半正弦波冲击时发泡聚苯乙烯衬垫破损边界曲线的研究

为研究发泡聚苯乙烯缓冲衬垫包装材料在半正弦波脉冲激励下的冲击响应,建立了动力学模型,应用数值计算方法,从而得到产品包装系统的冲击谱和破损边界曲线,结果表明,脉冲幅值、发泡聚苯乙烯缓冲衬垫的系统参数(α、β)对系统冲击谱和破损边界曲线有显著的影响.     

基于冲击响应谱的产品脆值描述与测试

介绍了冲击响应谱的基本理论,针对传统脆值理论的不足,提出产品脆值的冲击响应谱描述理论与方法.讨论了基于冲击响应谱的产品破损边界曲线具体测试方法与步骤,该测试方法简单宜行.瓷砖脆值测试的实验结果表明,在不同频率下产品的临界响应加速度不同,二者不存在简单的函数关系.进一步说明了传统脆值理论的局限性以及所提理论与方法的有效性,从而为产品脆值的有效描述与缓冲包装设计提供理论基础.     

苏打饼干破损边界曲线研究

以苏打饼干单片和单包为研究对象,应用破损边界理论,设计相关实验,测试饼干在不同破损率条件下各个方位的速度变化及加速度,构造出饼干的破损边界曲线.结果表明,饼干不同方位的破损边界曲线都不相同,且同一方位的跌落下,不同破损率破损边界曲线也不相同.为这类产品的缓冲包装设计提供理论基础.     

半正弦脉冲激励下洗衣机的冲击谱分析

建立了洗衣机的冲击振动模型，研究了半正弦脉冲激励下洗衣机的冲击响应。箱体和桶体具有不同的冲击谱峰值，它们都随缓冲垫刚度分配参数β和δ变化。调整缓冲垫刚度分配可使箱体和桶体冲击谱分别与其脆值匹配。     

半正弦波冲击下瓦楞纸板缓冲包装衬垫破损边界的研究

以瓦楞纸板平压本构模型为基础,建立动力学方程,研究相关参量对瓦楞纸板缓冲包装系统冲击谱和破损边界的影响,并通过数值计算得到结果,表明瓦楞纸板缓冲性能与阻尼系数、线性参量、正弦参量及正切参量关系显著.     

半正弦激励下多层果品冲击力学特性研究

果品损伤与外界冲击激励的关系是科学控制果品冲击损伤的一个必要条件。采用Kuwabara-Kono模型描述果品的黏弹性,并在此基础上建立了多层果品的动力学模型,研究了半正弦脉冲激励下的多层果品冲击动力学特性,得到了果品典型冲击损伤特征参数随脉冲激励变化的规律。结果表明：果品特征参数、脉冲激励幅值、层数等对各层果品加速度响应峰值、达到峰值的时间等损伤指标影响显著。     

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.     

半正弦脉冲激励下双线性包装系统位移损坏边界确定的解析方法

运用包装动力学中的位移损坏边界新理论，选择简化自典型缓冲系统的双线性动力学模型，用解析方法首次获得了半正弦脉冲激励下的位移损坏边界。论文的分析思路与方法，为从理论上探讨不同力学特征缓冲系统的防护规律可能有所启迪。     

基于冲击谱绘制产品破损边界曲线：算法及程序实现

阐述了应用冲击谱推导广义破损边界曲线,介绍了一种适于计算冲击谱的数值算法——样条函数法;用Turbo Pascal语言编制了相应的计算机程序,并以后峰锯齿脉冲为例列出了输出结果。     

半正弦波冲击时立方非线性产品包装损坏边界曲线

通过建立增量方程，应用三次Ｂ样条函数配点法，求得了半正弦波冲击时具有立方非线性产品包装损坏边界曲线，讨论了硬非线性和软非线性、易损度对产品损坏边界的影响。     

复杂激励条件下产品易损性评价方法的探讨

以产品跌落试验实测数据为依据，讨论了一种基于易损零件冲击谱，用临界加速度和临界位移两个指标确定产品易损性的新方法。     

缓冲包装系统跌落破损边界曲线研究

建立了线性和非线性缓冲包装系统的无量纲跌落冲击方程,得到了产品最大加速度响应,提出了评价线性和非线性包装系统产品安全与否的跌落破损边界曲线概念。对于线性包装系统,固有频率和跌落冲击速度是产品跌落破损的评价量;对于非线性包装系统,系统参数和无量纲跌落冲击速度是产品跌落破损的评价量。     

