缓冲包装设计六步法
28.4缓冲结构设计

一、确定流通环境的动力学指标
一、确定流通环境的动力学指标
• 振动 一般来说,当外部环境使产品发生共振时,才有可能使产 品损坏,因此,首先要确定产品共振的频率,进而研究环境振 动,求得共振时的最大响应加速度进行防振设计。 环境的振动可以通过路谱测试进行研究,比如saver系统。
公路振动情况表
铁路振动情况表
三、缓冲材料的选择与衬垫用量设计
因此,在已知缓冲材料的静态C—σm曲线和动态 Gm—σst曲线中的任一条的情况下,再结合产品的重 量、脆值、等效跌落高度,就可以进行缓冲衬垫的计 算。 ●在得到缓冲衬垫的面积和厚度尺寸后,对于局部 缓冲,还应按经验公式校核衬垫的稳定性
Amin 1.33h
2
产品的许用脆值[G] = 30g,大于产品的最大响应加速度。
四、设计并制造包装样品
主要需考虑的问题是 • 缓冲包装的形式:①全面缓冲 ②局部缓冲 ③悬挂缓冲 • 包装的结构:①缓冲与固定 ②裹包与填充 ③纸箱附件 • 材料的价格 力求设计的经济合理,生产和装箱工艺简单,保护性能良 好。
五、对包装样品进行试验
二、缓冲包装的形式
• 全面缓冲包装法 是指包装容器内所剩的空间全部用缓冲材料填充。 • 局部缓冲包装法 是对产品的拐角、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。
缓冲结构设计
缓冲结构设计就是根据流通环境及产品特性 (脆值、重量、几何形状等)选择合适的缓冲材 料,并计算缓冲垫的面积与厚度,同时还应根据 产品的特点设计缓冲垫的结构,应尽量选择环保 材料,降低包装的总体费用。 缓冲包装设计应遵循五步法(加上反馈再设计 环节称为六步法)。
设计; 当上式接近相等时,由于振动反复作用 会导致缓冲疲劳,也应重新进行设计
缓冲材料结构设计

缓冲材料的结构设计六步法缓冲材料的结构设计六步法六步法的使用:一,确定流通环境对物流环境的残酷程度的判定是缓冲设计的重要的一步,主要是判定存在的何种运输危险和危险情况。
它包括搬运过程的偶然跌落,汽车震动,冲击,温湿度极限和对马压力。
我们在这里主要设计冲击和震动,但其他的因素在包装设计中也非常重要。
冲击冲击可能出现在运输过程中的任何一个环节,最严重的冲击是出现在搬运环节上。
它包括一个包装件在装卸,中转过程中跌落的次数,最关键的要知道包装件可能跌落的高度。
震动在汽车运输过程中在不经历震动是不可想象的,汽车引擎的转动和车车轮的转动也会硬气车厢的震动。
不确定的震动会引起车辆的悬浮系统的反应和车厢的变形。
这些不确定的震动可能是周期的,还有一些震动可能是随机性的。
在真空运输环境中的震动是极其复杂的,她的震动激励是各种因素混合成的频带上输出的。
这种震动通常是被认为是时间域的随机的震动。
因为无法预测到任一时刻会发生什么情况,然而,从频域的角度上来讲,一部车辆很容易显示出频率极其水平(或强度)。
在运输国产过程中稳定的震动通常发生在低频,在低频是(3~5Hz)车辆运行的最严重的震动的垂直加速度值0.5g,在震动试验中我们选择0.5g的加速度值也正因为如此。
二,冲击确定产品的特性冲击作为设计基础我们要输入诸如:包括物态理化特性,由此来确定决定采用何种包装方式,确定产品的结构特性,如尺寸,重量,重心,形状等等以及产品的机械特性,如脆值,固有频率和抗压强度等等。
震动寻找共振点,通常认为在产品不敏感的频率上震动,不会使产品损坏,因此找到一个产品的敏感的频率(共振点)是产品设计的关键,对产品进行震动试验的目的,就是要找到产品的固有频率或共振频率。
三,重新改进产品根据我们测试的产品的脆值,有时增加产品本身的强度比把它永昂贵的包装包起来更理想。
我们需要在产品的成本,产品的可靠性和包装成本之间进行权衡,有时对产品进行小的改进和从新设计,可以适当的增加产品的脆值;虽然这样每个产品的成本稍微升高了,但如果这样做能大大的降低产品的包装成本,那整个包装件的成本也就相应的降低了。
