面向电脑冲击响应谱要求的缓冲包装设计

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1、面向电脑冲击响应谱要求的缓冲包装设计彭国勋1，张波涛2（1.陕西科技大学，wjgcgs@vip.sina.com；2.厦门合兴包装印刷有限公司，厦门，361100）摘要：目前产品缓冲包装设计的五步法中的脆值确定，还停留在利用GB/T15099-1994规定的方法的初级阶段，测定矩形脉冲冲击得到的最大加速度。先进电脑公司的电脑缓冲垫设计要求按ASTMD3332中附件的要求，采用冲击响应谱的破损边界曲线进行设计。本文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。结果表明，利用冲击响应谱要求进行缓冲包装设计，可以降低缓冲包装成本。关键词

2、：缓冲包装，冲击响应谱，电脑CushioningPackagingDesignofComputersrequiredbySRSSpecificationPengGuoxun，ZhangBotao(ShaanxiUniversityofScienceandTechnology，wjgcgs@vip.sina.com.cn，China)Abstract:Thefragilitydefinitionof5stepsmethodofcushioningpackagingdesignisbeingintheperiodofapplicationoftestme

3、thodspecifiedbyGB/T15099-1994whichistomeasurethemaximumaccelerationthroughtheshockpulse.Thecomputercushioningpadsdesigninadvancedcomputercompanywillberequiredaccordingtothebreakpointcurvesofshockresponsespectrum(SRS)listedintheappendixofASTMD3332.Theessentialprinciple,test,andi

4、tsapplicationindesignofcushioningpadsofthecomputersareintroduced.TheresultsdenotesthatthedesignofcushioningpackagingbyusingtheSRScouldreducethecushioningpackagescost.Keywords:Cushioningpackaging,Shockresponsespectrum，computer一般公司在设计产品缓冲包装时，通常只给出被包装产品的脆值。脆值的试验方法可按国家标准GB/T15099-1

5、994，通过调整矩形冲击脉冲参数和跌落高度，获得该产品的脆值边界[1，2]。采用矩形波的原因有三：首先是它的损坏区可以含盖其他冲击波形的损坏区，也就是考虑到了任何冲击波形的损坏范围，按此得到的脆值是最安全的。其次是只有矩形冲击波得到的临界加速度曲线才近似于平行于横座标的水平线，试验时只要在主要的速度变化范围内求得一个临界加速度值便可确定临界加速度边界。其他冲击波的临界加速度曲线随速度变化而出现起伏变化，不同的速度变化有不同的临界加速度值。第三是冲击试验机进行矩形波参数调节比较容易，只需调整跌落高度和改变程序器的气压便可很快改变加速度值和速度变化值。但

6、是，其他冲击波的参数调整却要复杂的多，需要反复调整跌落高度和程序器的参数才能得到理想的结果。试验的简便性，带来的是脆值试验结果的保守性。产品包装件内的缓冲垫，在实际跌落时产生的冲击波并非矩形波，而是更接近于半正弦波，其试验的实际脆值结果要高于矩形波。因此，在进行缓冲包装设计时，应探索冲击脆值合理化的问题，以减少缓冲材料的用量，尽可能降低包装成本。在冲击响应谱边界曲线上考虑的不是产品所能承受的最大加速度能不能超过脆值Gc，而是产品关键件的在所有频率下的冲击响应谱的加速度值Gs不要超过允许限。这种方法回避了不同冲击波形有不同结果的影响，不考虑激励，只考虑

7、与包装缓冲结构关系密切的响应。采用这种方法设计缓冲包装时，即使激励脉冲峰值加速度超过冲击损坏边界曲线上的冲击脆值的25％以上时，也未发生损坏，从而可以克服冲击脆值的过于保守的不足。如果已知产品的固有频率，只要在固有频率的一半至二倍的频率范围内的加速度值不超过允许限，其他频率范围即使超过了允许限，也不会引起损坏。所以，美国试验与材料协会在1999年在原有标准ASTMD3332中列入一个附件，增加了可以采用冲击响应谱进行产品脆值试验和应用于缓冲包装设计的内容[3]。如对于提供包装垫的厦门合兴包装印刷有限公司在进行缓冲包装设计与试验时，某国外公司的台式机与

8、笔记本电脑的缓冲包装，要求跌落试验中的冲击加速度脉冲的冲击响应谱加速度值不得超过表1所示的《被包装产品的试验