物品包装系统位移损坏边界

Ｒ．Ｅ．Ｎｅｗｔｏｎ提出的基于物品易损度的加速度损坏边界概念及其表达式仅反映了为保护物品安全，对其加速度响应的限制，未考虑缓冲衬垫压缩变形范围有限的制约条件。本文对物品的相位位移响应引入约束条件，首次定义了物品包装位移易损度及位移损坏边界，与加速度损坏边界相结合，用以确定物品包装系统的安全区，讨论了两类损坏边界的关系。并推导了后峰锯齿脉冲及矩形脉冲作用下，双线性及线性包装系统损坏边界的表达式。     

缓冲包装设计中构建破损边界曲线的新途径

多年的运输包装实践说明,根据传统破损边界曲线(DBC)得到的产品脆值应用到缓冲包装设计时,常会产生保守性,导致过度包装及包装材料的浪费等。根据瞬态振动理论中冲击响应谱(SRS)的基本特性,采用Biot模型代表一个产品的结构系统模型,则该结构系统是由一系列单自由度(SDOF)质量-弹簧振子所组成,再获得其SRS。通过现代的实验装置及先进测头可以获得结构系统中易损元件的SRS。然后根据工程力学中动荷系数的概念,在上述易损元件SRS基础上,设定易损元件危险点处最大应力达到弹性极限时,SRS表示的最大响应加速度值即达到了临界值,在此基础上绘制新的DBC,据此可求得基于响应加速度的新脆值。此新脆值使用在缓冲包装设计时,将会避免上述传统脆值可能带来的保守性。     

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。     

Statistical Analysis of Mechanical‐Shock Fragility Test Results

The mechanical‐shock fragility testing methods applied to packaging and product designs according to Japan Industrial Standards Z 0119:2002 incur some problems related to statistical analysis. One such problem is that the applied shock levels are increased in steps. We cannot determine the true fragility values for each sample. This is called interval‐censored data. If the maximum level of non‐damaging shock is selected for each sample, the calculated average will be too small. Another problem is that the number of shocks is limited to a maximum of 5 or 6, so as to minimize the effect of the accumulated fatigue. Therefore, if we determine the considerably high first shock level, initial‐censored data are obtained by the failure of the product when subjected to the planned first shock. If we determine the considerably low final shock level, final‐censored data are obtained when the product has not been damaged by the application of the planned final shock. These problems make statistical analysis difficult. We therefore propose an improved analysis method for data including interval‐censored, initial‐censored, and final‐censored data, and provide examples in which the method is applied to the results of a drop test. The results of the examples show that the proposed method is practical and that the censored data yields errors and loss of accuracy for the statistics. Finally, by means of a comparison between the staircase method of ISO 7765‐1:1988 and the method of JIS Z 0119:2002, we analyse the advantages and disadvantages of the respective methods. Copyright © 2017 John Wiley & Sons, Ltd.     

Test method for enhanced mechanical shock fragility statistics accuracy

An optimum cushioning package, which is neither excessive nor inadequate, must be designed to ensure cushioning performance that maintains an acceptable failure rate during transportation while also minimizing packaging costs. For this purpose, statistics pertaining to transport hazards and product shock strength must be engaged. The proposed study presents a test method to enhance the statistical accuracy of mechanical shock fragility of products. Sample statistics are invariably unknown; hence, optimum test‐setting values cannot be determined at the beginning. The proposed test method has been devised for determining optimum test‐setting values of the (n + 1)th sample using statistics of n samples being tested. An improvement in the estimation accuracy of the variation coefficient for the critical‐velocity‐change test was confirmed via simulations performed using the proposed method. Optimization of the test‐setting value has also been experimentally confirmed. A comparison of histograms and statistics obtained using experimental results has demonstrated that the proposed method can better estimate distribution shapes compared with the simple method. An example of the application of experimental results to stress‐strength models has also been described. The observed result has a considerable influence on the design of cushioning packages, thereby demonstrating effectiveness of the proposed method.     

应用统计能量分析预测机械冲击脆值

确定产品冲击脆值的方法都是破坏性试验,现提出应用统计能量分析预测冲击脆值的基本原理,这种非破坏性方法可以避免破坏性试验的缺点。     

半正弦波脉冲激励下斜支承系统冲击特性

以斜支承弹簧系统为研究对象,考虑半正弦波脉冲激励,建立系统几何非线性冲击动力学方程。以系统响应加速度峰值与脉冲激励幅值之比为描述系统的响应指标,系统支承角及无量纲脉冲时间为变量,构建系统三维冲击谱。利用四阶龙格-库塔数值积分讨论系统支承角、无量纲脉冲激励时间、无量纲脉冲激励幅值以及系统阻尼等对系统响应的影响。研究表明,系统响应对脉冲激励时间存在敏感区域,控制系统的刚度可避开敏感区;系统支承角对响应影响较大,随支承角的减小,系统响应峰值敏感区域变大;随脉冲激励幅值增加系统响应峰值波动加剧,且敏感区域变大;增加系统阻尼可有效地改善系统抗冲击特性。