运输包装第六章

(2)将各线段按:的比例分割; (3)光滑连接各分割点,得组合材料的 -曲线。
(二)缓冲材料的叠置(串联) 1.线弹性材料 已知:厚度T1,T2,A, k1, k 2 , E1, E2 , 变形量分别为x1, x2 , 受力为F。 则x=x1 x2 (两种材料受力均为F ) F kx x F k F F F 1 1 1 k k1 k 2 k k1 k 2 EA T T1 T2 T T T1 T2 EA E1A E2 A E E1 E2 k E1E2T E (E2 E E1 ) E1T2 1 E2T [组合材料的弹性介于两种原始材料之间]
Ec / t Ec F Ft 实际上缓冲材料的最大 变形不会超过材料的变 形极限d b, 超过此极限,缓冲材料 会失去弹性,由 b得到的单位变 d 形吸收的能量为 / d b,此值与F之比定义为该缓冲材料 Ec
的理想缓冲效率。 Ec / d b Ec F Fdb t d b 为了减少缓冲材料的用 量,必须选用缓冲效率 高的缓冲材料。
产品 薄脆1 底面 61.0 侧面 132.1 端面 48.3
薄脆2
薄脆3 炸脆片1 炸脆片2 甜饼
86.4
45.7 35.6 43.2 62.0
152.4
45.7 35.6 27.9 15.2
63.5
45. 7 81.3 43.2 76.2
这些案例充分说明缓冲包装设计必须与产品的结构设计同步 交叉进行,不能只顾减轻产 品重量等而增加缓冲包装的难度, 导致包装成本过大,整体上不经济。
跌落触地时纸箱的响应
时间
2.缓冲材料的性能要求:
①良好的冲击能量和振动吸收性; ②良好的回弹性【对外界的动、静载荷引起的5%~10%压 缩变形,都有良好的复原性,永久变形小;压缩蠕变越小 越好】; ③有一定的弯曲强 度(不致被产品压断或压碎); ④有良好的柔软性,在流通过程中不会擦伤产品表面; ⑤可耐受物流环境可能出现的温度和湿度变化,有一定的 化学稳定性(耐酸、耐碱、耐油、耐霉、 有机物腐蚀、 耐盐、耐光、耐辐射,不腐蚀产品,抗静电); ⑥易加工成型,易操作,成本低, ⑦易回收和处理,符合环保要求。
(运输包装课件)第六章缓冲防振包装设计

2、振动防护包装主要是改变缓冲材料的阻尼系数,调节包装 件的固有频率,控制振动传递率,其目的是衰减振动(抑制低频 谐振,衰减高频振动)。
振动防护包装设计以流通环境条件和缓冲材料的阻尼特性为 依据,合理选择缓冲材料,把包装件的振动传递率控制在预定的 范围内。
产品受到外力作用时各个方向都能得到充分缓冲保护的方法。
它适用于精密仪器仪表、易损产品包装,如大型电子计算机、 电子管和制导装置。在军用产品包装中应用较多。它要求外包装 容器有较高的强度,如木箱、集装箱。
全面(局)缓冲包装法(厚度较小)
缓冲衬垫的组合运用 1-外包装箱; 2-产品(或内包装箱);3-缓冲衬垫
二、缓冲包装方法 根据结构及使用范围的不同,可大致划分为三大类: 全面缓冲包装法(厚度小,面积大) 局部缓冲包装法(用料少,面积小)
悬全浮面式(缓冲局包)装缓法(冲脆包值很装小法)(厚度较小)
1、全面缓冲包装法(P111: 图6-1)
全面缓冲包装法指在产品与外包装容器之间的所有间隙填充、 固定缓冲包装材料,对产品周围进行全面保护的方法。
二、缓冲衬垫的基本设计
当的缓冲材料,确定出合理的衬垫结构形式和尺寸。 基本参数:
• 产品材质、重量、结构、尺寸等; • 代表流通环境条件的等效跌落高度; • 代表产品特性的脆值; • 代表材料性能的缓冲特性曲线。
(1)缓冲系数— 最大应力曲线(C m) (2)最大加速度— 静应力曲线(Gm s) (3) 缓冲系数— 应变曲线(C) (4) 缓冲系数— 比能曲线(Ce)
(11、12)形状特别复杂的产品用发泡塑料现场发泡
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。
刍议缓冲包装的“六步法”设计

