根据冲击响应谱(SRS)确定产品冲击脆值新概念

实践证明,缓冲设计五步法存在保守因素,尤其在确定产品冲击脆值时更为突出,最终致使包装结构为过度包装.现提出根据实际输入激励下冲击响应谱(SRS)确定新的产品冲击脆值概念,此概念可为缓冲包装设计克服上述弊端提供一个可行方法.     

高脚杯缓冲包装力学性能有限元分析

目的研究设计的包装结构对高脚杯的缓冲效果。方法建立高脚杯缓冲包装件实体模型,导入Ansys/LS-DYNA中,确定材料的性能参数及边界条件,进行跌落仿真,分析仿真结果。结果根据跌落仿真得到的应力云图,分析在跌落和回弹过程中包装件及内装物的应力变化,通过对最大加速度进行分析表明,设计的缓冲包装结构能够使高脚杯的最大加速度在80g以下。结论设计的缓冲包装满足产品脆值要求,达到了缓冲包装的效果。     

缓冲包装设计可望突破性进展

一、知识背景众所周知,在考虑运输包装及实施缓冲结构设计时,无论应用五步法、六步法或其他方法时,其前提条件之一就是已知这个产品的脆值(或易损度)。按照运输包装的理论基础——包装动力学的论述,脆值指的是产品不发生物理损伤或功能失效所能承受的最大加速度。它通常用一个无因次量G值表示,G值指的是允许好产品上所能承受的最大加速度与当地重力加速度之比。目前,英、美、日等国都在各自有关标准或产品运输手册上列出了多类产品的G值范围。根据上述包装动力学中脆值概念可知,它表示了某一类产品的破损极限,一超过这个极限     

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。     

名词解释

又称“允许加速度”,“易损度”。物品能承受的最大冲击加速度极限,以重力加速度为单位,通常用G表示。它是缓冲包装设计和缓冲材料选择中必须考虑的重要参数。在流通过程中产生的加速度,超过允许加速度值时,就会造成包装产品的破损。     

聚乙烯缓冲材料多自由度跌落包装系统优化设计

在测试基础上,依据粘弹性力学理论,建立发泡聚乙烯缓冲材料动态非线性本构模型,并成功识别了模型参数;应用此模型在一定高度跌落冲击下,建立了多自由度包装系统动力学方程;依据物品响应加速度小于许用值及材料用量最小化两个原则,进行多自由度系统缓冲包装优化设计并获得最优解;基于最优解结构尺寸,测试了发泡聚乙烯缓冲系统的加速度响应值,数值算例及试验的结果表明理论值与试验值的平均相对误差都在0.8%以内。利用此设计方法可有效地避免欠包装和过度包装,克服了最大加速度-静应力曲线不能设计多自由度缓冲包装设计的弊端     

分析天平包装件随机振动仿真分析及优化设计

将有限元分析方法应用于分析天平包装件的模态分析和随机振动的加速度PSD分析,以获得应力分布云图和加速度功率谱密度响应曲线;对缓冲衬垫进行多目标优化设计以获得低成本高性能的缓冲结构。在Solidworks中建立有限元模型,用Ansys Workbench进行动力学仿真,分析包装件运输过程中的变形和振动情况,找出缓冲衬垫的薄弱点,以响应加速度、最大变形量和包装件质量为目标函数对分析天平缓冲衬垫进行响应曲面优化设计。经过响应曲面优化分析,优化值与初始值相比,包装件各项性能得到了提升。通过对分析天平包装件的仿真分析和优化设计,可以对缓冲衬垫结构尺寸进行改进,降低产品运输途中的破损率,并实现缓冲结构轻量化。     

C楞瓦楞纸板跌落缓冲包装优化设计

目的研究C楞瓦楞纸板的非线性包装系统在运输过程中的跌落特性,建立非线性包装产品系统模型,并得到系统动力学方程。方法依据物品响应加速度小于许用值及材料用量最小化等2个原则,进行缓冲包装优化设计并获得最优解。结果所建立的缓冲模型,可以直接用于缓冲包装设计。结论克服了用最大加速度-静应力曲线来设计缓冲包装需要大量实验和较多数据的弊端,为其他缓冲材料在缓冲包装设计中提供一般方法。     

基于杆式弹性易损部件的非线性系统跌落冲击研究

摘要：针对多自由度缓冲包装产品设计中杆式结构部件在工作过程中容易发生损伤而引起系统失效问题,本文提出将产品主体假设为刚性,杆式结构处理成均匀分布的弹性体结构,进而建立刚性—弹性体的非线性耦合模型及运动微分方程,并运用差分方法进行求解,得到杆式易损零件非线性包装系统的数值解。算例结果表明:杆式易损部件的最大加速度位于杆的自由端,此处应力最小;最小加速度出现在杆的根部,此处应力最大。杆根部位置的最大应力是否超过弹性部件的比例极限成为产品失效的有效判据。     

