纸塑缓冲包装设计五步法
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纸浆模塑缓冲包装设计五步法
针对纸浆模塑工业包装制品设计的现 状，本文初步提出了基于纸浆模塑制 品单元结构的设计规范。该设计规范 有助于纸浆模塑制品设计的规范化、 标准化，并提高纸浆模塑制品设计的 效率。
纸浆模塑缓冲包装设计术语和定义
：纸浆模塑制品侧壁和支撑面的平均厚度。 纸浆模塑制品的结构单元侧壁与其脱模方向之间的夹角。 承受载荷的结构单元两个承载面之间的最小距离。
纸浆模塑制品结构单元壁与壁相交处及角隅处的圆角。 被包装产品正常放置时，采用上、下底面衬垫进行包
装的方式。 被包装产品正常放置时，采用前、后底面衬垫进行包
装的方式。 采用角衬垫进行包装的方式。 采用两个或以上的纸浆模塑缓冲衬垫重叠为一体进行
包装的方式。 缓冲衬垫定位模块尺寸。 缓冲衬垫中起承载和缓冲作用部分的表面积
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
Ø 缓冲衬垫结构设计
缓冲衬垫的形式
受压面积的调整
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
Ø 缓冲衬垫结构设计
带突起物的缓冲结构
预留变形量的结构
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
Ø 缓冲衬垫结构设计
产品固定
产品防移
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
Ø 缓冲衬垫结构设计
纸浆模塑缓冲包装设计五步法
包装流通环境 选择包装材料 包装结构设计 包装产品脆值
包装 实验
流通
商品流通中对包装损害的外界因素及原因
4.1 冲击与振动环境
表3-22
确定环境特性，对冲击环境而言，就是确定包装件的 设计跌落高度；就振动环境而言，就是确定环境的加 速度峰值频率曲线或加速度均方值谱密度曲线。
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
例8：产品重力为300N, 底面尺寸为30×30cm2，产品上的脆弱部件具有25Hz的固有 频率，0.02的阻尼比，可承受的最大冲击加速度为45g。产品的冲击防护设计采用了 全面缓冲方法，选用的缓冲材料厚度为10cm，产品在运输过程中，受到的振动输入 如图所示，忽略疲劳作用，确定这样的衬垫是否提供足够的振动防护。
填充式包装
模压包装 裹包包装
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
聚氨酯现场发泡成型
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
Ø 衬垫设计的基本参数
u 流通环境的等效跌落高度 经验公式法、标准量值法
u 产品脆值 试验法、脆值量值标准法、理论估算法
u 缓冲材料的缓冲特性 选用原则：G<20g，选用弹簧（或多级缓冲）；30g<G<250g，选用泡沫 塑料、海绵；400g<G<600g, 选用橡胶、木材；G>1000g，不用缓冲材料。 缓冲材料的特性曲线有两种：缓冲系数-最大应力曲线和最大加速度-静应力曲线
机械环境条件分级
4.1.1 冲击环境
缓冲包装设计用等效跌落高度来评价冲击环境的严酷程度
人工装卸的跌落高度可用经验公式计算，适用于15kg以上的包装件：
人工装卸的跌落冲击加速度通常在10g-100g，而机械装卸的跌落冲 击加速度在10g以下。
4.1.1 冲击环境
表3-4
4.1.1 冲击环境
跌落高度的测定
阻尼比
0.08-0.20 0.10-0.50 0.02-0.16 0.11-0.23 0.008-0.016
u 湿度稳定性
u 化学稳定性 u 物理相容性
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
Ø 缓冲包装设计要求
u 减小传递到产品上的冲击、振动等外力 u 分散作用到产品上的应力 u 保护产品的表面及凸起部分 u 防止产品相互接触 u 防止产品在包装容器内移动
所以 若缓冲衬垫由不同面积的若干层组成
思考题：已知产品W=240N，许用脆值G=40g，产品为正立 方体，底面尺寸为40×40cm2，采用EPS作缓冲保护，预计 的跌落高度为60cm，试确定缓冲包装形式及所需材料的尺 寸。（设蠕变系数为10%）
整的设计文件。
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
Ø 缓冲包装的形式
全面缓冲
局部缓冲悬浮式ຫໍສະໝຸດ 冲4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