刍议缓冲包装的“六步法”设计摘要:根据缓冲包装设计的六步法,对液晶电视的缓冲包装结构设计进行了分析,提出了一些包装设计方案,通过对缓冲包装结构的改进,达到产品的缓冲保护要求,为更多的电子产品缓冲保护带来有利的帮助,提高产品的缓冲包装效率。
关键词:液晶电视、缓冲包装、包装结构设计、改进为了在运输过程中的产品免受一些振动或者是冲击而产生的损坏,所以要对商品进行缓冲包装来保护商品。
伴随着产品运输的跨省、跨地域运输,产品的缓冲包装开始受到人们的关注,如何对产品的缓冲包装设计进行合理的选材,让商品在运输、储存和装卸等的过程中减少损坏,或者把在运输、储存、装卸等过程中的损失降到最低,这是在产品缓冲包装中一直在研究的重大项目。
经过众多的实践后,产品缓冲包装的六步法产生了。
我们从以下方面进行研究,帮助在液晶电视包装材料方面的结构设计及减震缓冲设计进行改进,优化缓冲材包装设计,保护TV价值并以最大数量货柜出货;提升设计成熟度,避免重复性实验验证,缩短测试时间。
1、缓冲包装六步法目前对产品在流通的过程中采用的最有效、最广泛的方法就是缓冲包装,在产品的包装中加入一些缓冲材料,这些缓冲材料可以对冲击力量进行吸收,可以减少产品在振动中产生的损坏,可以把缓冲材料的这个作用称之为隔振作用。
由于对缓冲材料的结构、尺寸等不知道如何进行选择而产生了一些列的产品缓冲包装设计上的问题。
根据这些问题,产品包装的六步法[1]诞生了:(1)对进行包装的产品流通过程中的外部条件,制定一些标准(2)对流通产品可以承受的最大加速度进行确定(3)对承受的最大加速度较低的产品,对其关键结构进行重新设计,提高它的承受力(4)根据流通产品的承受力和包装材料的特性,对产品进行缓冲结构的设计,确定最佳的尺寸(5)综合考虑在运输中的破损率、成本等多方面的因素对产品进行包装结构的优化设计(6)根据客户的要求和国家规定的标准,进行原型运输包装的试验,结果跟预期的不一致时,根据试验的结果进行相关数据的修改。
笔记本电脑的缓冲(防震)包装设计

摘要随着我国经济的快速增长,生活频率的加快,电脑发挥的作用越来越重要。
由于笔记本电脑具有体积小、重量轻、携带方便等优点,其便携性和备用电源更使移动办公成为可能,因此越来越受用户推崇,市场需求量迅速增长。
但笔记本电脑属于电子类产品在运输及销售环节中可能会受到外界的冲击或震荡,对其质量和外观造成一定的破坏。
为了避免这种情况发生,应对笔记本电脑进行系统的缓冲(防震)包装设计,其包括:缓冲包装设计、防震设计、外包装尺寸设计。
做好缓冲包装设计应首先确定产品的尺寸等数据,做出产品脆值估计,然后选择合适的缓冲材料。
计算出缓冲衬垫的尺寸,最后判断设计的合理性。
防震包装设计则应考虑到包装系统(外包装——衬垫——内装产品)的固有频率,加速度值在产品许用脆值范围内。
外包装尺寸设计应先选择合适的包装材料,设计其厚度,再根据被包装的尺寸,计算出其内尺寸、制造尺寸、外尺寸。
因此选择适合的缓冲包装材料与结构、计算出准确的尺寸对于缓冲衬垫和外包装箱的设计是非常重要的。
本文是在确定设计对象的尺寸、重量和流通环境等一系列的条件的基础上,针对12.1英寸笔记本电脑进行了系统的缓冲包装设计。
关键词:笔记本电脑;缓冲包装设计;防震包装设计AbstractAs China's rapid economic growth, the acceleration of the frequency of life, the role of the computer more and more important. As the laptop has a small size, light weight and easy to carry, etc., and its portability and standby power mobile office makes it possible, so more and more respected by the users, the rapid