对缓冲包装材料的尺寸以及应力

Q/WHX XX.XXX－20XX 缓冲包装设计规范（初稿）武汉虹信通信技术有限责任公司发布Q/WHX XX.XXX—20XX 目次目次 ............................................................................... I 前言 (III)缓冲包装设计规范 (1)1 范围 (1)2 规范性引用文件 (1)3 定义和缩略语 (1)3.1 定义 (1)3.2 宿略语 (1)4 一般要求 (2)4.1 缓冲包装设计目的 (2)4.2 缓冲包装设计应考虑的基本因素 (2)5 详细设计 (2)5.1 缓冲设计的基本依据 (2)5.1.1 冲击和振动 (2)5.1.1.1 冲击 (2)5.1.1.1.1 冲击强度 (3)5.1.1.1.2 冲击谱 (4)5.1.1.2 振动 (5)5.1.1.2.1 火车 (5)5.1.1.2.2 卡车 (5)5.1.1.2.3 飞机 (5)5.1.1.2.4 轮船 (5)5.1.2 产品的脆值 (6)5.1.2.1 脆值评定 (6)5.1.2.2 部分产品脆值参考 (6)5.1.3 不规则结构 (7)5.1.4 缓冲系统 (7)5.1.4.1 缓冲 (7)5.1.4.2 减振 (8)5.2 缓冲设计程序 (8)5.3 产品的特点 ....................................................... 错误！未定义书签。

5.4 流通环境 ......................................................... 错误！未定义书签。

5.4.1 冲击 ........................................................... 错误！未定义书签。

5.4.2 振动 ........................................................... 错误！未定义书签。

§§６缓冲包装设计§6－1概述冲击和振动是包装件在流通过程中受到的两种主要负荷，为了减缓内装产品受到外界的冲击和振动，保护产品免受损坏而采取一定防护措施的包装，称为缓冲包装。

缓冲包装的结构形式有多种多样，最常见的是采用弹性材料作缓冲衬垫。

缓冲衬垫的结构形式，因内装产品的质量、形状和尺寸不同而不同，按承载面积通常分为全面缓冲和局部缓冲。

全面缓冲多使用泡沫塑料条、纸板碎粒，薄片或采用现场发泡材料，局部缓冲多采用角垫，侧垫等形式。

缓冲包装设计包括冲击防护设计和振动防护设计。

冲击防护的主要目的是缓和冲击。

以缓冲材料作为内装物和包装箱中间的介质，来吸收冲击能量，延长内装产品承受冲击脉冲作用的时间。

设计时，先根据先决条件，计算缓冲材料的尺寸、形状，选择缓冲材料的种类和缓冲方式。

振动防护的主要目的是调节包装件的固有频率。

选择恰当的阻尼材料，把包装系统对振动的传递率控制在预定的范围内，特别是要避免共振现象。

§6－2缓冲衬垫设计的基本方法一、衬垫结构尺寸设计设计缓冲衬垫的基本要求是在保护产品免遭破损的前提下，选择适当的材料，确定合理的结构形状和尺寸。

设计的基本参数，除产品的重量和尺寸外，还有代表流通环境的跌落高度H，代表产品强度的脆值G，代表材料性能的缓冲特性参数C。

正确应用缓冲材料的特性曲线对包装结构作系统的定量分析，是缓冲结构设计的基本方法。

1. 应用缓冲系统――最大应力（c～σm）曲线设计衬垫尺寸c～σm曲线是表示材料缓冲能力的一种基本曲线，通过静态压缩试验求得。

如图5-12所示为几种常用缓冲衬垫最大缓冲系数――最大应力曲线的实际测试结果。

由图可知：缓冲系数C随最大应力变化的规律是凹谷状，开口向上，谷底最低点的坐标是最小缓冲系数和所对应的最应力。

① 不同品质的材料，具有不同的缓冲能力； ② 同样品种的材料，密度不同，缓冲特性也不同。

例6-1：重为10kg 的产品，脆值为80g ，要保证从60 cm 的高处跌落而不破损，若用密度为0.031g/cm 3的聚氯乙烯塑料泡沫，（见P99图5-12图线10作衬垫，试计算衬垫所需尺寸。

epe缓冲系数最大应力曲线随着现代包装技术和材料科学的发展，EPE（Expanded Polyethylene，膨胀聚乙烯）作为一种常见的缓冲材料，被广泛应用于各种产品的包装设计中。

EPE缓冲系数最大应力曲线是评估包装材料在运输过程中抗冲击性能的重要工具，对于保障产品安全具有重要意义。

EPE缓冲系数是指材料在受到冲击时，所吸收的能量与应力之比。

其计算公式为：EPE缓冲系数= 吸收能量/ 应力。

在实际工程中，通过测量EPE缓冲系数，可以了解材料的缓冲性能，为包装设计提供科学依据。

最大应力曲线则是描述材料在受到冲击过程中，应力变化规律的曲线。

在EPE材料中，最大应力通常出现在材料破裂前瞬间。

最大应力曲线具有以下特点：首先，曲线呈现出非线性特征，表明应力与应变之间不是简单的线性关系；其次，曲线具有转折点，反映了EPE材料在不同应力范围内的变形特性；最后，曲线趋于水平，表明材料在达到一定应力后，缓冲性能趋于稳定。

