包装运输缓冲结构设计例题
包装运输课后习题练习题目答案
1、包装的含义；为在流通过程中保护产品，方便储运，促进销售，按一定技术方法而采用的容器、材料及辅助物等的总体名称。
也指为了达到上述目的而采用容器、材料和辅助物的过程中施加一定技术方法等的操作活动。
2、运输包装的定义及基本要求；为了尽可能降低运输流通过程对产品造成损坏，保障产品的安全，方便储运装卸，加速交接点验，人们将包装中以运输存储为主要目的的包装称之为运输包装。
3、简述并理解《运输包装》课程的要求；●理解包装动力学基本理论；●了解包装件流通的环境条件；●了解产品在流通过程中机械损伤的机理，掌握产品力学性能的评价方法；●熟悉缓冲包装材料，掌握其缓冲性能评价方法；●掌握缓冲包装设计基本理论、方法、步骤；及与之相关的实验（检测）设备和实验（检测）方法。
●熟悉纸箱、木箱、集合包装结构设计方法与应用；运输包装的要求a)具有足够的强度、刚度与稳定性；b)具有防水、防潮、防虫、防腐、防盗等防护能力；c)包装材料选用符合经济、安全的要求；d)包装重量、尺寸、标志、形式等应符合国际与国家标准，便干搬运与装卸；e)能减轻工人劳动强度、使操作安全便利。
f)符合环保要求。
4、简述并理解运输包装器具设计应遵循的基本原则；1、标准化原则2、集装化原则3、多元化原则4、科学化原则5、生态化原则（书P7）5、流通的基本概念及流通环境的基本环节。
指产品从生产工厂为起点，经过包装、装卸搬运、运输、仓储、陈列、销售等多个环节，以用户消费为终点的全过程。
基本环节：装卸搬运环节（跌落）、运输环节（振动&气象影响）、储存环节（堆码载荷&气象条件、生物化学因素）。
6、设计实例：酒品运输缓冲包装设计方案分析（黄昌海）1、简述冲击与振动异同之处。
1、冲击的特点：i.冲击力的作用时间极短；ii.产生极大的冲击加速度；iii.冲击力极大。
2、冲击：物体在极短时间内速度或能量产生突然的变化。
3、包装件在流通过程中受到的冲击主要表现为垂直冲击（跌落冲击）和水平碰撞冲击。
缓冲包装课件
Ae
W B
3L2 400cm2
L2 400 3 231.3cm2
L 15.2cm
面跌落时的受力面积和静应力为：
A 4L2 4 231.3 925cm2
s W A 0.00216MPa
该静应力所对应的加速度值小于产品脆值。 （6）蠕变校核
tc t(1 Cr ) 5 (110%) 5.5cm
防振包装设计方法（无易损件）
1. 计算缓冲材料的静应力值。
2. 找出静应力所对应的缓冲材料振动传递率—频率特 性曲线，并找出该曲线峰值处的传递率Tr及频率fn。
3. 确定在流通过程中包装件在频率为fn时的最大振动 加速度As 。
4. 计算产品在共振时的最大响应加速度：Ap=Tr× As 。
5. 产品上的最大响应加速度应小于产品的许用脆值。 若不满足，缓冲衬垫应重新设计。
（1）产品的振动加速度值： Gp' Tr' G0 Gc
（2）易损件共振时的加速度值：Ge' Tr'e Gp' Gc
若上述检验都成立，则说明缓冲包装系统具有良好的防振能力；否则必 须重新设计，改变缓冲衬垫的材质或结构尺寸。
例1：某精密仪表中易损件的固有频率 fe 70Hz ，其支承系统的阻尼比0.01， 脆值30g， 重量相对整台仪表可忽略不计。仪表装箱后总重量是5 kg。现采用
d 0.625 kg / cm3 的橡胶纤维作缓冲衬垫，衬垫尺寸150 5cm3。试校核在 汽车运输（G0 2g ）条件下，易损件的安全情况？（ E0 0.6k g / cm2 ）
解：（1）设计参数
W 5kg Gc 30g fe 70Hz
0.01 At 1505cm3
运输包装思考题
1．根据力-形变曲线，常用的缓冲材料可分为哪几种？ 2．线弹性缓冲材料叠置和并列后的弹性有何变化？
运输 包装
3．同一种弹性材料的应力-应变曲线的形状是否受结构尺寸变化的影响？组 合后的应力-应变曲线的形状是否受结构尺寸变化的影响？ 4．已知受力面积为10平方厘米，厚度为3厘米的两种方形缓冲材料，其力-形 2 变表达式分别为： 2 F1 x 1 2 x 1 3 F 2 2 x 2 3 x 2 （1） 设计这两种材料并列放置，其中材料1的受力面积为7平方厘米，材料2 的受力面积为3平方厘米，总的受力面积为10平方厘米，求组合后的力-形变表达式。 （2） 设计这两种材料叠置，其中材料1的受力面积和材料2的受力面积均为 10平方厘米，材料1厚度1cm,材料2厚度2cm,求组合后的力--形变表达式。 5．缓冲效率与哪些参数有关？静态缓冲系数与动态缓冲系统有何区别？ 6．可用哪些参数来பைடு நூலகம்价缓冲材料的性能？
(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
普通货物运输包装设计与测试—缓冲包装材料测试
发泡缓冲材料的缓冲性能通常用缓冲系数与最大静应力的曲线来表示。 静态缓冲系数实验（以发泡聚乙烯为例 ）：
➢ 试样及试验设备： 1.试样：试样密度为40.5kg/m3，样品尺寸为100mm×100mm×片材原厚，样品6个；
试验样品在23℃，RH50%的环境中预处理24h以上。 2.试验设备：法国ADAMEL的拉压试验机DY25，准确度等级为1%，电脑同步采集
