缓冲包装结构设计探析——陈满儒
不同预压程度下蜂窝纸板动态缓冲特性的研究
不同预压程度下蜂窝纸板动态缓冲特性的研究刘晶，刘乘，陈满儒（陕西科技大学设计与艺术学院，西安710021）[摘要] 对蜂窝纸板进行不同程度的预压缩处理，并对经处理后的蜂窝纸板特性进行动态冲击试验研究，利用动态缓冲试验软件得到了最大加速度-静应力系G m-δst、缓冲系数-最大应力C-δm特性曲线。
实验结果表明：预压缩程度的大小对蜂窝纸板的冲击缓冲特性有一定的影响，蜂窝纸板不适合应用在承受多次冲击压缩的场合【1】。
关键词：蜂窝纸板；动态缓冲特性；预压Research on Dynamic Cushioning Properties of Different Degrees Pre-compressed Honeycomb PaperboardLIU Jing，LIU Cheng,Chen Man-ru（Shannxi University of Science & Technology，Xi'an 710021，China）Abstract:Different degrees of pre-compression was made to honeycomb paperboards,study their dynamic cushioning e software to get the continuous G m-δst and G m-δst curves. From the test we know that:Different degrees of pre-compression have certain effects on the dynamic cushioning properties,it cannot be used in the place where more impact would be happened.Key words:Honeycomb paperboard；Dynamic cushioning property；Pre-compression蜂窝纸板是一种粘弹性缓冲包装材料，具有优良的缓冲防震性能【2】。
草莓运输包装方案的研究陈满儒
草莓运输包装方案的研究_陈满儒收稿日期: 2008-07-17作者简介:陈满儒(1957-),男,陕西耀县人,陕西科技大学教授,主要研究方向为包装动力学和运输包装设计。
草莓运输包装方案的研究陈满儒1,舒祖菊1,郭丽2,袁艳3(1.陕西科技大学,西安710021; 2.安徽农业大学,合肥230036; 3.西安理工大学,西安710048)摘要:根据草莓的特性和运输包装设计的各项要求设计出初步方案,其中草莓的运输小包装的材料为高密度聚乙烯,大包装材料为瓦楞纸板,这种组合充分考虑了影响运输包装的各种因素,并依据草莓中主要营养物质在运输前后的含量变化,来评价设计效果并完善设计方案,解决了草莓在运输及销售过程中的各种问题。
关键词:草莓;运输;包装设计中图分类号: TB487; S667.9文献标识码: A文章编号: 1001-3563(2008)09-0014-02Study on Strawberry Transport Packaging SchemeCHEN Man-ru1, SHUZu-ju1, GUO Li2, YUAN Yan3( 1.Shaanxi University of Science & Technology, Xi'an 710028, China;2.Anhui Agriculture University, Hefei 230036, China;3.Xi'an University of Technology, Xi'an 710028, China)Abstract:The preliminary scheme is based on the various requirements of transport packaging andstrawberry. The main material of small packaging material is the high-density polyethylene. The materialfor large package is corrugated board. This combination fully considered