包装运输缓冲结构设计例题

《包装运输缓冲结构设计例题》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、例116—1产品质量m=20kg，脆值G=50，设计跌落高度H=60cm，产品立方形，每面面积1420cm2。（1）采用全面缓冲，试从图中选用缓冲材料并计算衬垫厚度。（2）按产品面积的1/3作局部缓冲。试从图中选用缓冲材料并计算衬垫厚度。解（1）按全面缓冲计算，衬垫最大应力为（MPa）在图6—21上与这个产品匹配的材料是泡沫聚氨酯（0.152g/cm3），缓冲系数C=3.4，衬垫厚度为：（cm）图中泡沫橡胶（0.12g/cm3）太软，与这个产品不匹配，若硬要选用，则C=8，衬垫厚度h=9.6cm。泡沫聚苯乙烯（0.012g/cm3）太

2、硬，与这个产品不匹配。如果硬要选用，则C=5.7，衬垫厚度h=6.84cm。（2）按局部缓冲计算衬垫面积为产品面积的1/3，故A=473cm2，衬垫最大应力为（MPa）图中与这个产品匹配的是泡沫聚苯乙烯（0.012g/cm3），缓冲系数C=3.7，衬垫厚度为（cm）在采用局部缓冲的情况下，泡沫聚氨酯（0.152g/cm3）太软，与这个产品不再匹配，若硬要选用，则C=5.2，h=6.24cm。注：泡沫聚苯乙烯简称EPS，泡沫聚氨酯简称PU；泡沫橡胶，又称海面橡胶例2产品质量m=25kg，产品脆值G=65，包装件的跌落高度H=90cm，采

3、用图所示材料作局部缓冲，试求满足要求的衬垫最薄厚度及对应的面积。解：在图上作水平直线=65，邻近曲线有两条，一条h=5cm，一条h＝7.5cm，h=5cm的曲线在=65之上，若取h＝5cm，则必有＞G，不安全。h=7.5cm的曲线最低点，离＝65太远，若取h=7.5cm，则衬垫太厚，太不经济。因此设想有一条未知曲线，如图中虚线，其最低点的恰好等于65，然后计算所求的衬垫面积与厚度。(1)按h=5cm曲线最低点计算已知：，若对与确定的跌落高度H，h=5cm曲线最低点的与h的乘积为常量，即：(Gmh)最低点=73×5=365（cm）未知曲

4、线最低点=65，h待定，且：65h=(Gmh)最低点=365（cm）故所求衬垫厚度为：（cm）h=5cm曲线最低点的与的乘积为常量，即：(Gm)最低点=73×2.5=183（kPa）未知曲线最低点=65，待定，且：65=(Gm)最低点=183（kPa）故待定的衬垫静应力为：（kPa）（N/cm2）所求衬垫面积为：（cm2）(2)按h=7.5cm曲线最低点计算根据式（5—29），h=7.5cm曲线最低点的与h的乘积为常量，即：(Gmh)最低点=49×7.5=367.5（cm）未知曲线最低点=65，h待定，且：65h=(Gmh)最低点=3

5、67.5（cm）故所求衬垫厚度为：（cm）根据式(5—30)，h=7.5cm曲线最低点的与的乘积为常量,即：(Gm)最低点=49×3.7=181（kPa）未知曲线最低点的=65，待定，且：65=(Gm)最低点=181（kPa）故待定静应力为：（kPa）（N/cm2）所求衬垫面积为：（cm2）由此可见，按上下两条邻近曲线求得衬垫面积与厚度非常接近，说明这种计算方法是合理的。（本题其实利用了静态缓冲系数-最大应力曲线的最低点，与最大加速度-静应力曲线的最低点轨迹线对应的特性，从而进行最优设计）例3：产品质量m=25kg，产品脆值G=55，

6、包装件的跌落高度H=90cm，采用图所示材料作局部缓冲，试求衬垫的厚度与面积。解在计算缓冲衬垫时，要选最低点的=G的曲线。本题的G=55，图上没有这样的曲线。因此取邻近曲线。令=55，它是一条水平直线，与h=7.5cm的曲线相交于B1，B2两点，点B1静应力小，衬垫面积大；点B2静应力大，衬垫面积小。为了节省材料，因此选点B2，衬垫厚度h=7.5cm，静应力为kPaN/cm2因此衬垫面积为（cm2）采用四个面积相等的角垫，则每个角垫的面积为：（cm2）衬垫的稳定校核：Amin=（cm2）上面的计算表明，选点B2计算衬垫面积是稳定的，因

7、而选点B2计算衬垫面积是合理的。例4产品质量m=10kg，产品脆值G=72，底面积为35cm×35cm，包装件的跌落高度H=90cm，选用的缓冲材料如图（图中曲线横坐标单位kPa，纵坐标为重力加速度的倍数），试问对这个产品是作全面缓冲好，还是作局缓冲好？解对产品作全面缓冲时，衬垫静应力为（N/cm2）（kPa）在图上，作直线=G=72和直线=0.8kPa，两直线的交点F在给定曲线之外，这说明，即使是取h=12.5cm，也不能保证产品的安全。若坚持作全面缓冲，则厚度还要大大增加，经济上是不合理的。采用局部缓冲时，应取h=5cm，因为它的

8、曲线的最低点的=72，恰好等于产品脆值，这个点的静应力=2.5kPa＝0.25N/cm2，故衬垫面积为：（cm2）采用四个面积相等的角垫，则每个角垫的面积为：（cm2）衬垫的稳定校核：Amin＞（cm2）上面的计算表明，