T0
45.76
厚度平均变化率（%）= (T1 1)100% T0
A组试样经预压缩并恢复后的厚度
四角
T1 T2 T3 T4 T
1# 42.30 43.14 43.32 42.74 42.88
2# 45.94 43.70 45.12 46.90 45.42
3# 44.76 46.12 46.08 44.42 45.34
➢ 实验结果——压缩特性曲线的绘制
图1 A组试样的应力-应变曲线（常温）
图1 未经预压缩的B组试样应力-应变曲线
应力-应变曲线可分为三种力学表现阶段：弹性阶段、塑性阶段和粘滞阻尼阶段
缓冲系数的测试方法
➢ 实验结果——缓冲系数曲线的绘制 应力-应变曲线转化为缓冲系数-最大静应力曲线由下式完成：
C
e
系统，游标卡尺，砝码。
缓冲系数的测试方法
➢ 实验过程：
参照ISO 3386/1:1986和GB/T 8168—2008,将试样分成2组A和B，每组3个，对每个 试样进行编号。步骤如下：
• 测量每个试样的初始厚度。按顺序测量四个角的厚度，取其平均值。 • 使用11kg的砝码分别对A组的3个试样进行预压处理，环境条件为23℃，RH50%， 预压缩时间是24h。 • 经24h预压缩之后，卸载，试样恢复4h后再次测量试样的厚度，并用拉压试验机以 100mm/min的速度对试样进行压缩，同时采集试样的“压力-形变”数据和曲线。 • B组试样均不做预处理，在拉压试验机上直接以100mm/min的速度对试样进行压缩， 同时采集试样的“压力-形变”数据和曲线。
5-第五章-02 运输包装缓冲设计
定义
指包装容器内所剩余的空间，全 部用缓冲材料填充固定，对产品 周围进行全面保护的方法。
特点
一般采用丝状、薄片或粒状的材 料，对形状复杂的产品能良好地 填塞，适合小批量产品包装。
全面缓冲包装应用实例
超轻型泡泡粒包装 可以迅速均匀地填满 各种形状和大小物品 周围的全部空间。 发泡袋现场成形包装 发泡袋自动充满产品与 包装箱之间的空隙形成 产品缓冲垫。 气 垫 包 装 纸 包 装
5 A WG / 100 80 /( 3 . 6 10 ) m 2 2 0 . 0222 ( m ) 222 ( cm )
（2）选择适当的缓冲包装材料计算尺寸
例：用纸箱做内包装，把一重力为100N，脆值为30的产品装 入箱内，用衬垫将它与外包装箱隔开，内装箱每面面积为 2000 cm2，设定等效跌落高度为60cm，试选择适当的缓冲材 料，并计算其尺寸。 解：已知W=100N，G=30，H=60cm,全面缓包A=2000cm2
A W / stD 10 4 200 /( 0 .07 10 5 ) 10 4 285 ( cm 2 )
最小加速度法：
对于曲线最低点对应的加速度值最小，缓冲效果 更好，产品的安全性更高。则取T=4cm曲线的最 低点E点作设计。 5 0 . 04 10 Pa 对应的： st
5 2 A WG / 90 50 /( 0 . 7 10 ) 0 . 0643 ( m ) m 2 2 643 ( cm ) 750 ( cm ) 可行
T CH / G 3 . 3 60 / 50 3 . 96 ( cm )
2.最大加速度 G m～静应力 st 曲线应用
特性曲线
最新物流运输包装设计复习题
物流运输包装设计习题1.流通的三个环节，除了贮运、运输，还有重要的一环是（B）：（A）吊装（B）装卸搬运（C）销售（D）堆码2. 集合包装以（A）为前提：（A）装卸与搬运作业的机械化（B）流通环节少（C）人力资源成本低（D）大体积货物3.关于捆扎器材的说法，不正确的是（D）（A）常用的捆扎器材有钢丝、钢带、焊接链、钢丝绳等（B）捆扎器材的自重轻（C）捆扎器材的成本较低（D）捆扎器材就是我们常说的塑料打包带4.托盘是与（C）配合的集装器具（A）集装箱（B）货运卡车（C）叉车（D）吊车5.对于包装件的设计能有效地减少粗野装卸的发生的是（B）（A）人工装卸（B）机械装卸（C）缓慢启动（D）符合人体因素的包装重量与外部尺寸6. 电子产品应特别考虑环境（B）对其性能的影响（A）跌落（B）静电场（C）必要的捆扎（D）人工装卸7.冲击、振动、压力、滚动、跌落、堆码统一称为（A）（A）机械因素( B ) 环境因素( C ) 包装件( D ) 包装运输环境8. 物流运输包装标志是指在货物物流运输包装上应用图形或者文字制作的特定记号和说明。
