【硕士论文】基于能量吸收图法的缓冲包装设计系统.pdf

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1、摘要论文题目：基于能量吸收图法的缓冲包装设计系统学科专业：食品科学(包装工程)研究生：申波指导教师：和克智副教授孙德强讲师摘要针对传统缓冲包装设计方法中存在的不足本文将能量吸收图法应用于缓冲包装设计领域，通过对能量吸收图法两类设计问题一材料已知和未知算法的研究，以VC抖为平台，Access建立数据库，ODBC连接数据库，开发出了相应设计系统。本文首先进行了系统需求分析，分析了系统的模块组成及各模块的主要功能；然后对系统进行了详细设计，包括优化算法流程设计、功能模块设计、数据库及系统总流程设计；最后应用VC++进行

2、应用程序开发，并利用所开发的系统进行了实例求解，与预期结果相符合，证明了系统的可靠性。系统包括7个功能模块主要实现了以下功能：1．建立工程项目并能对设计参数进行管理。输入产品质量、尺寸、脆值等参数，根据用户选择的设计类型进行优化设计，并对设计结果进行防振、挠度、蠕变量等各项校核；2．选择衬垫类型，进行衬垫结构设计，绘制衬垫尺寸图并采用OpenGL技术绘制缓冲包装方案的三维效果图，输出设计方案并能对设计结果进行管理；3．管理系统数据库，绘制能量曲线图。引入能量吸收图法进行缓冲包装设计不仅可以弥补传统设计方法的不足，

3、使设计结果更接近于实际情况，而且为缓冲包装优化设计提供了有效的新思路，使设计理论更加完善。关键词：缓冲包装设计；能量吸收图；优化设计系统；开发与实现1绪论1绪论包装是指在物流过程中保护产品，方便储运，促进销售，按一定技术方法而采用的容器、材料及辅助物等的总称。据不完全统计，我国每年因包装不善造成的经济损失高达270多亿元n1，其中因缓冲包装不当造成的损失占绝大部分，因此缓冲包装是产品包装的重点研究领域。1．1课题的研究背景及现状包装件从制造厂到消费者必须经历装卸、运输等主要的流通环节，在这些过程中冲击和振动是导致

4、包装件破损的主要因素。缓冲包装就是以减缓这种冲击和振动为目的的包装。如何利用缓冲材料，依据缓冲包装设计理论以最经济的代价，设计合理的包装充分吸收能量，使传递到产品上的冲击、振动强度减少到产品所能承受的范围内，从而保护产品是缓冲包装设计的目的。从二战至今，缓冲包装设计理论的发展已有六十多年。1．1．1缓冲包装设计理论的发展概况第二次世界大战期间，以各种军需物资，尤其是高精密电子设备的运输为诱因，美国贝尔实验室的Mindlin和他所领导的研究小组n一1把机械领域的振动分析理论应用到历来靠“试探法"或凭经验进行分析和设

5、计的包装领域中来，并于1945年发表了著各论文《缓冲包装动力学》，首次提出了“缓冲包装动力学”的概念，以及当前广泛应用的表征缓冲材料特性的“缓冲系数"概念，形成了缓冲包装理论；1952年，R．P．Janssen口一1提出缓冲材料的缓冲系数一最大应力曲线；1961年，RE．Franklin口一1又提出最大加速度．静应力曲线，应用这两种曲线设计缓冲衬垫使设计结果更接近实际情况；1957年，日本工业工艺研究所的森下基D’41发表了论文《包装物的冲击与缓冲材料的研究》，该文应用“缓冲系数"的概念归纳了各种缓冲材料的特性；

6、同年2月，O．S．Kerstner∞一1在发表的论文《包装设计总则》的“缓冲"中首先提出利用多种跌落高度，不同厚度条件下测定的缓冲材料最大加速度。静应力曲线族进行缓冲包装设计的方法，虽然他本人并未通过实验做出这样的曲线族，但这种设计方法得到当时很多专家认可；直至1962年，W．GHumbert和R．GHanlonb“1第一次测定出聚乙烯泡沫材料的最大加速度一静应力曲线图，才使得O．S．Kerstner提出的缓冲包装设计方法得以实现。这种曲线族表征了不同衬垫厚度，不同跌落高度下缓冲包装材料的动态特性，因而更接近实际

7、情况；1961年，美国的《冲击和振动手册》和1964年美国国防部制定的《军事标准化手册》中均对缓冲技术作了介绍n一钔；1968年，Newton曲1提出包装产品破损的边界条件理论，建立了脆值评定定理及其测试方法，并被载入美国材料试验标准(ASTM，AmericanSocietyforTestingandMaterials)。Mindlin和Newton开创性的工作奠定了现代缓冲包装分析和设计的基础；1968年，美国振动冲击情报中心编写的《缓冲设计的理论与实践》一书对缓冲包装理论进行了全面系统的总结和归纳，并在缓冲材

8、料性能研究方面有了较大发展n一1；1968、1969年，美国的GM．Mustin、日本的星包装设计http://www.517art.com/西安理工大学硕士学位论文野茂雄和丰田实先后发表了较全面的缓冲包装设计理论：McDaniel和Wyskida于1976年分别提出包装材料的动态特性曲线除了与试样尺寸和跌落高度有关外，还与时间和环境温度有关阳㈡引；20世纪80年代，基于