例题4缓冲结构设计
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例 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
08.035358
.910=⨯⨯==A mg
st σ(N/cm 2)8.0=(kPa )
在图上,作直线m G =G =72和直线st σ=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st m G σ-曲线的最低点的m G =72,恰
好等于产品脆值,这个点的静应力st σ=2.5kPa =0.25N/cm 2,故衬垫面积为:
39225.08.910=⨯==st mg
A σ(cm 2) 采用四个面积相等的角垫,则每个角垫的面积为:984392
4min ===A
A (cm 2
)
衬垫的稳定校核:A min>()44
h(cm2)
.12=
33
上面的计算表明,局部缓冲不但可以大大减小衬垫厚度,而且可以大大减小衬垫面积,所以,就这个产品和这种材料来说,还是局部缓冲为好。