物流运输包装标志主要是赋予物流运输包装件以（C ）功能(A) 辨别(B) 传输(C) 传达(D) 验证9. 下边标志是堆码极限标志的是（Ｂ）(Ａ) （Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）10. 哪一种楞型的瓦楞纸板平面抗压强度最好？（D）（A）A型（B）B型（C）C型（D）E型11.长途运输用的干式集装箱，内部处于密闭状态，箱内温度状态随外界温度或太阳辐射的变化而变化，为防止可能发生内部结露，应严格控制包装材料的（A）(A) 含水量(B) 含氧量(C) 含氮量(D) 含菌量12.我国幅员辽阔，从北到南依次跨越了（D）等几个气温带(A) 寒温、干热、寒冷、湿热(B) 寒温、寒冷、湿热、干热(C) 干热、湿热、寒冷、寒湿(D) 寒冷、寒温、干热、湿热13.导致包装件内装产品的破损原因是（C ）(A) 速度变化大(B) 冲击作用时间长(C) 极大的加速度，导致包装件在瞬间承受极大的冲击力(D) 速度变化小，冲击作用时间长14. 重量为25kg的包装件，根据跌落高度的经验公式其跌落高度是（C ）(A) 40cm (B) 50cm (C) 60cm (D) 70cm15. 有关产品跌落冲击的论述错误的是（C）(A) 不论人工或机械装卸，都可能因人为或偶发因素使包装件自由跌落(B) 人工装卸的跌落冲击加速度通常在10g（g为重力加速度）左右，有时超过100g(C) 冲击加速度的大小取决于包装件重量，而不取决于跌落高度改：冲击力大小取决于包装件重量(D) 冲击力大小除取决于跌落高度外还取决于包装件重量、缓冲性能和地面的弹性程度16.防振包装的目的是（C）(A)减弱包装件对运输振动环境的响应(B)减弱包装件对运输中发生冲击时产生的加速度值(C)防止产品受到振动的影响(D)防止产品受到冲击的影响17.用以评定物流运输包装件在流通过程中各种性能的试验，称为（A）(A)物流运输包装件试验(B)机械搬运试验(C)环境试验(D)探索实验18.合理包装是（C）(A)不存在包装不足的现象(B)不存在过度包装的现象(C)既要保护产品不受损坏，还要尽可能降低成本，综合考虑科学、适用、经济等各方面。
缓冲包装(计算例题)
船舶运输过程中包装件的损坏主要由堆码引的压应力造成，一般物货码高
为6~10m，并受发动机和螺旋浆低频振动的影响，另外波浪引起船体上下 6~10m 振动和左右摇摆也会使包装件产生冲击和振动。船首的冲击和机舱的振 动最为严重。
飞机运输中包装件的损坏主要由发动机引起的高频振动、着陆时与地面的
冲击或空中气流的冲击和振动造成。 所以，要研究运输过程中的冲击和振动问题，就必须研究各种运输工具 产生冲击和振动破坏最严重的方式及位置，测定加速度的大小，建立加 速度—振动频率的关系曲线（表1 速度—振动频率的关系曲线（表1-4，5，6，7，8，9； 图 1-5，6，7， 8） ，才能有效地预防冲击和振动造成的损坏。
二、确定产品脆值（易损性）。
一般产品的脆值可以采用类比法，参照相关 标准来确定。新产品则必须使用冲击试验 机测出产品的破损边界（DBC） 机测出产品的破损边界（DBC）曲线来评 估其脆值。
（一） DBC曲线的确定 DBC曲线的确定
1、确定临界速度变化的边界线（△Vc，产品破损的最低 、确定临界速度变化的边界线（△V 速度变化量，与跌落高度有关，与冲击脉冲波形无关） 试验：
3、冲击脉冲波形：三种脉冲曲线的垂直边界线（△Vc） 、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） 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|≥|△ 阴影区域|△V|≥|△Vc| Gm≥Gc为破损区 Gm≥Gc为破损区 △V ＜△Vc或Gm ＜Gc 为非损坏区 ＜△Vc或 所以，DBC曲线是由三个参数：△Vc、Gc和脉冲波形来 所以，DBC曲线是由三个参数：△Vc、Gc和脉冲波形来 确定的，在| V|≥|△ 确定的，在|△V|≥|△Vc| Gm≥Gc区域需要缓冲包装， 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 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：
华北理工《运输包装》习题集
《运输包装》习题集一、填空题1．包装产品因内外因素的影响而破损的特性称为，定量描述破损特性的量值称为。
2．单自由度线性缓冲包装系统的对数衰减率δ= 。
3．缓冲包装系统防振能力的大小主要取决于和。
4．国际标准化组织定义的包装模数指包装容器长与宽的尺寸基数，具体数值为。
5．流通环境条件2M4表示。
6．影响缓冲系数的主要因素有、和预处理。
7．缓冲系数越小，单位体积缓冲材料吸收的冲击能量就越，缓冲材料用量越。
8．聚丙烯发泡材料的缓冲性能与、和气泡大小等因素有关。
9．按照结构特征，木箱分为钉板箱、和。
10．喷淋试验是模拟流通过程中包装件露天存放有遭雨淋的可能性而设计的，通常包括、和透湿等三种试验。
二、选择题1．振动问题通常可归纳为三类，即。
A．自由振动、强迫振动、自激振动B．周期振动、瞬态振动、随机振动C．谐振动、基础(或支承)振动、测量仪振动D．振动分析、环境预测、振动特性确定(或系统识别)2．若振动系统的自由度为无限个，则称为系统或系统。
A．连续介质、刚性B．连续介质、弹性体C．多自由度、连续介质D．刚性、弹性体3．产品上最关键、最灵敏、最脆弱的部件往往容易损坏，我们称这种部件为。
A．易损件B．缓冲件C．冲击件D．振动件4．流通环境条件标准化中，1B3表示。
A．贮存-气候条件-3级严酷度B．运输-气候条件-3级严酷度C．贮存-生物条件-3级严酷度D．运输-机械条件-3级严酷度5．当ξ很小时，单自由度包装系统在受迫振动条件下的振动传递率Tr= 。
