《缓冲包装动力学》实验指导书08.5

目录1绪论 (1)1.1包装的定义 (1)1.2缓冲包装概述 (1)1.2.1缓冲包装的定义 (1)1.2.2缓冲包装的目的、要求与原则 (1)1.2.3 缓冲包装设计考虑的因素 (2)1.2.4 缓冲包装的意义 (2)1.3 本课题研究的内容意义和目的 (2)2 缓冲包装理论概述 (4)2.1缓冲包装理论及发展 (4)2.1.1缓冲包装理论的发展 (4)2.1.2 缓冲包装设计理论存在的问题 (5)2.1.3 缓冲包装技术的发展趋势 (6)2.2 脆值与边界破损理论 (7)2.3 缓冲包装的方法 (9)3 家电缓冲包装概述 (10)3.1 家电流通环境 (10)3.2 家电缓冲包装现状及趋势 (13)3.2.1家电缓冲包装现状 (13)3.2.3我国家电包装存在的问题 (15)3.3 缓冲包装材料 (15)3.3.1 缓冲包装材料简介 (15)3.3.2 缓冲材料选择的要求 (16)3.3.3 市面上家电包装所用外包装箱和缓冲衬垫材料性能及结构特点分析 (17)4仿真实验 (30)4.1 本课题缓冲包装对象的选择与描述 (30)4.2缓冲结构设计 (30)4.3绘制缓冲衬垫的简化易损结构 (31)4.4确定材料属性 (31)4.5定义约束和载荷 (32)4.6三维建模 (32)4.7Pro/MECHANICA分析 (34)4.8具体实现步骤 (36)4.8.1有限元模型的建立 (36)4.8.2 进行基本应力（静应力和屈曲）分析 (45)5结论 (53)参考文献 (54)致谢 (57)1绪论1.1包装的定义包装是伴随着人类生产活动的发展而发展的。

当生产的产品出现剩余，人类要求进行产品间的交换或销售。

这种为在流通过程中保护产品，方便储运，促进销售，按一定技术方法而采用容器、材料及辅助物等的总体名称，就叫做包装[1]。

产品包装是保护产品的使用价值、保护产品的性能、结构和外观的主要手段，也是生产、储运和销售过程的需要。

包装动力学与缓冲包装设计引言包装是将商品保护、展示和运输的重要手段之一。

在商品的生命周期中，包装的设计和材料选择至关重要。

特别是对于易碎品和贵重品来说，包装的缓冲设计是非常重要的。

本文将介绍包装动力学和缓冲包装设计的基本原理和方法。

包装动力学包装动力学是研究包装在运输过程中所承受的力学和振动影响的学科。

运输过程中，包装容易受到振动、冲击和压力等外力的影响，从而导致商品的破损。

因此，了解包装在运输中的动力学特性对于包装的设计至关重要。

包装动力学研究的主要内容包括包装在运输过程中受到的力学和振动特性的测量和分析，以及各种外部因素对包装的影响，如路面状态、运输工具的振动等。

通过针对不同的运输方式和包装材料的特性进行实验研究，可以得出各种包装在运输过程中的振动、冲击和压力等特性，为包装的设计和改进提供科学依据。

缓冲包装设计原理缓冲包装设计是通过选择适当的材料和结构，减少或消除运输过程中对商品的振动、冲击和压力等不良影响，保护商品的完好性。

缓冲包装设计原理包括以下几个方面：1. 选择合适的缓冲材料缓冲材料的选择应根据商品的性质和运输过程中的动力学特性来确定。

常见的缓冲材料包括泡沫塑料、泡沫纸板、气泡膜等。

不同的缓冲材料具有不同的缓冲性能，需要根据具体情况进行选择。

2. 设计合理的缓冲结构缓冲结构的设计应充分考虑商品的形状、重量和运输过程中受到的力学和振动特性等因素。

合理的缓冲结构可以通过增加缓冲材料的厚度、使用缓冲材料填充空隙等方式来实现。

3. 考虑运输环境和运输路线不同的运输环境和运输路线对包装的振动和冲击影响有所不同。

在设计缓冲包装时，需要考虑运输环境的不同，选择适合的缓冲材料和结构。

同时，还要考虑运输路线的不同，避免长时间运输和复杂路况对包装的不良影响。

缓冲包装设计实例以电子产品手机的包装为例，介绍缓冲包装设计的实际应用。

1.缓冲材料的选择：选用具有较好缓冲性能的泡沫塑料作为内包装材料，以吸收外部冲击和振动。

实验二缓冲包装材料动态压缩试验一、实验目的动态试验比静态试验更接近于包装件实际受载情况，更能真实地反映材料的缓冲性能，因而用动态缓冲特性曲线设计缓冲包装精度会更高。

