《包装动力学》复习资料

四、计算题

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H = 80cm，采用全面缓冲，试按最低点原则选择缓 冲材料，并计算衬垫厚度。如规定用图1中ρ=0.035(g/cm3)的泡沫 聚乙烯作缓冲材料，试计算衬垫厚度。 解：作全面缓冲时，衬垫面积等于产品面积，即A = 1600cm2。 衬垫最大应力为
Gm CH h 4 40 5 . 87 27 . 26
G 显然， m ＜G，产品落地后是安全的。
四、计算题
产品质量m = 10kg，产品脆值G = 60，设计跌落高度H = 80cm， 选用ρ=0.014g/cm3的泡沫聚苯乙烯（见图1）对产品作局部缓冲， 试计算衬垫厚度与面积。 解：这种缓冲材料是图中的曲线1，其最低点的坐标：C = 3.7， m = 260kPa = 26N/cm2。缓冲衬垫的厚度为

T
1 f

2

2
m k

k m
一、概念
包装件的冲击主要发生在装卸作业和运输过程中，主要表现 为垂直跌落和水平碰撞冲击。 在分析包装件的跌落冲击的过程中，冲击持续时间和产品响 应加速度是包装动力学冲击理论中的两个重要参数。

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脉冲波形 、脉冲峰值和冲击持续时间称为脉冲三要素。 产品脆值：产品不发生物理损伤或功能失效所能承受的最大 加速度。 物理损伤：指产品破裂、松动等物理变化。 功能失效：指产品丧失了部分或全部的使用功能。 许用脆值：根据产品的脆值，考虑到产品的价值、强度偏差、 重要程度等而规定的产品和许用最大加速度。
P P1 P2
k k1 k 2
二、简答题
简述缓冲包装的形式有哪几种？其特点分别是什么？ 全面缓冲：指包装容器内所剩余的空间全部被缓冲材料填充 固定，对产品周围进行全面保护的方法。其特点是缓冲材料与 产品接触面大，能吸收较大的冲击能，适用于小批量产品的包 装。 局部缓冲：对被包装产品或内装物的拐角、棱及侧面进行衬 垫缓冲的方法。其特点是用最少的缓冲材料取得最好的缓冲效 果，适用于成批大量产品的包装。 悬浮式缓冲包装：是用弹簧把产品悬吊在包装容器中。其特 点是产品各方面都能得到缓冲保护，适用于精密、脆弱产品的 包装。
二、简答题

缓冲包装设计的五步设计法是什么。 第一步确定流通环境的动力学指标 ； 第二步分析产品特性，确定产品脆值 ； 第三步缓冲材料的选择与衬垫用量设计 ； 第四步设计并制造包装样品 ； 第五步对包装件样品进行实验 。
四、计算题
一包装件中，产品质量m = 8kg，产品脆值G = 45，衬垫面积A = 554cm2，衬垫厚度h = 5.87cm，衬垫材料为ρ = 0.152g／cm3的 泡沫聚氨酯，其曲线如图，该包装件自H = 40cm处跌落，试问内 装产品落地后是否安全？ 解：材料的C值与值必须满足下式：

2
二、简答题

产品脆值测试的方法有哪几种？ 有碰撞机试验法、自由跌落试验法和经验估算法。 缓冲系数曲线测试的方法有哪些？它们之间有什么关系？ 有静态压缩试验法和动态压缩试验法。 G W G
m m

C
m
A

m
st
G mW eA


m
0

Gmh H
d
影响缓冲性能的因素有哪些？ 有温度的影响、压缩速度的影响、预处理的影响。

二、简答题
包装件流通的基本环节有哪些？分别对运输包装件造成损伤 的主要原因有哪些？ 三个基本环节包括装卸搬运环节、运输环节、贮存环节 装卸过程：主要有抛掷、堆垛倒塌、起吊脱落、装卸机械的 突然启动划过急升降 运输过程：运输工具的启动、变速、转向、刹车，公路路面 状况、铁路路轨接缝，气候影响等 贮存过程：堆码高度、时间、环境、温湿度等

h CH G 3 . 7 80 60 4 . 93
（cm）
产品重力W = 98N，缓冲衬垫的面积为
A GW


60 98 26
226
2
（cm2）
2
m
对衬垫的稳定校核： 1 . 33 h A被分为四块，A min
A
1 . 33 4 . 93
（cm2） 43

一、概念
自由振动：系统只受到初干扰或外界激扰取消后，系统仅在 弹性恢复力作用下产生的振动。 强迫振动：系统在外界激扰力持续作用下产生的振动。 共振：当激振频率接近或与系统固有频率一致时所产生的系 统响应加速度趋于无穷大的现象称为共振。

线性振动系统：由刚性物块（质量块）、线性弹簧和线性阻 尼组成的振动系统。

振动是由振源向振动系统输入信号，系统所作的响应。 激励（振源）：促使物体振动的各种外因。 阻尼：阻碍物体振动的因素，如空气的阻力，材料的内阻， 物体之间的摩擦等。