在实际工程中，通过分析EPE缓冲系数最大应力曲线，可以了解材料在不同应力下的缓冲性能，为包装设计提供依据。

同时，最大应力曲线还可以用于评估材料的疲劳性能，预测其在长时间运输过程中的可靠性。

为了充分发挥EPE缓冲系数最大应力曲线的作用，工程师需要在设计过程中注意以下几点：1.根据产品的重量、形状和运输条件，选择合适的EPE材料；2.确保EPE材料在包装设计中的厚度分布合理；3.结合EPE缓冲系数最大应力曲线，合理设置缓冲层厚度，以降低产品在运输过程中的应力水平。

总之，EPE缓冲系数最大应力曲线是评估包装材料抗冲击性能的重要工具，对于保障产品安全具有重要作用。

通过了解和运用EPE缓冲系数最大应力曲线，工程师可以更好地设计包装方案，降低产品在运输过程中的损坏风险。

缓冲衬垫计算方法一、缓冲系数与最大应力曲线法设计过程：①从C-σm 曲线上查出最低点的C 与σm 值②由下式求出缓冲面积A ：mσm WG A = 注：如果A 小于包装物面积，则可考虑部分缓冲包装；如果A 大于包装物面积，则可采用更换包装衬垫，以减少缓冲面积。

（包装物面积为38.7×25.9=1002.33）③由下式求出缓冲材料的厚度T ：mG CH T = 用此种方法计算三种不同密度的EPE 材料：⑴0.032g/cm 3由图可知C min =5.6，σm =0.17)(124517000808.97.2σ2m cm WG A m =⨯⨯==＞1002（cm 2） 更换衬垫 ⑵0.035g/cm 3由图可知C min =4.5，σm =140kPa)(2.151140000808.97.22cm WG A m m=⨯⨯==σ )(580905.4cm G CH T m =⨯==二、最大加速度与静应力曲线设计过程：①以G m 值在G m -σst 图中画一水平线②找出水平线与每根曲线的交点，得一T 值对应有两个σst 值 ③由公式：st WA σ=分别计算两点对应的衬垫面积由图可知σst 左=1,08kPa ，σst 右=7.0kPa ，T=5cm 左：)(24510808.97.22cm W A st =⨯==σ 右：)(8.3770008.97.22cm W A st =⨯==σ 三、校核1、挠度校核 克斯蒂娜公式：1)33.1(2min 〉T A （A min =A/2） 77.2)533.1(5.1222=⨯＞1 符合 2、蠕变校核5.5)1.01(5)1(=+⨯=+=r c C T T3、角跌落校核A 0=A=245cm 2cm A L 8.740==2228.2108.73232cm L A e =⨯== kPa A W e s 255.102108.08.97.2=⨯==σ 此时由图可知对应的G m =70g ＜80g ，校核通过。

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。

缓冲包装弹性系数计算公式引言。

在物流和包装领域，缓冲包装是非常重要的，它可以保护产品免受运输过程中的震动和冲击。

为了设计出合适的缓冲包装，我们需要了解材料的弹性系数，以确定包装对产品的保护程度。

本文将介绍缓冲包装弹性系数的计算公式以及其在包装设计中的应用。

缓冲包装的重要性。

在产品运输和储存过程中，产品往往需要经历各种振动和冲击。

如果产品没有得到良好的保护，可能会导致损坏或损失。

因此，缓冲包装的设计对于保护产品的完整性至关重要。

缓冲包装通常使用泡沫材料、气囊、填充物等来减轻外部冲击对产品的影响，但是要确定这些材料的合适性，就需要了解它们的弹性系数。

弹性系数的计算公式。

弹性系数是衡量材料在受力作用下变形程度的一个重要参数。

对于缓冲包装材料来说，弹性系数可以帮助我们确定材料在受到冲击时的变形程度，从而设计出合适的包装结构。

弹性系数的计算公式如下：弹性系数 = 应力 / 应变。

其中，应力是材料受到的力，应变是材料的变形程度。

弹性系数的单位通常是帕斯卡（Pa）。

在实际应用中，我们通常使用材料的应力-应变曲线来计算弹性系数。

通过施加不同的力并测量材料的变形程度，我们可以得到应力-应变曲线，从而计算出弹性系数。

应用举例。

假设我们需要设计一个泡沫填充的缓冲包装，以保护一个易碎的产品。

我们可以先对泡沫材料进行实验，测量其应力-应变曲线。

通过施加不同的力并测量泡沫材料的变形程度，我们可以得到应力-应变曲线，并计算出其弹性系数。

然后，我们可以根据产品的重量和易碎程度，确定所需的泡沫材料的厚度和密度，从而设计出合适的缓冲包装结构。

除了泡沫材料，其他缓冲包装材料的弹性系数也可以通过类似的方法进行计算。

通过了解材料的弹性系数，我们可以更好地选择合适的包装材料，并设计出更有效的缓冲包装结构。

结论。

缓冲包装的设计对于保护产品的完整性非常重要。

了解材料的弹性系数可以帮助我们确定合适的包装材料和结构，从而提高产品在运输和储存过程中的安全性。