复合PE薄膜的EPE板材 具有弹簧结构的EPE缓冲垫
节省缓冲板材的新结构
塑料薄膜悬挂缓冲包装
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
4.2.1 产品的冲击试验
气垫式冲击试验机
4.2.1 产品的冲击试验
产品边界曲线的测试步骤
4.2.1 产品的冲击试验
碰撞机试验法
4.2.1 产品的冲击试验
跌落试验法
4.2.1 产品的冲击试验
图4-10 产品不同方向的破损边界曲线
4.2.1 产品的冲击试验
表4-2
4.2.1 产品的冲击试验
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
Ø 缓冲衬垫的校核
u 产品强度校核
校核产品在载荷方向上与缓冲材料接触部分的强度。
u 挠度校核
A: 衬垫面积 T：衬垫厚度
衬垫挠曲
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
Ø 缓冲衬垫的校核
u 跌落姿态改变时缓冲能力的校核
全面缓冲不同跌落姿态的比较 a. 角跌落与面跌落 b. 棱跌落于面跌落
泡沫塑料的比较
表5-1
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
u 气泡薄膜
在荷重20g/cm2的条件下长期使用
聚乙烯气泡膜
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
u 碎屑状材料
环保泡泡粒
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
u 瓦楞纸板
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
u 纸与纸浆模塑
波纹纸
纸浆模塑
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
u 纤维橡胶与发泡橡胶
发泡橡胶
石棉橡胶板
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
Ø 缓冲材料的性质
u 冲击能量的吸收性 u 振动能量的吸收性 u 回弹性 u 蠕变性 u 温度稳定性 u 湿度稳定性 u 耐破损性
名称 聚乙烯或聚苯乙烯泡沫 聚氨酯泡沫 橡胶 硅橡胶 钢质螺旋弹簧
Ø 缓冲衬垫的校核
u 蠕变量的校核
u 温湿度的校核
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
例7：已知一产品W=200N, G=85g, 产品为正立方体，规定的跌落高度不超过90cm， 并指定采用下图所示特性的材料作局部缓冲，试设计面跌落和角跌落时衬垫所需尺 寸（设蠕变系数为10%）。
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
4.1.2 振动环境
海运加速度峰值频率谱图
4.1.2 振动环境
空运加速度峰值频率谱图
4.1.2 振动环境
公路加速度均方值谱密度曲线
铁路加速度均方值谱密度曲线
4.2 确定产品特性
确定产品在冲击环境下的易损性就是测试矩形脉冲下 的产品破损边界曲线，确定产品脆值与临界速度改变 量；确定产品在振动环境下的易损性，不但要确定易 损零件的极限加速度，而且要测试易损零件的幅频特 性曲线。
表4-3
4.2.1 产品的振动试验
4.2.1 产品的振动试验
图11-15 收录机幅频特性曲线：1-收录机机芯； 2-收录机机体
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
Ø 缓冲材料的种类
u 泡沫塑料
质量轻 易于加工成型 绝热性能好 缓冲性能好
聚苯乙烯
聚乙烯 聚氨酯
聚氯乙烯
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
设计的纸浆模塑制品在生产过程中不能存在较大的尺寸偏 差，其尺寸允许范围如下（单位：mm）偏差范围 长度和宽度公差 ±2 高度公差 ±1 厚度公差 ±0.2
纸浆模塑缓冲包装设计五步法
制品外观要求：
1.制品表面应洁净、干燥、无杂质、无孔洞、破损、裂纹、断边、污 损等损伤。 2.热整形制品的正面不允许有裂纹。 3.纸品正面允许有网纹，背面允许有轻度波纹。 4.同批制品应色泽均匀，不应有明显的色差。 5.制品无异味，不得有霉变。
u 缓冲设计的公式
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
Ø 缓冲衬垫的基本设计