通过对材料进行动态压缩试验，掌握实验的原理、实验步骤和缓冲材料冲击试验机的使用方法，并绘出最大冲击加速度—静应力（G m— st）曲线。

二、试验原理重锤从预定跌落高度自由冲击缓冲包装材料试样，然后利用固定在重锤上的加速度传感器测量出冲击加速度—时间曲线、冲击波形、冲击持续时间及最大加速度。

在不改变缓冲包装材料试样的厚度和跌落高度的情况下，只改变重锤的重量，则得到一系列最大加速度和静应力。

以静应力为横坐标、最大加速度为纵坐标，可得到缓冲包装材料的最大加速度—静应力曲线。

若保持跌落高度不变，仅改变缓冲包装材料的厚度，则可以得到对应于不同厚度的最大加速度—静应力曲线簇。

若保持缓冲包装材料的厚度不变，仅改变跌落高度，则可以得到对应于不同跌落高度的最大加速度—静应力曲线簇。

三、试验仪器设备缓冲包装材料的动态缓冲特性测试系统如图所示，它是由缓冲材料冲击试验机和测试系统两部分组成。

图缓冲包装材料的动态缓冲特性测试系统1．缓冲材料冲击试验机缓冲材料冲击试验机由底座、导柱、冲击台、重锤（可配砝码调节重量）、提升装置、释放装置、制动装置等组成。

2．试验测试系统测试系统包括加速度传感器、放大器、显示或记录装置等。

测试系统应具有足够的频率响应，在测量范围内，测试系统的精度应在±5%之内。

目前，测试系统一般还具有数据分析与处理功能，能够绘制缓冲特性曲线，以及各类数据文件管理等的功能。

四、试验样品1．样品材料、试验样品的取样、试验样品的尺寸和试验样品的测量要求与静态压缩试验完全相同。

2．按照国家标准GB/T 8167（包装用缓冲材料动态压缩试验方法）的要求，为了得到最大加速度—静应力曲线，要求通过试验至少测得该曲线上的5个点，再由这些点绘制出完整曲线。

《缓冲包装动力学》部分习题注：计算题部分请自己完成。

注意：①第一次出现的符号必须说明意义；②计算题要写清楚步骤；③计算时注意单位要一致；④计算时要先写公式，再代入数据，最后直接出结果，每一步骤都有分；⑤问能否之类的计算题等，最后一定记得“答：，”把结果显示地说出来。

一、填空题1．振动体在受到初干扰(初位移或初速度)后，仅在弹性恢复力的作用下在平衡位置附近作往复运动，称为自由振动。

根据阻尼情况，可分为无阻尼振动和有阻尼振动。

2．包装件振动系统的固有频率取决于系统的质量和弹簧刚度，而与运动的初始条件无关。

对于确定的包装件振动系统，不论运动的初始条件如何，包装件总是以其固有频率进行振动。

3．包装件在外力作用下，包装件的尺寸及形状，总会有不同程度的改变，这种改变称为变形。

变形分弹性变形和永久变形(也称残余变形)。

弹性变形：指外力离去后，变形即行消失。

永久变形：指外力离去后，变形仍然存在，包装件的尺寸及形状不能恢复。

4．在外力作用下，包装件中发生与材料变形同时而生的内力，内力抵抗外力的企图使包装件变形、毁坏。

在简单压缩、拉伸时内力的数值与外力相等。

单位面积上的内力称为应力。

5．变形有四种基本形式：1)压缩及拉伸。

2)剪切。

3)扭转。

4)弯曲。

许多包装件的变形是复杂的，是以上四种变形的组合。

6．刚度系数也称弹簧常数，是包装所受力的增量与在此力的增量作用下包装所产生的位移增量之比，是包装的一种刚度量。

刚度系数可理解为单位压缩量所需的力。

包装刚度系数与包装材料性质、尺寸及包装形状等有关。

刚度系数越小，包装件的刚性越好，包装件的弹性越好。

1n17．n个缓冲垫串联等效刚度k：，表明弹簧串联后其等效刚度变小。

k ki 1in8．n个缓冲垫并联等效刚度k：k k，表明弹簧并联后其等效刚度变大。

ii 19．包装材料受到纵向压缩时，在横向上同时发生拉伸变形。

在弹性范围内，横向应变与纵向应变之比为一常数，这个比值称为泊松比。