growth of market demand. Butnotebook computers are electronic products and sales in the transport chain may be subject to external shocks or shocks to their quality and appearance of a certain degree of damage caused. To avoid this from happening, the notebook computer system to deal with the buffer (earthquake) packaging design,Include: the design of cushioning packaging, shock-proof design, package design size. Do a good job in the design of cushioning packaging products should first determine the size of such data, the estimated value to product crisp, and then choose a suitable buffer material. To calculate the size of the buffer pad, and finally to determine the reasonableness of the design. Shockproof taken into account should be packaging design packaging system (packaging - liner - containing products) of the natural frequency, acceleration values allowable in the product range of crisp values. Package size should be designed to select the appropriate packaging materials, design of its thickness, and then in accordance with Packaged size, tocalculate its size, creating dimensions, outside dimensions. So choose a buffer with the structure of packaging materials, calculate the exact size of the buffer pad and outer box design is very important. This article is designed to identify objects in the size, weight and flow of a series of conditions of the environment on the basis of 12.1 inches notebook computer for a systematic design of cushioning packaging.Key words: Notebook computers; cushioning packaging design; packaging design earthquake笔记本电脑的缓冲(防震)包装设计概述缓冲包装又称防震包装,在各种包装方法中占有重要的地位。
纸浆模塑缓冲包装六步设计法

纸浆模塑缓冲包装六步设计法
戴宏民;戴佩华
【期刊名称】《包装工程》
【年(卷),期】2010(31)19
