冲击和振动

冲击和振动

作者: Jonas Steibert

文件名: Shock and Vibration Basic.doc

1. 什么是冲击和振动？ 3

1.2 怎样保护产品以防受到冲击和振动？3

2. 何时冲击？3 2.1 产品易碎性的判定 3 2.2 产品可能遇到的情况判定 4

2.3 振动 5

3. 减震材料 6 3.1 多孔聚乙烯EPE 8 3.1.1 模压材料9 3.1.2 挤压材料9 3.2 多孔聚丙烯EPP 11 3.3 多孔聚苯乙烯EPS 12 3.4 聚亚安酯PU 13 3.5 纤维减震材料15

作者: Jonas Steibert

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1.什么是冲击和振动？

冲击和振动指的是一种环境，在这种环境下产品处于运输当中，或处于包装箱的装卸过程中。

1.2 怎样保护产品以防受到冲击和振动？

为了保护产品，可在冲击和振动有发生可能性的几个地方采取措施。但为了减少冲击和振动发生的可能性，还有些问题需要考虑。产品是否易碎？产品价值是多少？产品是怎样运输的？产品的体积估计有多大？这些都是在选择包装材料前需要考虑的问题。

2. 何时冲击？

当产品的包装箱突然以某种方式掉落，冲击就会发生。大多数时间冲击都发生在意外事件中，但冲击也会在列车更换装运车厢或产品/包装箱的野蛮装卸过程中发生。

2.1 产品易碎性的判定

确定产品需要多大减震量的第一步是确定产品自身所能承受的机械冲击量，对于这一判定有一些常用术语，其中“易碎性”和“G因数”是最常用的。

易碎性通常用单位“G”表示，表明产品在不被损坏的条件下所能承受的最大负加速度。产品越易碎，其G因数越小。

[ G是加速度的单位，其值等于重力加速度：1g=9.81m/s2 。

负加速度是“负的加速度”，指在制动，减速到0，物体下落撞击地面时。

抗冲击垫物作用是通过压缩，延长速度v（m/s）降低的时间t (s)，从而减小负加速度a (m/s2)：A= v / t

给定质量m（kg）所承受的负加速度a (m/s2) 越小，产品所受的撞击力F (N)就越小：

F= m * a]

理论上，易碎性的判定是将产品置于一系列剧烈度递增的冲击中（负加速度）以找出足以破坏产品的最小冲击力。产品在不被损坏条件下所能承受的最大负加速度，即为产品的G因数。

作者: Jonas Steibert

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典型的已包装成品的易碎性

极度易碎 飞行高度计、陀螺仪、带有精密机械校正仪器的装置。 15-25 g’s 非常易碎 医学诊断仪器、X 射线仪。 25-40 g’s

易碎 显示器终端、打印机、测试仪器、硬盘驱动器。 40-60 g’s 中度易碎 立体声系统和电视接收器、软盘驱动器。 60-85 g’s

中度粗糙 家居用品、家具。 85-115 g’s

粗糙 缝纫机、机床。 115 g’s 以上

产品需要确定其在不同方向上的易碎度，因为一个产品在某一方向上通常会比另一方向更加易碎。

易碎度应该无法估计，而需要通过试验数据来确定。如果产品的G 因数被估计得过高，那么该产品就无法承受预期的冲击量，产品的包装设计就欠安全，并有可能发生重大的运输损伤。另一方面，如果产品的G 因数被估计的过低，那么该产品实际可承受比预期更大的冲击量，产品的包装设计超安全标准，且包装会变得不必要地大和/或昂贵。换句话说，确定好G 因数非常重要。

2.2 产品可能遇到的情况判定

一旦确定了产品的易碎度，就要考虑产品所要面对的装卸和运输环境。

确定产品可能遇到的冲击量的典型方法是确定产品可能会掉下的最大高度，也就是，已包装产品在不被损坏的条件下的掉落高度。掉落高度通常由产品的重量确定，通常也反映了产品应该怎样装卸。

不同重量产品的典型掉落高度

重量（千克） 装卸类型

跌落高度（厘米）

小于10 一人抛投 105 10－25 一人搬运 90 25-125 两人搬运 75 125-250 使用轻型装卸工具 60 250-500 使用轻型装卸工具 45 大于500 使用重型装卸工具 30

作者: Jonas Steibert

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如果在一个特例中，没有关于可能遇到的装卸类型的明确信息，就会使用到上表中的估计数据。

2.3 振动

对于很多包装的成品，包装可以在装运途中保护产品免受机械冲击。然而也有一些产品，这些产品对在运输途中可能遇到的振动也很敏感。振动通常用频率范围的单位（Hz ）表示。

具典型振动频率的大致估计

运载工具

条件/振动源

频率范围（Hz ）

卡车

普通公路运输：

－ 悬挂 － 轮胎

－ 构架（例如底盘……） 2-10 15-20 20-70 铁路

普通运货车厢： － 悬挂 － 构架 － 钢轨接头

2-7 50-70 30-300 轮船

－ 发动机/加速推进器 － 船体波动（波浪） － 船舱壁 － 天气变化

2-7 0.06-0.12 2-200 很低 飞机

－ 着陆颠簸 － 构架 － 货舱地板

－ （固定安装的设备）

2 1-10 2-200 小于2000

每种类型的运输途中，包装箱都会承受不同频率下的一定振动量。为了保护对振动敏感的产品免受破坏，关键是要确定易于受到振动破坏的部件的固有频率，并将其与包装设计的振动特性相比较。

每一套减震系统都有一定的振动频率范围，该系统放大了振动并将此包装产品在外界运输环境中所受振动更剧烈的振动传递到该产品上。

如果频率低于放大范围，减震系统会直接将振动无变化地传递给包装产品。在这种情况下，包装产品称和外部容器直接偶合。