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
例1：一重力为100N的产品，脆值为80g，要保证从60cm的高处跌落而 不破损，规定用密度为0.031g/cm3的聚氯乙烯做衬垫，试计算衬垫所需 尺寸。
例2：用纸箱做内包装，把一重力为100N，脆值为30g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2000cm2，设定等效跌 落高度为60cm，试选择适当地缓冲材料，并计算其尺寸。
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
Ø 缓冲衬垫的校核
u 跌落姿态改变时缓冲能力的校核
找到角跌落冲击时等效于面跌落式的等效面积，进行校核设计 全面缓冲：
局部缓冲：
基于面冲击设计的缓冲衬垫只要通过率角冲击校核，就一定能满足棱 冲击的要求，所以一般没有必要进行棱冲击校核
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
Ø 防振包装设计原则：先按缓冲要求进行设计，然后校核其防振能 力。目的在于调节包装件的固有频率，并且通过选择恰当的阻尼 材料，把包装系统对振动的传递率控制在预定范围内。
非线性系统
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
例8：产品重力为36N, 底面尺寸为25×25cm2，许用脆值为30g，冲击防护设计采用 了全面缓冲方法，选用的缓冲衬垫厚度为5cm。产品在运输中受到的振动输入如图 所示。求包装件的共振频率和产品的最大响应加速度。
制品的物理性能指密度、含水率、厚度等；机械性能指构成纸塑制品 的材料性能和制品的性能。 质量偏差%≤±5% 含水率%≤14% 抗张强度≥7kN/m 伸长率≥7% 防潮试验%≥50% 振动试验被包装物无功能损伤，表面无刮痕。 跌落试验包装电子产品时，制品不能掉纤维。 抗压试验抗压强度大于堆码强度，变形量≤20mm
例3：一重力为90N，脆值为50g的产品，欲装入一底面积为750cm2的容 器箱内，设定的跌落高度为60cm，如果采用密度为0.075g/cm3的黏胶纤 维做衬垫，试检验该设计的合理性。
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
Ø 缓冲包装设计步骤
1. 收集流通环境可能导致产品损坏的数据； 2. 收集产品的资料； 3. 确定产品脆值后，先判断是否与同类产品相近，如果偏低，建议
修改产品设计，提高关键件的脆值； 4. 选择缓冲材料及其结构形式，获得其缓冲性能曲线，根据跌落高
度和缓冲材料所受应力计算缓冲厚度； 5. 校核缓冲结构的振动传递率与振动脆值等问题； 6. 校核压缩或弯曲强度，不得超过缓冲材料的许用应力； 7. 校核温湿度对缓冲性能的影响； 8. 估算包装成本，与预定指标比较； 9. 制作试验用包装原型； 10.按预先确定的试验标准进行试验； 11. 如果不满足要求，重新设计；满足要求，则批准设计，并形成完
外侧凸筋结构
长形产品缓冲结构
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
Ø 缓冲衬垫结构设计
大型产品的缓冲包装
有突出部分产品的缓冲设计
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
Ø 等效面积理论及应用
冲击动载荷 则冲击时的动应力为：
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
Ø 等效面积理论及应用
假如缓冲衬垫在冲击过程中弹性模量为常量，则： 当缓冲衬垫横截面积为常数A时
纸浆模塑缓冲包装设计五步法
1.有良好的冲击能量和振动能量吸收性，减小传递到产品 上的冲击、振动。 2.分散作用在产品上的应力，保护产品的表面及凸起部分。 3.防止产品在包装容器内移动以及产品之间的相互接触。 4.有良好的耐破损性、环境稳定性（温湿度的稳定性）和 物理相容性（防静电等）。
5.可回收利用，废弃物易处理。
例5：某产品W=150N, G=55g, 允许的跌落高度H=60cm, 产品为边长为 25cm的正立方体。拟采用EPS作全面缓冲固定，试求衬垫应有的厚度。
例6：一产品，W=200N, G=60g， 产品底面面积为50cm×40cm，预计的跌
落高度H=50cm，规定用EPS作全面缓冲保护，试确定衬垫尺寸。
跌落高度的概率密度曲线
4.1.1 冲击环境
图3-3
包装件的跌落高度概率曲线
4.1.2 振动环境
解放牌双轴卡车振动测试记录（空载）
表3-8
4.1.2 振动环境
图3-4
公路运输的加速度峰值频率谱图