A．1/ξB．1/(2ξ) C．1/(3ξ) D．1/(2ξ)26．我们将多自由度线性振动系统按给定的一个固有频率做自由振动，称为主，此时整个系统具有确定的振动状态，称为主。
A．振型、振动B．系统、状态C．振动、振型D．状态、系统7．静态压缩试验时，上(或活动)压板的移动速度通常为。
A．≤30±3mm/min B．≤25±3mm/minC．≤18±3mm/min D．≤12±3mm/min8．普通应用的瓦楞纸板的瓦楞有4种类型，即 。
LG微波炉的运输包装设计
LG微波炉的运输包装设计1绪论微波炉作为一种新型的现代化烹饪灶具，它打破了传统的加热食物的方法，利用具有高能量的微波对食品进行加热，具有加热快，效率高等很多的特点，因此深受广大消费者的喜爱。
由于微波炉内部是具有高精度的现代化电子控制设备，因此在设计包装时要注意考虑各种因素对其的影响。
同时，在包装箱内部我们还必须设计缓冲包装衬垫来加强固定。
1.1微波炉运输包装的现状及问题目前市场上微波炉的运输包装存在很多的样式，但大多数厂家都是用塑料薄膜将其包裹，然后在包装箱内放置EPS发泡材料或其他的材料作为其缓冲材料。
然后将外包装箱用捆扎带打紧之后运输。
采用非环保的发泡材料来作为缓冲材料，其废弃物体积很大且回收困难，用其他的方法处理也会或多或少对环境造成一定的污染。
因此，该材料在许多国家已经被禁止，我国也在逐步禁止使用该材料。
1.2设计对象本次设计我选择的是韩国LG集团生产的LG MG-5021MW微波炉。
其基本参数如下：表1 LG-MG5021MW微波炉相关参数2缓冲方案设计2.1流通环境分析包装件在运输流通中所经历的一切外部因素统称为流通环境条件。
包装技术就是要确保产品由一地向另一地运送时不受经济上和功能上的意外损失。
对产品可能遭遇的条件作考察与评价，是包装设计中的重要内容。
流通过程的基本环节有：装卸搬运环节（分人工和机械两种方式）、运输环节、贮存环节。
而对于LG MG-5021MW微波炉来说，其流通环境分析如下：（1）在装卸搬运环节中，由于此微波炉的销售遍及全球任何地方，所以既短流程运输也包括较长流程的运输。
流程越长，中转环节越多，装卸搬运次数就越多，对此商品的包装件造成的损害就越大。
装卸作业中既有人工装卸也有机械装卸，所以要中和考虑到抛掷、堆垛倒塌、起吊脱落、装卸机的突然启动和过急的升降都会造成微波炉的跌落损害。
（2）运输环节中，由于此微波炉的销售范围广，既要有长途运输也要有短运输，所以涉及到的交通工具种类比较多，同时也要经历很多不同的地区和气候环境。
缓冲包装动力学计算题
例1解：以冰箱为研究对象，进行受力分析。 当加速度a达到冰箱欲翻而又未倾翻 的临界值时，传送带或汽车车厢地板对 冰箱B点的反力NB=0，只有NA，及重
a
h
B
b
Fg
W
A
NA
力W两个作用于冰箱上的真实力。应用达朗贝尔原理，在冰箱重 心上加入假想惯性力Fg = -ma = aW/g。 利用A点的力矩平衡方程：
k m
4380 15.5rad / s 18.2
A F 0 / k 44.5 / 4.38 10.16mm
Cc 2 km 2 438018.2 564.68N s / m 0.565N s / m m
临界阻尼因子
阻尼比
c / Cc 0.149/ 0.565 0.264
25
Lijie CAO
河北联合大学机械工程学院 包装工程系
例12. 某产品自重引起包装衬垫产生1cm的变形。假设该产品包装在运输过 程中，受到外界位移激励的频率为20Hz，且位移激励的最大加速度为0.1g， 不计阻尼。试求产品包装的加速度和产品包装的隔振效果。 例12解：由已知条件得： 1) 求产品包装的固有频率ωn：
2) 阻尼因子：
4 2 2
0.035503
河北联合大学机械工程学院 包装工程系
11
Lijie CAO
例5解：(续完) 3) 此阻尼系统振动周期：
Td t3 t2 3.2 3.1 0.1(s)
4) 此阻尼系统的固有频率：
2 2 d 62.832(rad / s) Td 0.1
(1)k k 1 k 2 k k1 k 2 n m m
n 1 fn 2 2
笔记本电脑物流运输包装-24
笔记本电脑的运输包装设计针对现在市场对笔记本电脑的需求量逐渐增大，在运输和销售过程中容易受到一定的破坏，对产品造成损坏至于也让企业承受了一定的损失。
因此，选择合适的材料，进行结构设计、计算出准确的结果尺寸、校核强度的精度是非常重要的。
前言笔记本电脑具有重量轻、体积小、便于携带等优点，目前应市场需求已得到迅速发展，并有很大的市场潜力。
但在流通过程中，其外观及功能都可能遭到不同程度的破坏，影响了笔记本电脑的使用价值。
因此对笔记本电脑设计出符合实际流通环境的切实可行的包装方案，具有重要的意义。
1 缓冲包装设计的要求本设计方案的设计对象是某公司生产的笔记本电脑，净重2.2kg，外尺寸为300mm ×230mm×25.6mm，外观为平板状方形物品，结构规整无突起，屏幕表面正中位置垂直方向为易损部位。
加上设计用缓冲材料和内结构隔衬，电源，鼠标等附件后总质量约为3.46kg，有效长期堆码高度为2.5m，商品集中存放纸箱的符合时间是180d，原产地为广州，主要用于国内销售。