一、概念
固有频率：系统在每秒内振动的次数称为固有频率，它与系 统的质量和弹簧系数有关，与运动的初始条件无关。 固有圆频率：系统在2π秒内振动的次数称为固有圆频率。 振动周期：物体每振动一次所需的时间。 固有频率和固有园频率只与系统的质量 及弹性系数有关，与 运动的初始条件无关，是系统自身的固有特性。

二、简答题
简述缓冲材料的叠置（串联）和并列（并联）的等效弹性系 数计算方法。 叠置（串联）

P k 1 x1
P k2 x2
P k

P k1

P k2
k
k1 k 2 k1 k 2
x x1 x 2
并列（并联）
x x1 x 2
k x x ( k1 k 2 )

二、简答题
自由度系统的自由振动和强迫振动有什么区别？ 第一、所受振源不同：自由振动为外部单一激扰力，强迫振 动为外部周期性激扰力； 第二、产生频率不同：自由振动是本身固有的频率，强迫振 动是与激扰频率一致； 第三、响应情况不同：自由振动随频率进行振动，如果有阻 尼则进行衰减振动，而强迫振动如果受到的激扰是稳定周期的， 则得到一个稳态的响应，而且受到某种频率的振动时会产生共 振。

二、简答题
分析单自由度系统有阻尼强迫振动的幅频曲线规律，并说明 在防振包装中的应用 当λ= 0时，β= 1，即各条β—λ曲线有共同的起点。当λ=时， 又有β= 1，即各条β—λ曲线相交于这个公共点。 在0＜λ＜ 2这个区间内，β＞1，且β—λ曲线有最大值。当λ 接近于1时，系统会产生强烈的振动，这种现象称为共振。 当λ＞ 2时，放大系数小于1，并逐渐趋近于0，即激振频率 越高系统响应振幅越小。 根据幅频曲线的规律可以计算出产品易损部件对外部激振的 响应，从而判断其能否会破损，并由此改进缓冲衬垫系统，使 易损部件的响应控制在其能承受的范围内，起到保护产品的目 的。

缓冲系数：衬垫所受最大应力与衬垫的弹性比能之间的比值 就是缓冲系数。反映了材料缓冲效率的高低，也就是单位体积 缓冲材料吸收变形能越多，传递到产品上的冲击能量就越少。 缓冲效率：单位厚度缓冲材料吸收的变形能与压力之比就是 缓冲效率。

二、简答题
简述包装动力学研究的主要内容 包装动力学是研究系统动态行为的学科。包括： 1、已知振源和系统动态特性，求系统响应； 2、已知系统动态特性和响应求系统输入； 3、已知系统的输入和输出来确定系统动态特性（模态分析， 系统识别）。
h C H G 6 80 60 8（cm）
四、计算题
如果规定用ρ=0.035(g/cm3)的泡沫聚乙烯作缓冲材料，则在图1 的横轴上取 m =55(kPa)的点，并向上作垂线与曲线④相交，该交 点的纵坐标C =10.5就是所要求的缓冲系数，故衬垫厚度为
《包装动力学》复习
一、概念 二、简答题 三、计算题
一、概念
防护包装：以实现防护功能为主要目的的包装称之为防护包 装。 防护包装主要研究产品特性、流通环境、产品损坏的形式与 机理以及防止产品损坏的条件与方法。 缓冲包装：主要研究在流通过程中引起包装件损坏的各种危 害，研究造成这些危害的多种因素和将损坏减少到最低程度所 应采取的技术或管理手段。 其理论基础是包装动力学。 包装件：通常由外包装、缓冲保护介质和内装产品三个部分 组成。 流通环境：包装件在运输流通过程中所接触的一切外部因素 统称流通环境。

产品的破损既与其振动特性有关，又与其强度特性有关，其 振动特性和强度特性决定了它抵抗振动与冲击的能力。

产品破损的条件与最大冲击响应加速度 、速度的变化值和冲 击持续时间有关。

一、概念
冲击谱：是易损件的最大响应加速度与脉冲时间之间的函数关 系。它集中的反映了易损件的最大响应加速度与脉冲三要素（波 形、峰值、持续时间）及其自身振动特性之间的关系。

C Ah WH

m

554 5 . 87 10 8 9 .8 0 .4
6

m
104
m

m
式中的单位取MPa。由于采用对数坐标， 在右图上直线C =104 m 被变换成了曲线， 此曲线与 C m 曲线的交点坐标：C = 4， = 0.04MPa，故产品最大加速度为

破损边界理论：采用产品加速度值来描述易损件的破损条件的 理论就是破损边界理论。

破损边界曲线：是用冲击激励加速度来反映产品抵抗脉冲激励 的能力，以冲击激励加速度为纵坐标，冲击激励速度变化量为横 坐标得到的曲线。

一、概念
全面缓冲：指包装容器内所剩余的空间全部被缓冲材料填充 固定，对产品周围进行全面保护的方法。 局部缓冲：对被包装产品或内装物的拐角、棱及侧面进行衬 垫缓冲的方法。 悬浮缓冲包装法：是用弹簧把产品悬吊在包装容器内的方法。

一、概念