influencing factors in transportpackage. The changes of main nutrient content in strawberry were evaluated to improve the packaging de-sign scheme. This design solved various issues in the process of transport and sale of strawberries.Key words:strawberry; transport; packaging design目前,减少果蔬采后损耗是全世界农产品业主要关心的问题之一。
美国包装结构优化设计软件TOPSPro的CASY功能
1 用 CASY设计内包装
若设计一种带喷嘴的特定形状的瓶型容器 (见图 7 ) , 从 图 1主界面开始并遵循 : 1)点击工具条中 CASY内包装图标 , CASY内包装屏幕弹出 (见图 2 ) ; 2)利用鼠标点击工作单元 (左侧 )的左边缘 (见图 3) ; 3 )逐个点击工作单元左侧每个标 记并向单元中心拖动 (见图 4 ) ; 4 )使容器每部分形状精细化 (圆形喷嘴 、矩形颈 、圆形体和圆形底 ) (见图 5 ) ; 5)设计喷嘴 (见图 6) ; 6 ) 喷嘴与颈部分光滑连接 (见图 7 ) ; 7 ) 命名 (如 O ILCAN )且保存于内包装类型库中 。
陈满儒等 美国包装结构优化设计软件 TOPS Pro的 CASY功能
美国包装结构优化设计软件 TOPS Pro的 CASY功能
陈满儒 , 山静民
(陕西科技大学 , 咸阳 712081)
[摘要 ] 在文献 [ 1, 2 ]基础上 ,进一步介绍了 TOPS Pro软件的功能 。包括用户自定义包装形式 (CASY)和分析结果的打印输出 。
缓冲包装设计
§§６缓冲包装设计§6－1概述冲击和振动是包装件在流通过程中受到的两种主要负荷，为了减缓内装产品受到外界的冲击和振动，保护产品免受损坏而采取一定防护措施的包装，称为缓冲包装。
缓冲包装的结构形式有多种多样，最常见的是采用弹性材料作缓冲衬垫。
缓冲衬垫的结构形式，因内装产品的质量、形状和尺寸不同而不同，按承载面积通常分为全面缓冲和局部缓冲。
全面缓冲多使用泡沫塑料条、纸板碎粒，薄片或采用现场发泡材料，局部缓冲多采用角垫，侧垫等形式。
缓冲包装设计包括冲击防护设计和振动防护设计。
冲击防护的主要目的是缓和冲击。
以缓冲材料作为内装物和包装箱中间的介质，来吸收冲击能量，延长内装产品承受冲击脉冲作用的时间。
设计时，先根据先决条件，计算缓冲材料的尺寸、形状，选择缓冲材料的种类和缓冲方式。
振动防护的主要目的是调节包装件的固有频率。
选择恰当的阻尼材料，把包装系统对振动的传递率控制在预定的范围内，特别是要避免共振现象。
§6－2缓冲衬垫设计的基本方法一、衬垫结构尺寸设计设计缓冲衬垫的基本要求是在保护产品免遭破损的前提下，选择适当的材料，确定合理的结构形状和尺寸。
设计的基本参数，除产品的重量和尺寸外，还有代表流通环境的跌落高度H，代表产品强度的脆值G，代表材料性能的缓冲特性参数C。
正确应用缓冲材料的特性曲线对包装结构作系统的定量分析，是缓冲结构设计的基本方法。
1. 应用缓冲系统――最大应力（c～σm）曲线设计衬垫尺寸c～σm曲线是表示材料缓冲能力的一种基本曲线，通过静态压缩试验求得。
如图5-12所示为几种常用缓冲衬垫最大缓冲系数――最大应力曲线的实际测试结果。
由图可知：缓冲系数C随最大应力变化的规律是凹谷状，开口向上，谷底最低点的坐标是最小缓冲系数和所对应的最应力。
① 不同品质的材料，具有不同的缓冲能力； ② 同样品种的材料，密度不同，缓冲特性也不同。
例6-1：重为10kg 的产品，脆值为80g ，要保证从60 cm 的高处跌落而不破损，若用密度为0.031g/cm 3的聚氯乙烯塑料泡沫，（见P99图5-12图线10作衬垫，试计算衬垫所需尺寸。
冰箱的缓冲包装CAE分析
冰箱的缓冲包装CAE分析
程敏;陈满儒
【期刊名称】《包装工程》
【年(卷),期】2017(38)21
【摘要】目的研究冰箱在运输过程中的振动和冲击特性。
方法利用Pro/E建立冰箱缓冲包装模型,并对模型进行适当简化,然后利用有限元分析软件Ansys对冰箱缓冲包装的振动和冲击特性进行模拟分析计算。