其装卸搬运环节一般以机械为主，采用陆运方式运输。
1.2 缓冲防振设计产品流通过程中缓冲防振的目的是为了保证从缓冲衬垫传输到商品上的冲击加速度值小于导致商品破坏的脆值，同时使缓冲衬垫所产生的固有频率不超过导致商品破坏的临界共振频率，并避开运输工具的振动频率1.2.1 缓冲设计缓冲包装设计要解决以下问题：选择适当的缓冲包装材料并确定其尺寸；判断缓冲包装的结构的合理性和可靠性。
缓冲材料确定：（1）塑料薄膜的确定：生物降解塑料包装薄膜是聚丁二酸丁二醇酯（PBS）和聚乳酸(PLA)共混加工改性而成，具有优异的综合性能。
可在有氧堆肥条件下，三个月内分解成CO2和H2O，降解条件遵从标准DINV54900-1、EN13432、ASTMD6400。
生物降解塑料包装薄膜可制成工业用、民用和食品用包装材料。
如：各种抗静电薄膜、电子产品包装膜、家电产品包装膜、防尘包装膜等一次性环保塑料制品。
缓冲包装课程设计报告书
附录：课程设计说明书的书写格式与细则设计题目一、正文标题层次正文题序层次是文章结构的框架，一般采用社会通用的论文书写形式。
即章条序码统一用阿拉伯数字表示，题序层次可以分为若干级，各级号码之间加小圆点，末尾一级的后面不加小圆点，层次分级一般不超过四级为二、表格每个表格应有自己的表序与表题，表序与表题间空一格。
例如：表1.1 XXXX ，且表题与表序应写在表格的上方正中处。
三、插图插图图面要整齐、美观，插图应与正文呼应，不能脱节。
每幅插图应有图序与图题，图序编号要连续，图序与图题间空一格且要放在插图下方居中处。
四、公式公式应另起一行写在稿纸的中央。
哈尔滨商业大学轻工学院课程设计报告书课程名称：缓冲包装设计题目：专业班级：姓名：学号：指导教师:年月日一、课程设计目的：包装动力学课程设计是一个重要的实践性教学环节。
通过课程设计，使学生对本门课程有更深一步的消化、理解和掌握，使学生能综合运用所学习的缓冲包装设计的基本理论知识和包装的技术方法，完成产品的缓冲包装设计并动手制做出具体实物。
培养学生包装设计的能力，运用设计资料、使用手册和标准的能力，独立工作、动手的能力。
【基本要求】每个学生必须独立完成设计题目；设计图样必须符合国家标准、设计规范、计算准确。
说明书条理清楚、文字通顺简洁、字迹工整、标题醒目，运用工程术语。
要求至少二、完成任务：1．各种所选择的缓冲衬垫的设计（包括平面图和三维图）2．设计计算说明书不少于800字。
三、设计基本内容（一）市场调研根据设计的题目到商场、超市进行市场调研。
主要观摩：同类产品销售缓冲包装的结构类型、成型方式、外观尺寸。
（二）各种缓冲包装衬垫的设计（1）选定包装产品确定产品包括：产品外形（要求有照片图片）、外形尺寸、产品重量、重心（2）缓冲包装材料的选择缓冲材料的确定是缓冲包装设计考虑的首要问题。
在包装力学模型中，一般都把缓冲材料视为理想弹性体，也就是在长时间反复振动和多次冲击下，它的弹性仍然均匀无变化。
《缓冲包装动力学》习题
《缓冲包装动力学》部分习题注：计算题部分请自己完成。
注意：① 第一次出现的符号必须说明意义；② 计算题要写清楚步骤；③ 计算时注意单位要一致；④ 计算时要先写公式，再代入数据，最后直接出结果，每一步骤都有分；⑤ 问能否之类的计算题等，最后一定记得“答：”，把结果显示地说出来。
一、填空题1．振动体在受到初干扰(初位移或初速度)后，仅在弹性恢复力的作用下在平衡位置附近作往复运动，称为自由振动。
根据阻尼情况，可分为无阻尼振动和有阻尼振动。
2．包装件振动系统的固有频率取决于系统的质量和弹簧刚度，而与运动的初始条件无关。
对于确定的包装件振动系统，不论运动的初始条件如何，包装件总是以其固有频率进行振动。
3．包装件在外力作用下，包装件的尺寸及形状，总会有不同程度的改变，这种改变称为变形。
变形分弹性变形和永久变形(也称残余变形)。
弹性变形：指外力离去后， 变形即行消失。
永久变形：指外力离去后，变形仍然存在，包装件的尺寸及形状不能恢复。
4．在外力作用下，包装件中发生与材料变形同时而生的内力，内力抵抗外力的企图使包装件变形、毁坏。
在简单压缩、拉伸时内力的数值与外力相等。
单位面积上的内力称为应力。
5．变形有四种基本形式：1) 压缩及拉伸。
2) 剪切。
3) 扭转。
4) 弯曲。
许多包装件的变形是复杂的，是以上四种变形的组合。
6．刚度系数也称弹簧常数，是包装所受力的增量与在此力的增量作用下包装所产生的位移增量之比，是包装的一种刚度量。
刚度系数可理解为单位压缩量所需的力。
包装刚度系数与包装材料性质、尺寸及包装形状等有关。
刚度系数越小，包装件的刚性越好，包装件的弹性越好。
7．n 个缓冲垫串联等效刚度k ：∑==n i ik k 111，表明弹簧串联后其等效刚度变小。
8．n 个缓冲垫并联等效刚度k ：∑==ni i k k 1，表明弹簧并联后其等效刚度变大。
9．包装材料受到纵向压缩时，在横向上同时发生拉伸变形。
在弹性范围内，横向应变与纵向应变之比为一常数，这个比值称为泊松比。
一种新型的小家电产品运输缓冲包装结构设计r——以咖啡壶产品为例