4.1.2 振动环境
50t棚车运行振动测量实例
表3-11？
4.1.2 振动环境
图3-5 铁路运输最大加速度频率谱图
针对纸浆模塑工业包装制品设计的现 状，本文初步提出了基于纸浆模塑制 品单元结构的设计规范。该设计规范 有助于纸浆模塑制品设计的规范化、 标准化，并提高纸浆模塑制品设计的 效率。
纸浆模塑缓冲包装设计术语和定义
：纸浆模塑制品侧壁和支撑面的平均厚度。 纸浆模塑制品的结构单元侧壁与其脱模方向之间的夹角。 承受载荷的结构单元两个承载面之间的最小距离。
纸浆模塑制品结构单元壁与壁相交处及角隅处的圆角。 被包装产品正常放置时，采用上、下底面衬垫进行包
装的方式。 被包装产品正常放置时，采用前、后底面衬垫进行包
装的方式。 采用角衬垫进行包装的方式。 采用两个或以上的纸浆模塑缓冲衬垫重叠为一体进行
包装的方式。 缓冲衬垫定位模块尺寸。 缓冲衬垫中起承载和缓冲作用部分的表面积
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
Ø 缓冲衬垫结构设计
缓冲衬垫的形式
受压面积的调整
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
Ø 缓冲衬垫结构设计
带突起物的缓冲结构
预留变形量的结构
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
Ø 缓冲衬垫结构设计
产品固定
产品防移
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
Ø 缓冲衬垫结构设计
纸浆模塑缓冲包装设计五步法
包装流通环境 选择包装材料 包装结构设计 包装产品脆值
包装 实验
流通
商品流通中对包装损害的外界因素及原因
4.1 冲击与振动环境
表3-22
确定环境特性，对冲击环境而言，就是确定包装件的 设计跌落高度；就振动环境而言，就是确定环境的加 速度峰值频率曲线或加速度均方值谱密度曲线。
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
例8：产品重力为300N, 底面尺寸为30×30cm2，产品上的脆弱部件具有25Hz的固有 频率，0.02的阻尼比，可承受的最大冲击加速度为45g。产品的冲击防护设计采用了 全面缓冲方法，选用的缓冲材料厚度为10cm，产品在运输过程中，受到的振动输入 如图所示，忽略疲劳作用，确定这样的衬垫是否提供足够的振动防护。
填充式包装
模压包装 裹包包装
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
聚氨酯现场发泡成型
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
Ø 衬垫设计的基本参数
u 流通环境的等效跌落高度 经验公式法、标准量值法
u 产品脆值 试验法、脆值量值标准法、理论估算法
u 缓冲材料的缓冲特性 选用原则：G<20g，选用弹簧（或多级缓冲）；30g<G<250g，选用泡沫 塑料、海绵；400g<G<600g, 选用橡胶、木材；G>1000g，不用缓冲材料。 缓冲材料的特性曲线有两种：缓冲系数-最大应力曲线和最大加速度-静应力曲线
机械环境条件分级
4.1.1 冲击环境
缓冲包装设计用等效跌落高度来评价冲击环境的严酷程度
人工装卸的跌落高度可用经验公式计算，适用于15kg以上的包装件：
人工装卸的跌落冲击加速度通常在10g-100g，而机械装卸的跌落冲 击加速度在10g以下。
4.1.1 冲击环境
表3-4
4.1.1 冲击环境
跌落高度的测定
阻尼比
0.08-0.20 0.10-0.50 0.02-0.16 0.11-0.23 0.008-0.016
u 湿度稳定性
u 化学稳定性 u 物理相容性
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
Ø 缓冲包装设计要求
u 减小传递到产品上的冲击、振动等外力 u 分散作用到产品上的应力 u 保护产品的表面及凸起部分 u 防止产品相互接触 u 防止产品在包装容器内移动
所以 若缓冲衬垫由不同面积的若干层组成
思考题：已知产品W=240N，许用脆值G=40g，产品为正立 方体，底面尺寸为40×40cm2，采用EPS作缓冲保护，预计 的跌落高度为60cm，试确定缓冲包装形式及所需材料的尺 寸。（设蠕变系数为10%）
整的设计文件。
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
Ø 缓冲包装的形式
全面缓冲
局部缓冲悬浮式ຫໍສະໝຸດ 冲4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