结果求出了冰箱缓冲包装的固有频率与固有振型,以及在公路运输过程中受到振动和冲击下的动态响应。
结论所提出的模拟产品包装系统的振动和冲击特性的方法,不仅缩短了产品的设计周期,而且为电子产品的包装设计提供了依据。
【总页数】4页(P94-97)
【关键词】有限元分析;运输包装;冲击;振动
【作者】程敏;陈满儒
【作者单位】陕西科技大学
【正文语种】中文
【中图分类】TB485.1
【相关文献】
1.气垫缓冲包装在冰箱上的应用 [J], 韩爱林;蔡训儒;胡海梅;吴园
2.基于CAE的冰箱产品结构与外包装方案优化 [J], 谢玉兵;方旭红
3.冰箱缓冲包装 [J], 王麒;程欣
4.冰箱用缓冲包装材料综述 [J], 黄大年; 蔡训儒
5.基于CAE的冰箱产品结构与外包装方案优化探讨 [J], 高煜
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缓冲包装结构设计
缓冲包装结构设计
缓冲包装结构设计的主要目的是保护产品免受运输和存储过程中的冲击和振动影响。
以下是一些关于缓冲包装结构设计的基本步骤和考虑因素：
1.了解产品特性：首先，你需要了解被包装产品的特性，包括其尺寸、重量、形
状、脆弱性和价值等。
这将有助于你确定所需的缓冲包装类型和强度。
2.选择缓冲材料：选择适当的缓冲材料是实现有效保护的关键。
常见的缓冲材料
包括泡沫、气泡袋、纸浆模塑、空气袋等。
你需要根据产品的特性和运输环境来选择最合适的材料。
3.确定缓冲结构：根据产品的特性和所选的缓冲材料，你需要设计出一个有效的
缓冲结构。
这可能涉及到使用多层缓冲材料、在关键部位增加支撑、使用角落保护器等。
4.进行仿真测试：在设计完成后，你需要进行仿真测试来验证缓冲包装的有效性。
这可以通过使用振动测试机、跌落测试机等设备来模拟运输和存储过程中的冲击和振动。
5.优化和改进：根据仿真测试的结果，你可能需要对缓冲包装结构进行优化和改
进，以提高其保护效果或降低成本。
6.考虑环保和可持续性：在设计过程中，还需要考虑环保和可持续性因素。
例如，
选择可回收或可降解的缓冲材料，减少包装材料的浪费等。
总的来说，缓冲包装结构设计是一个需要综合考虑多种因素的复杂过程。
通过深入了解产品特性和运输环境，选择合适的缓冲材料和结构，并进行充分的仿真测试和优化，你可以设计出一个既有效又经济环保的缓冲包装。
第四章 缓冲包装
（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，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。
h
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，改变压力，不断加压， 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|△V|≥|△Vc| Gm≥Gc为破损区 ＜△Vc或＜Gc 为非损坏区 所以，DBC曲线是由三个参数：△Vc、Gc和脉冲波形来 确定的，在|△V|≥|△Vc| 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：
28.4缓冲结构设计
三、缓冲材料的选择与衬垫用量设计
解：已知W = 100N，G = 30g，H = 60cm ▲采用全面缓冲方式，有A = 2000cm2，则
A 查表知，当 m 0.15105 Pa 时，材料⑦（密度为0.012的泡沫橡
m
G W 104 100
30 104 0.15 105 Pa 2000
胶）有最小缓冲系数，且C = 3.7 HC 60 故 h 3.7 7.4(cm)
[G ] 30
▲采用局部缓冲方式
静态C—σm曲线中作水平切线，可求出各种缓冲材料的最小 的C值和相应的σm值； HC G W h A 用 分别求出缓冲面积A和缓冲材料厚度h； G 和
m
六、收集反馈信息，改进包装设计
由于第一次设计的完成并不意味着所有问题都已 解决，可能会出现问题。 因此应及时收集、统计包装件在流通过程中的反 馈信息，并及时对包装设计进行改进。
作业 6.3 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。如规定用密度为0.035g/cm3的泡沫聚乙稀作缓冲材料，试计 算衬垫厚度。 6.4 产品质量m = 7.5kg，产品脆值G = 20，底面面积为35cm×35cm，设 计跌落高度H = 120cm，试选择缓冲材料并计算衬垫尺寸。