一种新型的小家电产品运输缓冲包装结构设计r——以咖啡壶产品为例黄友文;吴志坚;高慧珠【摘要】在对目前的咖啡壶包装充分分析和进行大量包装实验的基础上,设计了一种新型咖啡壶的缓冲包装固定装置,包括定型珍珠棉层,依次复合在定型珍珠棉层上的第一粘接层、缓冲珍珠棉层、第二粘接层和加强坑瓦楞纸板层.将产品顶部插入上缓冲固定板中,产品底部插入下缓冲固定板中,再将三者放入包装盒.这样整个产品六个方向都有缓冲固定板固定,防止外部冲击,很好地保护了产品外表面,保证运输过程中电器产品质量不受到影响.采用环保复合材料的新型缓冲包装固定装置,减少了包装材料用量,提高了电器产品保护强度,有一定的创新,取得了良好的经济效益,已获国家授权专利.【期刊名称】《河北软件职业技术学院学报》【年(卷),期】2018(020)001【总页数】4页(P69-72)【关键词】珍珠棉;粘接层;瓦楞纸板;缓冲固定板【作者】黄友文;吴志坚;高慧珠【作者单位】广州科技职业技术学院,广州 510550;广州科技职业技术学院,广州510550;广州科技职业技术学院,广州 510550【正文语种】中文【中图分类】TB485.31 小家电运输包装现状分析市场上小家电包装材料有三种：纯瓦楞纸板、模制纸托、泡沫塑料三种包装固定材料。
首先纯瓦楞纸板是由挂面纸和通过瓦楞棍加工而形成的波形的瓦楞粘合而成的纸板[1]，有三层纸、五层纸、七层纸等等，主要特点是重量轻，其内在的瓦楞结构类似拱形结构，能起到防冲减震作用，包装简易方便，但在小家电类包装中只能用于方形的产品，稍微有弧度的产品就不能贴合，产品与包装材料不贴合的地方，就是包装受冲击后最容易破裂的地方；模制纸托是用纸箱边角料、新闻纸、纯木浆做为原料，经过碎浆并调制成一定比例浓度的浆料，在特制的模具上，经真空吸附成型，再经过干燥而形成不同种类和用途的包装制品，防震和防冲击性能好[2]，但在小家电包装中也容易出现产品刮花问题，在企业标准一角三边六面的跌落测试中会出现产品局部破裂现象，而且包装体积比较大，包装分摊成本高；泡沫塑料容量很低，包装重量轻，具有优良的冲击、振动能量吸收性，用于缓冲防震包装能大大减少产品的破损，成型加工方便，可以采用模压、挤出、注射等成型方法制作各种泡沫固定块[3]，但由于泡沫塑料的材料是一次性难降解包装物，对环境污染严重，埋在土壤中很难分解，如果焚烧会导致大气污染，欧盟有些国家已经明令禁止生产此类包装并禁止进口采用此类包装的产品。
例题7缓冲结构设计
例7 产品质量m =20kg ，产品脆值G =60，设计跌落高度H =90cm 。
该产品销往高温和严寒地区，最高温度为68°，最低温度为-54°，采用如右图ρ=0.035g/cm 3的泡沫聚乙烯对产品作局部缓冲，试计算缓冲衬垫的厚度与面积。
解 本例与上例中的产品、设计跌落高度和所用缓冲材料是相同的。
上例按常温曲线最低点计算衬垫面积与厚度虽不安全，但所取的衬垫体积Ah =3130cm 3却有参考价值。
按照这个衬垫体积在m C σ-坐标系中所作的直线C =l7.74m σ与三条曲线相交，最高点为B 2，我们可以按点B 2重新计算衬垫面积与厚度。
(1)低温时的情况
在点B 2处，C =5.2，m σ=0.29MPa =29N/cm 2，令G m 恰好等于G =60，衬垫面积与厚度为
40629
8.92060=⨯⨯==m
GW A σ（cm 2） 8.760
902.5=⨯==G CH h （cm ） 这样，衬垫体积未变，只是调整衬垫尺寸，增加厚度，减小面积，Ah 仍为3167cm 3。
(2)高温时的情况 直线C =17.74m σ与高温曲线交点B 1的C =4.5，产品跌落时的最大加速度为
528
.7905.4=⨯==h CH G m
G m ＜G ，所以包装件跌落时是安全的。
(3)常温时的情况 直线C =l7.74m σ与常温曲线交于最低点，C =3.9，产品跌落时的最大加速度为
458
.7909.3=⨯==h CH G m G m ＜G ，所以包装件跌落时也是安全的。
包装运输作业
作业1
1.《包装内幕》观后感 提示：简明扼要概括《包装内幕》的内容，而 把文章主要内容放在“感”上。写出自己从作 品中领悟出来的道理或精湛的思想，可以是受 作品中的内容启发而引起的思考与联想，可以 是因观看而激发的决心和理想。 文件名为：班级-学号-姓名-《包装内幕》观后 感.doc。如“包装081-01-毛苑珊-《包装内幕》 观后感.doc” 学委收齐后上交到kxftec@
F
O
x
表达弹性的物理量
1、弹性模量E、弹性刚度k d Ea a d dF k a dx 2、（研究小变形）初始弹性模量/刚度 d E 0 d dF k x0 dx
弹性变形率（或称弹性率）
对纤维材料（如纸）：设原长l0的试料上 施加荷重（通常以荷重F=0.6FB为标准， FB为使其破断的荷重），伸长到l1，去掉 荷重后长度变为l2，那么弹性变形率为：
组合材料的等效弹簧刚度和等 效弹性模量
F ke x
Ee
二、塑性
固体在其弹性极限内对外力有弹性表现，但一 超过该界限就会发生流动，造成永久变形或破 坏，称这种性质为塑性。 塑性发生在弹性极限与强度极限之间的曲线段 上，所以这个范围的大小与永久变形的大小都 是十分重要的。 用于一般缓冲包装的积层式瓦楞纸板、木丝、 聚苯乙烯泡沫EPS等，都不同程度地利用材料 的塑性来达到缓冲的目的，因而称它们为压溃 型缓冲材料。