复合PE薄膜的EPE板材 具有弹簧结构的EPE缓冲垫
节省缓冲板材的新结构
塑料薄膜悬挂缓冲包装
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
4.2.1 产品的冲击试验
气垫式冲击试验机
4.2.1 产品的冲击试验
产品边界曲线的测试步骤
4.2.1 产品的冲击试验
碰撞机试验法
4.2.1 产品的冲击试验
跌落试验法
4.2.1 产品的冲击试验
图4-10 产品不同方向的破损边界曲线
4.2.1 产品的冲击试验
表4-2
4.2.1 产品的冲击试验
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
Ø 缓冲衬垫的校核
u 产品强度校核
校核产品在载荷方向上与缓冲材料接触部分的强度。
u 挠度校核
A: 衬垫面积 T：衬垫厚度
衬垫挠曲
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
Ø 缓冲衬垫的校核
u 跌落姿态改变时缓冲能力的校核
全面缓冲不同跌落姿态的比较 a. 角跌落与面跌落 b. 棱跌落于面跌落
泡沫塑料的比较
表5-1
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
u 气泡薄膜
在荷重20g/cm2的条件下长期使用
聚乙烯气泡膜
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
u 碎屑状材料
环保泡泡粒
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
u 瓦楞纸板
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
u 纸与纸浆模塑
波纹纸
纸浆模塑
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
u 纤维橡胶与发泡橡胶
发泡橡胶
石棉橡胶板
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
Ø 缓冲材料的性质
u 冲击能量的吸收性 u 振动能量的吸收性 u 回弹性 u 蠕变性 u 温度稳定性 u 湿度稳定性 u 耐破损性
名称 聚乙烯或聚苯乙烯泡沫 聚氨酯泡沫 橡胶 硅橡胶 钢质螺旋弹簧
Ø 缓冲衬垫的校核
u 蠕变量的校核
u 温湿度的校核
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
例7：已知一产品W=200N, G=85g, 产品为正立方体，规定的跌落高度不超过90cm， 并指定采用下图所示特性的材料作局部缓冲，试设计面跌落和角跌落时衬垫所需尺 寸（设蠕变系数为10%）。
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
4.1.2 振动环境
海运加速度峰值频率谱图
4.1.2 振动环境
空运加速度峰值频率谱图
4.1.2 振动环境
公路加速度均方值谱密度曲线
铁路加速度均方值谱密度曲线
4.2 确定产品特性
确定产品在冲击环境下的易损性就是测试矩形脉冲下 的产品破损边界曲线，确定产品脆值与临界速度改变 量；确定产品在振动环境下的易损性，不但要确定易 损零件的极限加速度，而且要测试易损零件的幅频特 性曲线。
表4-3
4.2.1 产品的振动试验
4.2.1 产品的振动试验
图11-15 收录机幅频特性曲线：1-收录机机芯； 2-收录机机体
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
Ø 缓冲材料的种类
u 泡沫塑料
质量轻 易于加工成型 绝热性能好 缓冲性能好
聚苯乙烯
聚乙烯 聚氨酯
聚氯乙烯
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
设计的纸浆模塑制品在生产过程中不能存在较大的尺寸偏 差，其尺寸允许范围如下（单位：mm）偏差范围 长度和宽度公差 ±2 高度公差 ±1 厚度公差 ±0.2
纸浆模塑缓冲包装设计五步法
制品外观要求：
1.制品表面应洁净、干燥、无杂质、无孔洞、破损、裂纹、断边、污 损等损伤。 2.热整形制品的正面不允许有裂纹。 3.纸品正面允许有网纹，背面允许有轻度波纹。 4.同批制品应色泽均匀，不应有明显的色差。 5.制品无异味，不得有霉变。
u 缓冲设计的公式
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
Ø 缓冲衬垫的基本设计
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