【摘要】介绍了纸浆模塑的缓冲机理不同于一般缓冲包装材料,其缓冲结构设计也不采用基于缓冲系数的六步法。
在分析纸浆模塑缓冲机理及设计要求基础上,对国内纸模结构要素设计及经验数据进行了分析探讨,并基于经验类比法和有限元法提出了纸浆模塑缓冲托的六步设计法。
【总页数】5页(P50-54)
【关键词】缓冲机理;结构要素;经验类比法;有限元法;纸浆模塑缓冲托的六步设计法【作者】戴宏民;戴佩华
【作者单位】重庆工商大学
【正文语种】中文
【中图分类】TB482.2;TB485.1
【相关文献】
1.纸浆模塑在运输包装中的缓冲结构优化设计 [J], 纪青;
2.笔记本电脑用纸浆模塑缓冲包装设计形式的研究 [J], 黄丽飞;和克智;王大威
3.纸浆模塑在运输包装中的缓冲结构优化设计 [J], 纪青
4.笔记本电脑纸浆模塑缓冲包装设计及测试 [J], 何艳萍;陈永铭;谢卫东;和克智
5.纸浆模塑制品缓冲性能及其缓冲包装设计方法研究 [J], 王宏涛;骆光林;郭彦峰;付云岗
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-运输损坏预防策略*声明:本篇在LANSMONT包装设计六步法英文简版基础上,保持原版设计思路,对原版进行全面的展开及补充阐述。
六步法设计主要解决产品运输损坏问题,从产品实际物流环境入手有针对性的设计最优包装,预防产品运输损坏,减少损失!环境危害程度产品产品产品产品包装包装包装包装过度包装欠缺包装最优包装产品过设计什么样的包装最合理?过度包装没有必要而且浪费成本欠缺包装又必将导致产品损坏提高产品强度的成本一般远远大于包装的成本,产品强度过大甚至可以不用包装,则需要理性分析经济性,是否可以下降部分产品强度,转而由包装来保护产品?最优包装设计原则:产品强度+包装保护≥环境破坏最优包装设计应满足:产品本身的强度再加上包装的保护等于或适度大于运输环境中的破坏。
如何打造最优设计?经过多年来的研究和对先前理论的发展,1986年美国蓝氏Lansmont创造性的提出了包装设计六步法,以实际的物流条件为依据,有针对性的设计一个合理的包装系统,充分考虑强度与成本,损坏概率与可靠性之间的关系。
六步法对包装设计方法的科学化、程序化、规范化起到了积极的推动作用,被各个国家广泛采用,被美国国家标准学会列入材料与试验学会标准,并列入美国《包装工程手册》。
确定流通环境条件确定产品脆值包装材料测试产品局部改进原型包装设计原型包装测试1. 2. 4.3.5.6.六步法概述:知彼:对包装件的运输环境定量测量和分析,充分了解包装面临的各种环境危害及程度。
知己:对产品本身进行一系列的试验,确立产品的最大耐受性能,损坏边界条件如最大加速度,最大速度变化量等。
自行改进:通过脆值试验,如果局部太过脆弱,提高自身强度非常容易,把问题留给包装导致成本过高等,先提高产品自身强度到合理范围。
包装缓冲材料性能分析及测试,分析备用缓冲材料的冲击缓冲特性曲线,振动传递特性曲线。
综合以上的环境因素,产品脆值以及包装材料的性能,同时综合费用和物流方面的信息对产品的包装系统加以设计。
对设计出来的包装,联合产品在实验室进行系列的验证试验,确认所有设计完全满足产品对包装的各项要求。
1.确定流通环境2.确定产品脆值3.产品局部改进4.包装材料测试5.原型包装设计6.原型包装测试第一步:确定流通环境对物流环境严酷程度的判定是缓冲设计重要的一步,也是设计的主要依据,主要是判定存在何种运输危险和危险程度。
它包括搬运过程的偶然跌落、汽车振动、冲击、温湿度极限和堆码压力等。
振动危害运输过程中不经历振动是不可能的,汽车引擎的转动、车轮的运转、路面不平、悬挂系统等都会引起包装的振动。
振动是极其复杂的,各种因素混合在一块,有些振动是周期的,有些是随机性的。
振动可导致产品共振、变形、弯曲、产生裂纹、疲劳、摩擦、断裂和造成部件之间的相互撞击等危害。
