[自然科学]缓冲包装计算例题

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1、缓冲包装缓冲包装为避免产品在流通环境过程中，因物理因素引起破损而采取的防护包装措施，叫做物理防护包装工艺。缓冲包装是物理防护包装工艺的一种。缓冲包装又称防震包装，即采用一定的缓冲材料、一定的包装技术来吸收冲击和振动的能量，有效地减小传递到内装物上的冲击，并对振动进行衰减。防震在各种包装方法中占据十分重要的地位，这种包装方法可使被包装物免遭冲击和振动破坏，以达到保护产品的目的。如80年代以前，我国出口的鸡蛋破损率在8%左右，最高达11%，而采用缓冲包装后，破损率可降至1%左右。缓冲包装也广泛用于军工、电子、精密机械、仪表仪器以及易碎、易爆等产品的包装，避免了产

2、品在储运过程中的损失，给国民经济带来巨大的效益。缓冲包装设计程序一、确定流通环境的危害程度。二、确定产品脆值（易损性）。三、确定缓冲包装方案。四、选择合适的缓冲包装材料。五、设计和制造原型包装。一、确定流通环境的危害程度1、跌落高度——研究装卸过程中的垂直跌落冲击问题一般地讲，跌落高度增加，产生的冲击力就会增加，内装物越容易遭受破坏。其规律如下：包装件重量、尺寸越大，易发生跌落的高度越低；机械搬运比人工搬运跌落的高度降低；包装件如有搬运手柄，印有易碎标记，或印有引起注意的其它标记等结构特征时，跌落高度降低；托盘式集合包装较单个包装件跌落高度降低，跌落次数减少

3、。2、运输过程的冲击振动包装件运输过程中的损坏主要由于振动和冲击造成的，其中：铁路货车运输过程中由于路基和铁轨接头等的作用会产生周期振动；铁路运输中的冲击主要由货车的编组连挂、加速、减速、刹车或急刹车等引起。公路运输过程中包装件的损坏主要由于路面状况、车辆缓冲性能、车速、载重量和载货方式等原因引起冲击和振动造成的。船舶运输过程中包装件的损坏主要由堆码引的压应力造成，一般物货码高为6~10m，并受发动机和螺旋浆低频振动的影响，另外波浪引起船体上下振动和左右摇摆也会使包装件产生冲击和振动。船首的冲击和机舱的振动最为严重。飞机运输中包装件的损坏主要由发动机引起的高

4、频振动、着陆时与地面的冲击或空中气流的冲击和振动造成。所以，要研究运输过程中的冲击和振动问题，就必须研究各种运输工具产生冲击和振动破坏最严重的方式及位置，测定加速度的大小，建立加速度—振动频率的关系曲线（表1-4，5，6，7，8，9；图1-5，6，7，8），才能有效地预防冲击和振动造成的损坏。二、确定产品脆值（易损性）。一般产品的脆值可以采用类比法，参照相关标准来确定。新产品则必须使用冲击试验机测出产品的破损边界（DBC）曲线来评估其脆值。（一）DBC曲线的确定1、确定临界速度变化的边界线（△Vc，产品破损的最低速度变化量，与跌落高度有关，与冲击脉冲波形无关

5、）试验：试样h提升支架2、确定临界加速度边界线（Gc，与跌落高度无关，与脉冲波形有关）试验：h=1.6临界高度（即，上述由△Vc确定的高度），保持高度不变，改变Gm，不断增加Gm，直至跌落破损。3、冲击脉冲波形：三种脉冲曲线的垂直边界线（△Vc）都是相同的，但不同脉冲的加速度峰值是变化的（如锯齿脉冲或半正弦脉冲），损坏边界难以确定。只有矩形脉冲的边界（水平线Gc）是确定的，且考虑的范围（或安全程度）较上述二种脉冲的大，故利用矩形脉冲产生的损坏边界范围来确定其它波形的损坏范围是合理的。阴影区域

6、△V

7、≥

8、△Vc

9、Gm≥Gc为破损区△V＜△Vc或Gm＜Gc为非损

10、坏区所以，DBC曲线是由三个参数：△Vc、Gc和脉冲波形来确定的，在

11、△V

12、≥

13、△Vc

14、Gm≥Gc区域需要缓冲包装，DBC曲线的意义就在于确定产品的易损性，确定是否需要进行缓冲包装设计。除此之外，出于安全考虑，缓冲包装还要求：（二）Gm≤[G]＝Gc/n（n＞1）其中：Gm：产品受到任何冲击时，都可能存在一个比Gc还大的加速度，它取决于产品重量、冲击速度、缓材特性等。Gm=am/g；Gc：产品脆值（易损度），即产品受到冲击和振动时不发生物理性或功能性损坏（如失效、失灵、商业性破损），所能承受的最大加速度，Gc=ac/g(ac叫临界加速度)；[G]：许用脆值，

15、根据产品的脆值，考虑产品的价值、强度偏差、重要程度等而规定的产品许用最大加速度值，[G]=Gc/n（n＞1）。右式含义：Gc取决产品，产品一旦确定，Gc就确定了，为常数，为了保护产品要限制其临界加速度（ac）；出于安全考虑，产品价值的考虑，[G]=Gc/n（n＞1）。左式含义：缓冲包装要避免产品承受最大加速度，在跌落高度、冲击力方面加以控制，所以，Gm应小于或等于[G]。在一些图表、曲线上，Gm、Gc、[G]都有可能出现，都代表产品的脆值。三、确定缓冲包装方案首先要掌握产品的外形及结构特点，如长、宽、高或直经、高度、重量、重心位置、外形和内部结构特点，并确定

16、出产品易损坏的元件或部位，最后决定采用哪一类包装方法