图6-6
作业
6.10 产品质量m = 20kg，产品脆值G = 50，包装件跌落高 度H = 60cm，产品为立方体，每面面积为1420cm2，①采用 全面缓冲，试选用缓冲材料并计算衬垫尺寸。②采用局部缓 冲，试选用缓冲材料并计算衬垫尺寸。
作业
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收稿日期:2007-05-26;修订日期:2007-09-03
作者简介:陈满儒(1957-),男,陕西耀县人,硕士,陕西科技大学教授,主要从事包装动力学和运输包装设计研究。
缓冲包装结构设计探析
陈满儒,白小兰,童晟
(陕西科技大学,西安710021)
摘要:通过对缓冲包装结构设计之难易的简要分析,创造性地提出了从消费者到生产厂家直至包装厂对缓冲包装结构呈金字塔式的要求链这一概念,并总结出作为一个合格的包装设计师应具备的一些基本素质。
关键词:缓冲包装设计;设计要求;包装设计师素质
中图分类号:TB485.1 文献标识码:A 文章编号:1001-3563(2007)10-0143-02
Analysis on S truct ural D esi gn of Buffer Packagi ng
C HEN M an-ru,BAI X iao -lan,TONG Sheng
(Shaanx iU n i ve rs i ty o f Science &T echno l ogy ,X ia 'n 710021,China)
Abstract :T he d ifficu lt y of buffer packag i ng struct ura l design w as ana l yzed .A creati v ity concept w as pu t forwa rd that the require m en t cha i n from consu m ers to packag i ng facto ry is i n the for m o f Py ram i d .Som e basic characters a qua lified packag i ng desi gner should possess w ere su mm ar i zed .
K ey w ords :buffe r packag i ng desi gn ;desi gn require m ent ;packag i ng desi gner s 'charac ter
缓冲包装结构设计,即根据产品的性能参数及几何参数,设计可以在产品的流通过程中保护其性能和形态的包装结构。
其用料包括纸板、EPE 、EPS 等。
随着国内包装厂数量的不断增加,这个微利行业内的厂家所面临的困难也越来越多。
为了能在白热化的竞争中赢得一席之地,多数厂家已经逐步开始重视包装结构设计的作用,并纷纷开始向包装结构研发投资。
而产品生产厂家也开始意识到合理的包装设计对产品的重要性,并开始组建自己独立的包装设计部门[1]。
1 缓冲包装结构设计的难点
在非业内人士眼里,缓冲包装结构设计也就是用纸板之类的东西翻来覆去地折叠或粘合,或者就是仿照产品的外形对EPS 的抠抠减减而得到的东西。
正所谓隔行如隔山,这样的观点是一叶障目的看法。
笔者看来,包装结构设计同电子产品结构设计或者机械结构设计是等同的,没有孰高孰低,孰难孰易的区别。
甚至可以说缓冲包装结构设计比机械结构设计等更困难些,原因如下[2]:
(1)包装结构设计所牵涉到的材料多数为非线性材料,计算繁杂;(2)部分材料(如瓦楞纸板)的性能参数很难确定,不同的材料其性能参数不用,即使是同一材料,不同的厚度它的动态特性曲线还是不同;(3)目前多数厂家无法为包装结构
设计师提供其产品的脆值等设计参数;(4)受环境影响因素大,无成熟科学理论作为设计依据。
2 缓冲包装结构设计的原则
缓冲包装结构设计,对消费者来说,最主要的作用是保护产品功能性安全及外观安全。
对产品生产厂家来说,最主要的作用是在保护产品安全的基础上,最大限度地降低包装成本;对包装厂家来说,最主要的作用则是在保护产品安全,最大限度为客户降低包装成本,并尽力提高自己的销售利润;对缓冲包装结构设计人员来讲,就是如何在满足以上所有条件的基础上,把合适的设计图稿摆到桌面上[3]。