卡车运输跌路运输航空运输一般认为运输振动发生在较低的频率处,用功率谱密度曲线表达,频率在1~200Hz 内,下图为ASTM D-4728 标准记录的各类车辆运输功率谱密度曲线(PSD )*由于运输振动频率较低,振动位移较大,ASTM D-4169 建议使用Lansmont 液压振动台用0.5 G 的正弦波扫描3 到100 Hz ,观察分析卡车在运输过程中的包装振动特性。
跌落(垂直冲击)危害跌落往往出现在搬运环节上,包装件在装卸、中转的过程中可能的跌落概率和跌落高度,是包装设计的重要依据。
即使是同一运输工具,同一运输路线,不同的包装也可能经历完全不同的处理方式,一些包可能永远不会跌落,而其他包装则可能从同一高度跌落好几次,有些可能底部触地,有些可能是侧面、顶部、或角触地。
如左图跌落概率曲线,一般情况下产品重量增加,跌落概率降低;跌落高度增加,跌落概率也降低;小型包装件跌落的概率也远大于大型包装件跌落的概率。
在选择包装强度等级时,应根据产品重量等特点,考虑到产品与包装的成本,允许的破损率,选择设计包装要抵抗的跌落概率和高度,而不能不计成本的选择最高的跌落高度,选择最小的跌落概率。
跌落高度in跌落概率%跌落高度与跌落概率分布产品的等效跌落高度是包装强度设计的主要依据。
假如我们想设计的包装能抵抗99%的跌落,如左图,我们选择的等效跌落高度是32in ,如果我们想设计的包装能抵抗96%的跌落,那么我们选择的等效跌落高度减少到20in ,在选择概率时,应考虑产品与包装成本以及允许的破损概念等因素,不能盲目的选择破损率最小的跌落高度。
跌落高度in 跌落概率%跌落高度与跌落概率分布等效跌落高度(设计跌落高度)的确认等效高度不能确认时也可以参考各类行业标准如ASTM D-3332。
如下表:描述了产品的重量和建议的跌落高度。
*跌落高度也可以通过分析实际记录的跌落波形,跌落速度变化量来评估跌落高度和跌落概率,参考后续步骤。
水平冲击危害在搬运、调装及拖动、船只靠岸、飞机着陆、机车联接、马路颠簸、火车挂钩、启动与急刹车时容易导致产品受冲击作用。
冲击不同于振动,在瞬间内对产品施加一定量级的作用力,冲击往往让产品或包装发生瞬间突变而导致失效。
水平冲击关键参数:冲击加速度,冲击波形,速度变化量,冲击频率气候危害不同于静止状态,运输过程中车厢的温度可能是骤热或骤冷,包装内的温度可能高于60度;相对湿度高时导致包装凝露、腐蚀、包装腐烂、污染,湿度太低又导致干裂、干瘪、失去水分;低气压可能导致密封的壳体内漏出气体或液体、密封容器破裂或爆炸、产品膨胀、电子器件失效等等。
气候环境对药品和食品的危害更加敏感。
堆码危害堆码损坏常表现为堆码过高使压应力过大,或上方物体质量过大,应力不平衡,支撑不平衡,滑落,包装变形,坍塌等运输损坏的主要因素:1.冲击(跌落)2.振动3.压力4.气候使用Lansmont SA VER 现场环境记录仪,SA VER 完美的测量记录运输全程的振动、冲击、跌落、气候及轨迹数据。
产品特点:●小型,轻质●电池供电30~90连续工作●内置三轴向加速度传感器、温度、湿度、气压传感器●扩展6个外接输入●GPS 路线记录●提供磁性安装组件,不损坏产品结构●数据获ASTM 、ISTA 、ISO 、GB 等标准组织认可如何确定流通环境条件?SA VER 与产品一起运输。
跟踪、监督、记录产品整个运输环节,记录振动路谱,温湿度,气压,GPS 等。
适合于水、路、空等各种运输途径。
如何记录现场环境破坏?SAVER记录数据分析运输全程环境数据测量与记录三轴振动波形冲击波形悬挂Fn 包装Fn 车轮Fn关键信息:振动波形,振动频谱,振动幅值,振动频率,振动共振点。
关键信息:冲击波形,冲击幅值,速度变化量,冲击频率跌落波形温度,湿度,气压波形关键信息:跌落波形,加速度幅值,速度变化量,跌落高度评估,跌落概率关键信息:温度,湿度,气压波形,区间及极限值SAVER记录数据分析运输全程环境数据测量与记录SA VER GPS 轨迹数据分析•运输路线质量评估,路线数据库建立•优化运输路径,优化仓储布局•产品损坏时间,损坏责任认定GPS 轨迹数据,事件分布示意图数据应用第一步确定流通环境条件总结:1.定性分析振动、冲击、跌落、压力、气候这几个主要的运输环境危害因素。