应变能
材料在压力F作用下发生变形x，该变形x 即力F的位移，所以测定施加力的过程的 力—变形曲线，该曲线下的面积表征了 压力F所做的功W。当转化为应力—应变 曲线时，该曲线下的面积则表征了该材 料的应变能e，即单位体积材料在变形过 程中所吸收的能量。它是材料的属性。 而力—变形曲线还与材料尺寸、形状有 关。 e d
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例1 16—1 产品质量m = 20kg ，脆值G = 50，设计跌落高度H = 60cm ，产品立方形，每面面积1420cm 2。
（1）采用全面缓冲，试从图中选用缓冲材料并计算衬垫厚度。
（2）按产品面积的1/3作局部缓冲。
试从图中选用缓冲材料并计算衬垫厚度。
解 （1）按全面缓冲计算，衬垫最大应力为069.014208.92050=⨯⨯==A GW m σ（MPa ）在图6—21上与这个产品匹配的材料是泡沫聚氨酯（0.152g/cm 3），缓冲系数C = ，衬垫厚度为：08.450604.3=⨯==G CH h （cm ） 图中泡沫橡胶（0.12g/cm 3）太软，与这个产品不匹配，若硬要选用，则C =8，衬垫厚度h = 9.6cm 。
泡沫聚苯乙烯（0.012g/cm 3）太硬，与这个产品不匹配。
如果硬要选用，则C = ，衬垫厚度h = 6.84cm 。
（2）按局部缓冲计算 衬垫面积为产品面积的1/3，故A = 473cm 2，衬垫最大应力为207.04738.92050=⨯⨯==A GW m σ（MPa ）图中与这个产品匹配的是泡沫聚苯乙烯（0.012g/cm 3），缓冲系数C = ，衬垫厚度为44.450607.3=⨯==G CH h （cm ）在采用局部缓冲的情况下，泡沫聚氨酯（0.152g/cm3）太软，与这个产品不再匹配，若硬要选用，则C = ，h = 6.24cm 。
注：泡沫聚苯乙烯简称EPS ，泡沫聚氨酯简称PU ；泡沫橡胶，又称海面橡胶例2 产品质量m =25kg ，产品脆值G =65，包装件的跌落高度H =90cm ，采用图所示材料作局部缓冲，试求满足要求的衬垫最薄厚度及对应的面积。
解：在图上作水平直线m G =65，邻近曲线有两条，一条h =5cm ，一条h ＝7.5cm ，h =5cm 的曲线在m G =65之上，若取h ＝5cm ，则必有m G ＞G ，不安全。
h =7.5cm 的曲线最低点，离m G ＝65太远，若取h =7.5cm ，则衬垫太厚，太不经济。
因此设想有一条未知曲线，如图中虚线，其最低点的m G 恰好等于65，然后计算所求的衬垫面积与厚度。
(1)按h =5cm 曲线最低点计算已知：CHh hCH G mst m σσ==，若对与确定的跌落高度H ，h =5cm 曲线最低点的m G 与h 的乘积为常量，即：(G m h )最低点 = 73×5 = 365（cm ） 未知曲线最低点m G =65，h 待定，且： 65h =(G m h )最低点 = 365（cm ） 故所求衬垫厚度为：62.565365==h （cm ） h =5cm 曲线最低点的m G 与st σ的乘积为常量，即：(G m st σ)最低点 = 73× = 183（kPa ）未知曲线最低点m G =65，st σ待定，且： 65st σ=(G m st σ)最低点 =183（kPa ） 故待定的衬垫静应力为：82.265183==st σ（kPa ）282.0=（N/cm 2） 所求衬垫面积为：869282.08.925=⨯==stWA σ（cm 2） (2)按h =7.5cm 曲线最低点计算 根据式（5—29），h =7.5cm 曲线最低点的m G 与h 的乘积为常量，即：(G m h )最低点 = 49× = （cm ） 未知曲线最低点m G =65，h 待定，且： 65h =(G m h )最低点 = （cm ） 故所求衬垫厚度为：65.5655.367==h （cm ） 根据式(5—30)，h =7.5cm 曲线最低点的m G 与st σ的乘积为常量,即：(G m st σ)最低点 = 49× = 181（kPa ） 未知曲线最低点的m G =65，st σ待定，且：65st σ=(G m st σ)最低点 =181（kPa ） 故待定静应力为：78.265181==st σ（kPa ）278.0=（N/cm 2） 所求衬垫面积为：881278.08.925=⨯==stWA σ（cm 2） 由此可见，按上下两条邻近曲线求得衬垫面积与厚度非常接近，说明这种计算方法是合理的。
（本题其实利用了静态缓冲系数-最大应力曲线的最低点，与最大加速度-静应力曲线的最低点轨迹线对应的特性，从而进行最优设计）例3： 产品质量m =25kg ，产品脆值G =55，包装件的跌落高度H =90cm ，采用图所示材料作局部缓冲，试求衬垫的厚度与面积。
解 在计算缓冲衬垫时，要选最低点的m G =G 的曲线。
本题的G =55，图上没有这样的曲线。