例1：一重力为100N的产品，脆值为80g，要保证从60cm的高处跌落而 不破损，规定用密度为0.031g/cm3的聚氯乙烯做衬垫，试计算衬垫所需 尺寸。
例2：用纸箱做内包装，把一重力为100N，脆值为30g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2000cm2，设定等效跌 落高度为60cm，试选择适当地缓冲材料，并计算其尺寸。
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
Ø 缓冲衬垫的校核
u 跌落姿态改变时缓冲能力的校核
找到角跌落冲击时等效于面跌落式的等效面积，进行校核设计 全面缓冲：
局部缓冲：
基于面冲击设计的缓冲衬垫只要通过率角冲击校核，就一定能满足棱 冲击的要求，所以一般没有必要进行棱冲击校核
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
Ø 防振包装设计原则：先按缓冲要求进行设计，然后校核其防振能 力。目的在于调节包装件的固有频率，并且通过选择恰当的阻尼 材料，把包装系统对振动的传递率控制在预定范围内。
非线性系统
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
例8：产品重力为36N, 底面尺寸为25×25cm2，许用脆值为30g，冲击防护设计采用 了全面缓冲方法，选用的缓冲衬垫厚度为5cm。产品在运输中受到的振动输入如图 所示。求包装件的共振频率和产品的最大响应加速度。
制品的物理性能指密度、含水率、厚度等；机械性能指构成纸塑制品 的材料性能和制品的性能。 质量偏差%≤±5% 含水率%≤14% 抗张强度≥7kN/m 伸长率≥7% 防潮试验%≥50% 振动试验被包装物无功能损伤，表面无刮痕。 跌落试验包装电子产品时，制品不能掉纤维。 抗压试验抗压强度大于堆码强度，变形量≤20mm
例3：一重力为90N，脆值为50g的产品，欲装入一底面积为750cm2的容 器箱内，设定的跌落高度为60cm，如果采用密度为0.075g/cm3的黏胶纤 维做衬垫，试检验该设计的合理性。
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
Ø 缓冲包装设计步骤
1. 收集流通环境可能导致产品损坏的数据； 2. 收集产品的资料； 3. 确定产品脆值后，先判断是否与同类产品相近，如果偏低，建议
修改产品设计，提高关键件的脆值； 4. 选择缓冲材料及其结构形式，获得其缓冲性能曲线，根据跌落高
度和缓冲材料所受应力计算缓冲厚度； 5. 校核缓冲结构的振动传递率与振动脆值等问题； 6. 校核压缩或弯曲强度，不得超过缓冲材料的许用应力； 7. 校核温湿度对缓冲性能的影响； 8. 估算包装成本，与预定指标比较； 9. 制作试验用包装原型； 10.按预先确定的试验标准进行试验； 11. 如果不满足要求，重新设计；满足要求，则批准设计，并形成完
外侧凸筋结构
长形产品缓冲结构
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
Ø 缓冲衬垫结构设计
大型产品的缓冲包装
有突出部分产品的缓冲设计
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
Ø 等效面积理论及应用
冲击动载荷 则冲击时的动应力为：
4.3 缓冲材料及衬垫面积与厚度的设计
Ø 等效面积理论及应用
假如缓冲衬垫在冲击过程中弹性模量为常量，则： 当缓冲衬垫横截面积为常数A时
纸浆模塑缓冲包装设计五步法
1.有良好的冲击能量和振动能量吸收性，减小传递到产品 上的冲击、振动。 2.分散作用在产品上的应力，保护产品的表面及凸起部分。 3.防止产品在包装容器内移动以及产品之间的相互接触。 4.有良好的耐破损性、环境稳定性（温湿度的稳定性）和 物理相容性（防静电等）。
5.可回收利用，废弃物易处理。
例5：某产品W=150N, G=55g, 允许的跌落高度H=60cm, 产品为边长为 25cm的正立方体。拟采用EPS作全面缓冲固定，试求衬垫应有的厚度。
例6：一产品，W=200N, G=60g， 产品底面面积为50cm×40cm，预计的跌
落高度H=50cm，规定用EPS作全面缓冲保护，试确定衬垫尺寸。
跌落高度的概率密度曲线
4.1.1 冲击环境
图3-3
包装件的跌落高度概率曲线
4.1.2 振动环境
解放牌双轴卡车振动测试记录（空载）
表3-8
4.1.2 振动环境
图3-4
公路运输的加速度峰值频率谱图
4.1.2 振动环境
50t棚车运行振动测量实例
表3-11？
4.1.2 振动环境
图3-5 铁路运输最大加速度频率谱图