡沫加纸箱的传统包装形式,大胆创新设计无纸箱小家电燃气灶的热收缩包装,并使用CAE分析方法评价该包装的缓冲性能。方法 根据燃气灶产品特性设计缓冲衬垫结构,以热收缩膜直接紧紧包裹产品和缓冲衬垫的包装形式为评价对象,用Pro/E完成产品建模,导入Ansys Workbench完成跌落仿真分析,最后进行实验评价。结果 仿真结果表明,最大加速度出现在5.6 ms处,最大值为14.86g,小于产品脆值,仿真结果合格;跌落实验后,缓冲衬垫轻微变形,产品完好无破损,该包装方案可行。结论 验证了燃气灶无纸箱的热收缩包装的可靠性,为后续小家电的无纸箱包装提供了新思路。     

基于产品冲击临界值的缓冲包装设计

为避免脆值技术在SSD固态硬盘缓冲包装出现过保护的现象,本文引入基于产品抗冲击临界值的实验方法,结合缓冲包装设计原理来确定其包装方案,实施跌落试验验证此方法对该SSD产品在实际缓冲包装中的有效性。并与传统的包装脆值技术进行比较,指出此方法避免了缓冲包装过保护和高成本的问题。     

“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。     

框架式灯具缓冲包装结构设计

目的 在绿色包装设计的新要求下,改进传统塑料包装方案,以框架式灯具的安全运输为例,设计一种面向框架类产品的全瓦楞纸板的绿色缓冲包装.方法 以缓冲包装六步法为依据,利用平面材料立体化造型设计方法,设计全瓦楞纸板缓冲包装结构,并利用E和B型瓦楞纸板分别制作出2套结构尺寸相等的缓冲包装.根据ISTA-1A标准对2组包装件进行跌落试验,通过安装在灯具上的传感器测试的数据及包装件的变形,研究瓦楞板厚度对包装件缓冲性能的影响,综合评价包装件的缓冲性能.结果 对2套不同厚度的瓦楞纸板缓冲包装结构,分别进行一角、三棱、六面的跌落测试,得出了相应加速度-时间曲线和包装件变形图.结果 表明,跌落过程中灯具系统的最大加速度为684.17 m/s2,小于灯泡脆值(784 m/s2),并且灯架未变形,灯泡及配件均未损坏,B型瓦楞板制作缓冲包装结构在试验后相对于E型瓦楞板制作的变形更小.结论 2套全瓦楞缓冲包装具有良好的缓冲性能,厚度大的纸板具有更好的缓冲效果,能有效缓冲框架灯具在物流运输过程中所受到的冲击,适用于装卡在其他框架类产品的两端,具有较好的使用价值和应用前景.     

新型叠层结构瓦楞纸板设计及其动态性能研究

目的 设计一种新型叠层结构瓦楞纸板,解决传统瓦楞纸板耐反复冲击性能较差等问题,获得缓冲及防振性能提升的包装用新型瓦楞纸板。方法 首先设计新型纸板芯纸结构;其次设定新型纸板和传统纸板参数,并手工制作试样;最后对这2种纸板分别进行动态缓冲性能试验和随机振动试验,对比分析2种纸板性能。结果 动态缓冲性能对比试验表明,在不同跌落高度下新型纸板的缓冲性能优于传统纸板;在反复冲击条件下,新型纸板的累积缓冲性能亦优于传统纸板的。随机振动试验表明,新型纸板的减振区间为63.4～200 Hz,而传统纸板在5～200 Hz内无减振现象;新型纸板在40 Hz左右的振动传递率达到峰值4.2,传统纸板的固有频率为163 Hz,新型纸板在此频率下弹性模量相对较小;新型纸板用于公路、铁路运输包装设计时应避开40Hz的共振频率。结论 与传统纸板相比,新型纸板的动态缓冲性能及减振性能均有提升。     

基于Ansys的缓冲材料结构单元

目的研究纸浆模、EPE材料的单元结构与组合结构,以提高其缓冲性能。方法通过Ansys仿真分析单元结构的静态压缩实验,对比不同材料结构单元在静载时的承载能力,在此基础上,建立产品缓冲结构单元模型,运用Ansys/LS-DYNA的Drop Test模块进行动态跌落实验,比较不同材料结构单元与缓冲性能,并通过试验验证。结果验证了组合结构在静载和跌落冲击时的缓冲性能优于单个缓冲结构。结论在缓冲包装中,通过优化缓冲结构单元可提高结构的缓冲能力。     

新型悬浮包装的设计与实现

目的针对现有悬浮包装价格昂贵、难以回收利用的问题,设计一种新型悬浮包装。方法以性能良好的PE薄膜为缓冲材料,以高强度的瓦楞纸盒为缓冲结构,制作新型悬浮包装,并将白炽灯紧固于该悬浮包装中,进行跌落试验,验证其缓冲性能。跌落高度为800 mm,包括1次角跌落、3次棱跌落和1次面跌落。结果试验结果显示试样外包装箱的1个角发生形变,缓冲衬垫完好,产品外观和功能无损,说明该包装件对跌落冲击的防护能力达到设计要求。结论该新型悬浮包装具有结构简单、性能良好、生产成本低、可回收利用等优点,能够满足运输过程对缓冲包装性能的要求。     

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。     

鲜鸡蛋的缓冲兼销售包装设计

目的针对鲜鸡蛋自身特点,提出兼具缓冲和促销功能的创意包装结构设计。方法以鸡蛋包装的保护性能为首要目标,基于缓冲包装"六步法"。首先进行鸡蛋物流环境数据采集,其次通过试验掌握鸡蛋本身的力学性能,再次选择环境友好型纸质包装材料进行包装结构d xs设计,最后结合运输环境数据对设计方案打样并进行包装性能测试试验。结果经过等效跌落高度为1.2 m的冲击跌落试验及随机振动试验,内装鸡蛋均无破损,包装件外形完好。结论该包装设计具有良好的缓冲性能、便携性能及促销性能。