因此取邻近曲线。
令m G =55，它是一条水平直线，与h =7.5cm 的曲线相交于B 1，B 2两点，点B 1静应力小，衬垫面积大；点B 2静 应力大，衬垫面积小。
为了节省材料，因此选点B 2，衬垫厚度h =7.5cm ，静应力为2.6=st σkPa 62.0=N/cm 2因此衬垫面积为39562.08.925=⨯==stWA σ（cm 2） 采用四个面积相等的角垫，则每个角垫的面积为：9943954min ===A A （cm 2） 衬垫的稳定校核：A min =()9933.12=h （cm 2）上面的计算表明，选点B 2计算衬垫面积是稳定的，因而选点B 2计算衬垫面积是合理的。
例4 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=，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=＝cm 2，故衬垫面积为：39225.08.910=⨯==stmgA σ（cm 2） 采用四个面积相等的角垫，则每个角垫的面积为：9843924min ===A A （cm 2） 衬垫的稳定校核：A min ＞()4433.12=h （cm 2）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。
例5 产品质量m =20kg ，聚苯乙烯缓冲材料的st m G σ-曲线如图图中曲线横坐标单位kPa ，纵坐标为重力加速度的倍数），衬垫面积A =654cm 2，衬垫厚度h =4.5cm,包装件的跌落高度H =60cm ，试求产品跌落冲击时的最大加速度。
解 衬垫的静应力为3106548.9204=⨯⨯==-A mg st σ（kPa ） 图中跌落高度与题设相同，可以作为解题依据。
在图中的横轴上取st σ=3kPa ，并作一垂线。
图上的只有4cm 和5cm ，没有厚度恰好为4.5cm 的试验曲线，因4cm 和5cm 的中间取一点，这个点的纵坐标就是产品跌落冲击时的最大加速度，故所求的m G =55。
通过本例可以看出，用st m G σ-曲线求解产品跌落冲击时的最大加速度，方法非常简单。
st m G σ-曲线是实验曲线，所以，这种解法简单，结果可靠。
例6 产品质量m =20kg ，产品脆值G =60，设计跌落高度H =90cm ，采用0.035g/cm 3的泡沫聚乙烯作局部缓冲。
该产品销往高温和严寒地区，最高温度为68°，最低温度为－54°，试问能不能取常温曲线最低点计算缓冲衬垫解 材料在常温、高温和低温下的m C σ-曲线如图。
常温曲线最低点的坐标：C =，m σ=(MPa)=22 N/cm 2，衬垫的面积与厚度分别为5352219660=⨯==m GW A σ（cm 2）85.560909.3=⨯==G H C h （cm ）不计衬垫体积的变化，无论温度是高还是低，材料的C 值和m σ值都必须满足下式：在图上作直线C =m σ（虚线），此直线与高温曲线交于点B 1，与低温曲线交于点B 2。
点B 1的坐标：C =，m σ=。
因此，当包装件在高温下跌落时，产品最大加速度为6985.5905.4=⨯==h CH G m ＞G 点B 2的坐标：C =, m σ=。
因此，当包装件在低温下跌落时，产品最大加速度为8085.5902.5=⨯==h CH G m ＞G 可见，按常温曲线最低点计算缓冲衬垫，包装件不论在高温下，还是在低温下跌落都不安全。
在设计缓冲包装时，先要确定温度变化范围，绘出材料在常温、高温和低温下的m C σ-曲线，然后根据具体情况选取适当的C 值和m σ值，计算衬垫的面积与厚度。
下面通过例题说明计算方法。
（注：C =m σ这条直线表达的是什么物理意义呢表达的是W 重量的物体从H 的跌落高度冲击面积为A 厚度为h 的缓冲材料的特性）例7 产品质量m =20kg ，产品脆值G =60，设计跌落高度H =90cm 。
该产品销往高温和严寒地区，最高温度为68°，最低温度为-54°，采用如右图ρ=0.035g/cm 3的泡沫聚乙烯对产品作局部缓冲，试计算缓冲衬垫的厚度与面积。
解 本例与上例中的产品、设计跌落高度和所用缓冲材料是相同的。
上例按常温曲线最低点计算衬垫面积与厚度虽不安全，但所取的衬垫体积Ah =3130cm 3却有参考价值。
按照这个衬垫体积在m C σ-坐标系中所作的直线C =m σ与三条曲线相交，最高点为B 2，我们可以按点B 2重新计算衬垫面积与厚度。
(1)低温时的情况 在点B 2处，C =，m σ= =29N/cm 2，令G m 恰好等于G =60，衬垫面积与厚度为 406298.92060=⨯⨯==mGWA σ（cm 2）8.760902.5=⨯==G CH h （cm ）这样，衬垫体积未变，只是调整衬垫尺寸，增加厚度，减小面积，Ah仍为3167cm3。
(2)高温时的情况直线C=mσ与高温曲线交点B1的C=，产品跌落时的最大加速度为G m＜G，所以包装件跌落时是安全的。
(3)常温时的情况直线C =mσ与常温曲线交于最低点，C =，产品跌落时的最大加速度为G m＜G，所以包装件跌落时也是安全的。