2.分析运输振动的特点,如频率低,振动位移大。
介绍各类运输工具的PSD谱。
3.分析运输跌落冲击的特点,产品质量,跌落高度,跌落概率的关系,等效跌落高度的选择。
4.介绍Lansmont Saver现场环境记录仪使用的方法,记录波形如振动频谱、温度、湿度波形、冲击、跌落加速度波形、速度变化量波形的分析,GPS轨迹数据应用等。
对产品本身进行一系列的试验,确立产品的最大耐受性能,冲击损坏边界,振动易损频率及峰值等,了解产品自身强度特点。
第二步:确定产品的脆值脆值是产品不发生物理损伤或功能失效所能承受的最大加速度值,又称产品的易损度,它是缓冲垫设计的主要依据。
脆值分冲击脆值和振动脆值。
所有的产品都具有一定程度抵抗机械损伤的能力(强度)。
但几乎所有的产品在没有包装保护的情况下很难完全抵挡运输或使用中的机械损伤。
在选择什么样的包装前,首先要定量的知道产品的脆值,有脆值数据后,才能知道如何设计合适的包装。
《包装设计六步法》第二步确定产品的脆值什么是脆值?在运输物流过程中,冲击(包括跌落冲击)与振动是产品在运输过程中所经受的两个非常重要的动态载荷,也是造成包装产品破损的主要因素。
从力学角度分析,这些破损现象是由于产品或部件在受到载荷作用时,应力、变形、加速度或位移等物理量的响应值超过了其容许极限,从而造成了结构完整性破坏、功能性破坏或工艺性破坏等问题。
超过脆值为什么会损坏?产品破损不仅依赖于产品的最大加速度,还依赖于冲击持续时间和冲击过程中的速度增量。
1968 Dr.Robert E.Newton依据最大冲击谱理论,提出破损边界概念,发展了破损边界理论,比较全面地反映了加速度峰值、速度变化量、冲击波形和产品破损之间的关系。
冲击脆值-什么样的冲击会导致损坏?破损边界曲线是评估与测试产品冲击脆值的最常用方法(参考ASTM D 3332标准)应用破损边界理论方法确认产品破损的临界加速度和速度变化量,任何大于该两个参量的冲击,都将导致产品损坏,如左图,任何落入破损区的冲击都将损坏产品。
破损边界曲线破损边界理论两个关键变量:1.临界速度变化量2.临界加速度什么是速度变化量?速度变化量(∆V) 指冲击触碰点入射速度(V i) 和反弹速度(V r) 之差。
速度变化量可认为是冲击能量耗散的度量。
速度变化量也等于冲击加速度波形对时间的积分(冲击加速度波形覆盖的面积)g∆V =冲击加速波形所覆盖的面积时间sm/s∆V时间s式中:e =Vr /Vi (回弹系数,一般在0 到1 之间)g =重力加速度=9.8m/s^2h =自由跌落高度m Vi =冲击速度Vr =反弹速度以球体自由跌落为例,速度变化量计算公式如下:∆V =Vi -(-Vr)=Vi +Vr =(1+e)2gh 回弹系数0 反弹速度为零,表示完全被缓冲吸收回弹系数 1 反弹速度等于冲击速度表示缓冲完全无作用回弹系数一般在0.25到0.75 之间hVr Vi 速度变化量如何计算?速度变化量与跌落高度的关系?不同的反弹系数下速度变化量与跌落高度的关系无反弹50%反弹100%反弹跌落高度速度变化量跌落高度提高,速度变化量增大*参考ASTM D3332 标准要确定破损边界曲线,临界速度变化量首先要确定,速度变化量被认为是测量冲击缓冲能量耗散的指标,在这个区域内产品的损坏首要因素是速度变化量,即冲击能量耗散,而与冲击波形的形状,冲击峰值关系不大。
临界速度变化量可以告诉工程师,没有包装的产品能承受多大的跌落高度例如: 通过速度变化量计算公式,知道包装材料,如果临界速度变化量是3.0 m/sec, 那么产品可以承受18 in (45 cm)的跌落高度.看下表速度变化量的应用s一旦产品的临界速度变化量确定了,接下来需要确定临界加速度,知道产品的临界加速度后才能决定使用合适的包装来保护产品.确定临界加速度常常用梯形波来测试。