这样就形成了金字塔
型的缓冲包装结构功能要求链,见图1。
图1 缓冲包装结构功能要求金字塔
F i g .1Py ram id o f buff e r packag i ng structura l
and f uncti onal requ i re m ents
143
陈满儒等 缓冲包装结构设计探析
由上述可知缓冲包装结构设计的原则有三点:
1)保护产品的功能性及外观安全。
[4]
这是评价一个缓冲包装结构设计方案最基本的准则。
随着人们生活质量的不断提高,客户看待商品的眼光也越来越挑剔,运输途中造成的外观变形,甚至仅仅是轻微的刮痕都有可能影响到商品的出售甚至出现退货的现象。
因此,保证产品的功能性和外观的安全则成了包装结构设计最基本也是最重要的准则。
2)最大限度地降低包装成本。
对多数企业来讲,成本就是生命线,因此如何在充分保护产品的原则上最大限度地降低包装成本成为他们评选供应商的关键因素。
3)提高销售利润。
包装厂多数是微利行业,因此哪怕能提高其0.1个百分点的利润也是可观的。
如果可以为客户提高其产品的销售利润则会让包装厂更有竞争力。
第2条和第3条看似矛盾,但仔细分析一下目前包装行业内专业设计人员极少,过度包装普遍存在的现象,也就不存在疑问了。
3 缓冲包装结构设计的基础
一个包装结构设计师需要达到什么条件才可以设计出一件好的设计作品?根据图1所示的缓冲包装结构功能要求金字塔图即可一目了然。
一件优秀的包装结构设计产品,在设计过程中需要考虑到如下问题:
1)产品安全性。
产品在运输过程中会有跌落、振动等现象发生,图2所罗列的产品在流通环境中所遭受的种种恶劣因素
:
图2 产品损坏环节示意图
F i g .2Sketch m ap o f facto rs causi ng product da m age 因此进行缓冲包装结构设计应考虑如下几项:(1)产品的许用脆值、形状、重量、体积、重心;(2)流通过程中的环境条
件,如运输区间、运输方式、装卸、等效跌落高度、贮存条件,气候条件;(3)包装材料的特性;(4)外包装容器的结构、形状、材质及强度;(5)封装材料的特性;(6)包装的工艺性;(7)其他的包装方法,如防潮、防水、防锈、防尘等。
其中就涉及到力学、振动学,而两者又是建立在数学基础上的,因此一个好的包装结构设计师必须受过良好的教育[5]。
2)包装成本。
一个优秀的包装结构设计师,必须十分了解市场上所用包装材料的生产过程,报价,性能及应用范围等等问题,才可以设计出一款最合适的设计方案。
3)包装厂利润。
市场上包装材料的价格基本都是透明的,因此,想在同样的产品上获得更多的利润,最好的一个办法就是附加知识产权,也就是说设计师设计的结构必须够独到、够创新。
另外,好的作品还必须考虑到产品的装配问题及包装结构生产流程的操作问题等,包装件如果其装配过程相当复杂,很可能造成工人的误操作或生产线上工作效率的滞后,这样的包装件即使它对产品的保护性能很好也不能称其为优秀的设计作品[6]。
综上可知一个合格的缓冲包装结构设计师必须满足的条件:
(1)受过良好的专业教育;(2)了解包装材料的性能及市场动态报价等相关信息,以及包装流水线现场工序;(3)具有良好的创意。
4 结 语
随着包装企业间日益白热化的竞争,包装企业内研发中心的设立及高层次人才的引进日益显得重要。
笔者相信缓冲包装结构设计人员的努力,必将成就一些敢于横刀立马的包装企业,并使其最终走向辉煌。
参考文献:
[1] 范鸣玉.最优化技术基础[M ].北京:清华大学出版社,1982.[2] 孙诚.包装结构设计[M ].北京:中国轻工业出版社,2003.[3] 孙凤兰,马喜川.包装机械概论[M ].北京:印刷工业出版社,
1998.
[4] 鄂玉萍.海尔DTA 型组合电视的绿色包装解决方案[J].包装工
程,2007,28(6):37-38.
[5] 彭国勋.运输包装[M ].北京:印刷工业出版社,1999.[6] 潘松年.包装工艺学[M ].北京:印刷工业出版社,2001.
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包装工程 PACKAG I NG ENG I NEER I NG V o.l 28N o .102007.10。