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1、缓冲包装系统在振动环境中的动力学研究西北轻工业学院硕士学位论文缓冲包装系统在振动环境中的动力学研究姓名:黄晶申请学位级别:硕士专业:机械设计及理论指导教师:陈满儒;刘乘2002.2.1丫摘要摘要本文首先介绍了缓冲包装动力学研究现状,分析了机电产品在运输过程冲的损坏形式,然后阐述了运用对缓冲包装系统进行有限元仿真分析的可行性及其经济意义、开发这一课题的重要性,并对其目前的情况做了简单的概括,明确了该课题的任本文主要就以下几个方面的内容作了研究和探讨工介绍了缓冲包装系统集中质量模型振动的各种情况,从一个自由度到多自由度系统,从线性系统到非线性
2、系统情况下包装件的响应及缓冲衬垫设计。阐述了建立实体模型的原理及有限元分析方法,运用软件对缓冲包装件模型进行静态和动态分析。按照国家标准,在试验条件下模拟缓冲包装件在实际运输条件下受激励时响应情况。同时将试验结果与计算机分析结果比较,明确本课题的实际意义。关键词缓冲包装系统包装动力学盗前有限元分析计算机模拟。丘绪论绪论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和销售。这种为在流通过程中保护商品、方便贮运、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,就叫做包装包装是实现商品价值和
3、使用价值的手段,是商品生产与消费之间的桥梁。在流通过程中。包装对保护商品、美化商品、宣传商品以及对商品的贮藏、运输、销售、使用都起着十分重要的作用。包装作为一门新兴的科学技术,作为一种跨行业、跨部门、多种学科互相渗透的边缘性学科,是随着现代包装工业的壮大而不断发展起来的。为保护商品在流通过程中不因受到冲击和振动而破坏所实施的包装称为缓冲防振包装,亦称缓冲包装。而将商品、缓冲衬垫材料及包装容器等构成的整体成为缓冲包装系统。有资料表明,我国的商品因包装不善引起流通过程中的直接经济损失绝对数每年达亿元年代直接损失仅亿元这些产品涉及民用陶瓷、鲜蛋
4、、鲜果、玻陶制品,家电产品等,给用户和厂家都造成严重的经济损失,有的还导致索赔纠纷。包装件在运输储存的过程中损坏的主要因素是流通过程中的装卸、运输、储存等环节的特性。装卸分为人工和机械化装卸两大类。运输分公路运输、铁路运输、空运、海运或内河航运以及由上述两种或两种以上运输方式的组合,特性各不相同。储存的优劣与仓储条件关系很大,如堆码高度、温湿度调节等等。内装产品的特性。由于内装产品的不同,必须具体问题具体对待。包装设计。针对不同的流通过程和不同的内装产品,按照成本最低等原则确定包装件的尺寸、质量、形状、包装材料和包装结构以及总体搬运辅助绪
5、论装置等。为了减少因包装不善造成的损失,大家都在寻求减损的对策。有人提出包装技术落后是重要原因,但是把包装技术落后归结为手工搬运、野蛮装卸,这仍然没有抓住问题的症结。事实上,相当多的情况是许多商品根本不符合质量要求,经受不住流通过程中的各种严酷环境,包括野蛮装卸在内的考验。从包装科学技术角度出发,包装设计应该承受得了野蛮装卸在我国以手工搬运为主的条件下是难以避免的、运输中的强烈颠簸,以及储存中的重压与恶劣气候的作用,这是包装动力学要解决的问题。缓冲包装系统的动力学研究现状作为包装工程学科的一个主要分支,缓冲包装动力学的研究范畴就是分析商品
6、及其包装在流通过程中受到破损程度,找出引起破损的原因,提出改进包装设计的最佳方案。它的核心是研究商品及其包装在运输和储存期间所受到的力的变化规律。包装动力学是由美国的明得林在他年发表的论文《缓冲包装动力学’中首先提出来的,当时主要采用刨花、纸屑、棉花等作为缓冲材料。以后这几十年中,对包装动力学和包装实验,各国进行了大量的研究,取得了不少成果。年英国包装与同业贸易研究协会建立起第一个完整的包装实验站。年美国出版的《冲击与振动工程手册》将缓冲包装设计作为该书的一个独立章节年美国国防部制定的《军事标准手册》收集了缓冲包装设计的有关理论和数据年修
7、订时,又补充了大量的数据。由于包装件的结构十分复杂,缓冲材料的非线性特征十分明显,很难用传统的动力学理论来精确求解。年,美国的牛顿教授发表的《脆值评价理论与实验程序,通过实验方法求出边界破损条件来确定产品的损坏极值一一脆绪论值,为缓冲包装设计奠定了理论基础。通过实验方法得到各种缓冲材料的缓冲特性曲线,回避了材料的非线形特性难点,为缓冲包装设计提供了基本数据。由美国材料试验系统公司和密歇根洲州立大学包装学院在年代末期共同研制成功的缓冲包装设计五步法,一方面规范了设计程序,强调流通环境负荷对产品的影响,能够较准确地确定产品脆值同时,把理论计算
8、与冲击、振动试验相结合,突出包装件的防冲击、防振动和抗压能力。缓冲设计五步法在年被正式列入了美国的《包装工程手册》,我国和许多国家相继将其列入本国的包装标准中。多年来,“五步法”解决了许多军品
