例题4缓冲结构设计

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。