包装应用力学第七讲 防振缓冲包装衬垫设计_院校资料_高等教育_教育专区。Edited 2017/11/21 1 教学安排 缓冲材料特性 缓冲包装设计 应用实例 7.1缓冲材料的基本性能要求 基本特性： 1. 对冲击能量的吸收性 2. 对振动能量的吸收性。一般情况
Edited 2017/11/21 1 教学安排 缓冲材料特性 缓冲包装设计 应用实例 7.1缓冲材料的基本性能要求 基本特性： 1. 对冲击能量的吸收性 2. 对振动能量的吸收性。一般情况下材料的阻尼越大，对振动的衰减也越 大。 7.1缓冲材料的基本性能要求 基本特性： 3. 回弹性、蠕变性、温度稳定性、湿度稳定性、耐破损性、化学稳定性等 4. 变形特性：弹性型和压溃型，而弹性型又分为线性型和非线性型。目前 工程上广泛使用的材料大多是非线缓冲系数C 材料的缓冲系数，表征了衬垫材料吸收产品动能并转化为变形能的能力。 缓冲系数越小，在同样变形条件下应力越小，传递到产品上的力也越小。 其表达式为： 7.1缓冲系数-最大应力曲线 在静态载荷作用和动态载荷作用下材料的缓冲性能是不同的。静态 载荷是指材料压缩变形速度在12mm/min左右，模拟仓储堆码中材 料受到的静压力；动态载荷是指材料压缩变形速度在3.4m/s左右， 模拟运输过程中受到的冲击力。 7.1缓冲系数C 材料的缓冲系数，表征了衬垫材料吸收产品动能并转化为变形能的能力。 缓冲系数越小，在同样变形条件下应力越小，传递到产品上的力也越小。 其表达式为： u ? WH ? ? m Ah C ??m ? WH Ah C 或者 C ? Ah WH ? m 7.1缓冲系数-最大应力曲线缓冲系数与最大加速度关系 由于缓冲系数和下落冲击最大加速度都为最大应力的函数，它们之间也存 在着相应的关系： Gm ? CH h Gm为下落冲击过程产品受到的最大加速度 C为缓冲系数 H下落高度 h为衬垫厚度 包装件的跌落强度校核条件： Gm ? CH h ? A? m W ?G 7.1最大冲击加速度-最大静应力曲线 改变衬垫厚度，在一定跌落高度下测试最大静应力与最大冲击速度的值 ? st ?W A ? ?m Gm ? ?mh CH 7.2缓冲衬垫设计 7.2 缓冲衬垫设计 Step 1 ： 若给出设计跌落高度，则在以下计算中使用设计跌落高度，否则 可使用以下等效跌落高度经验式： H ? 300 m H : 跌落高度，单位cm m : 产品质量，单位kg 7.2 缓冲衬垫设计 Step 2: 产品脆值。产品脆值的确定一般有试验法，标准法，估算法。 7.2 缓冲衬垫设计 Step 3: 方法一，利用缓冲系数-最大应力曲线 a) 根据产品尺寸确定缓冲承压面积A b) 计算最大应力 ?m ? W A G c) 利用缓冲系数-最大应力曲线得到其缓冲系数C。若材料未定，则可利用 最低点原则选取适合的材料。 d) 由公式求得衬垫厚度 h?C H G 7.2 缓冲衬垫设计 Step 3: 方法二，利用最大加速度-最大静应力曲线 a) 根据产品尺寸确定缓冲承压面积A b) 计算最大静应力 ? st ? W A c) 利用最大加速度-最大静应力曲线找出对应的许用脆值与静应力的交点， 确定缓冲材料厚度。若此交点位于两条厚度曲线之间，可用比例法确定 缓冲材料厚度h。 7.3 应用实例1 产品质量m=15kg,产品脆值G=60，底面面积为40cm*40cm，设计跌落高度 为H=80cm，试按最低点原则选择缓冲材料，并计算衬垫厚度。若规定用 ρ=0.035g/cm3的泡沫聚乙烯作缓冲材料，试计算衬垫厚度。 全面缓冲，衬垫面积为产品面积，A = 1600cm2。衬垫最大应力为 ? ? GW ? 60 ?15 ? 9.8 ? 5.6N / cm2 ? 55kPa A 1600 查曲线可知应选取泡沫聚氯乙烯碎屑，C=6，故衬垫厚度为： h ? C H ? 6 ? 80 ? 8cm G 60 若采用泡沫聚乙烯，利用曲线，故衬垫厚度为： h ? C H ? 10 ? 80 ? 13.33cm G 60 7.3 应用实例2 产品质量m=20kg,产品脆值G=72，底面面积为28cm*28cm，设计跌落高度 为H=90cm，采用如图最大加速度-最大静应力曲线作衬垫设计，求衬垫厚 度。 全面缓冲，衬垫面积为产品面积，A = 784cm2。衬垫最大应力为 ? ? W ? 20 ? 9.8 ? 0.25N / cm2 ? 2.5kPa A 784 查曲线可知应选取用衬垫厚度为5cm