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。     

弹簧安装方式对质量非均衡产品缓冲系统的影响

目的为研究质量非均衡产品在不同弹簧隔振器安装方式下缓冲包装系统的振动响应特性。方法建立质量非均衡产品缓冲包装系统的数学模型,采用四阶龙格库塔法对振动响应进行对比分析,通过有限元仿真模拟侧向弹簧不同数目和安装位置点的质量非均衡产品的振动响应特性,并分析其修正的可行性,再进行验证。结果侧向弹簧数目为1时安装在侧棱中点,侧向弹簧数目为2时安装在侧棱上对非均衡产品缓冲系统的振动响应修正效果较佳。结论质心偏移对质量非均衡产品缓冲系统的加速度影响较大;偏心距离较大时,可适当改变较大偏心位移方向的弹簧刚度,对其进行修正优化,为质量非均衡产品的缓冲包装设计提供了方法和依据。     

冰箱的缓冲包装CAE分析

目的研究冰箱在运输过程中的振动和冲击特性。方法利用Pro/E建立冰箱缓冲包装模型,并对模型进行适当简化,然后利用有限元分析软件Ansys对冰箱缓冲包装的振动和冲击特性进行模拟分析计算。结果求出了冰箱缓冲包装的固有频率与固有振型,以及在公路运输过程中受到振动和冲击下的动态响应。结论所提出的模拟产品包装系统的振动和冲击特性的方法,不仅缩短了产品的设计周期,而且为电子产品的包装设计提供了依据。     

吊灯灯罩缓冲衬垫的随机振动仿真分析及实验验证

目的研究吊灯灯罩纤维模塑缓冲衬垫在随机振动激励下结构设计的合理性,及其对产品的保护性能。方法利用Ansys软件对吊灯灯罩纤维模塑缓冲衬垫包装件进行模态分析,获取包装件的固有频率和振型,将路面随机振动激励谱作用于纤维模塑缓冲衬垫包装件进行仿真分析,得到包装件的应力、应变云图和加速度功率谱密度响应曲线等,以此分析其结构设计的合理性以及对产品的保护性能,并进行实验验证。结果灯罩所受应力值远小于灯罩材料所能承受的最大屈服应力值(75 MPa),吊灯灯罩保存完好;有限元分析得到的结果与实测结果一致。结论纤维模塑缓冲垫结构设计合理,强度可满足保护产品的要求;利用有限元仿真分析解决纤维模塑缓冲包装制品的随机振动问题是可靠的,适用于动态环境下同类缓冲制品性能的研究,为缓冲包装产品性能预测、结构设计及优化提供有效分析手段。     

包装件缓冲特性的有限元仿真可靠性分析

目的研究计算机有限元仿真在缓冲包装研发环节的可靠性。方法利用计算机仿真进行缓冲包装研发,能够较全面地提供所需参数,缩短开发周期,但计算机仿真的可靠性有待进一步验证。通过Ansys Workbench对智能灯泡包装件的缓冲特性进行仿真分析,主要分析包装衬垫的加速度响应,并结合传统的振动与跌落试验进行对比。结果振动、跌落的仿真结果与真实试验的结果误差分别为9%和15.91%,排除客观存在的误差,两者差异在可接受范围内。结论验证了有限元仿真方法在缓冲包装研发环节的可靠性,可为传统的包装研发环节提供新方法。     

面向电脑SRS要求的缓冲包装设计

电脑的缓冲垫要求按冲击响应谱的破损边界曲线进行设计.全面介绍了冲击响应谱的基本原理、测试及其在电脑缓冲垫设计中的应用.该研究完善了当前冲击脆值理论,使缓冲包装设计更精确,更符合实际.     

一类非线性二自由度弹簧振子的动力学仿真研究

目的研究二自由度正切型系统的动态特性,为缓冲包装设计提供理论依据。方法建立一类正切非线性缓冲系统二自由度振子模型,采用数值仿真手段讨论质量比、频率比、易损件阻尼、缓冲材料阻尼等对振子变形响应的影响规律。结果质量比和频率比对最大变形影响非常小,缓冲材料阻尼对最大变形的影响最显著,是控制材料变形的主要因素。结论通过改变缓冲材料的阻尼来控制缓冲垫的变形,完成相应的缓冲包装设计。     

现代包装力学

包装工业现代化提出了许多与力学各分支学科相关的问题。从缓冲包装理论、产品脆值和破损边界理论、包装材料、包装容器和缓冲包装设计方法等方面，阐述了有关的力学问题和目前的研究工作进展，初步构划出现代包装力学的学科体系。     

包装动力学中的若干问题

对现代包装动力学的含义、研究目的与涉及的基本内容作了比较深入的阐述。对包装防震缓冲、物品易损度、缓冲包装材料、包装防震缓冲设计等方面的进展和存在的问题作了综述和分析。提出了今后的主要研究方向。