运输包装 物流运输包装设计

1包装件--1)内装物2)缓冲材料3)外包装。

2.缓冲包装设计(1)定义运输环境(2)产品脆值估计(3)产品重新设计(4)缓冲衬垫计算(5)设计包装系统(6)试验包装系统原型
3.运输包装器具的设计应遵循的原则(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。

运输包装研究的对象是包装件。

4包装件运输流通环节：1）装卸搬运环节2）运输环节—冲击（装卸时的冲击，运输过程中的冲击—汽车运输、火车运输、空运、海运）、振动、气候条件（温度、温度变化，湿度，水，太阳辐射，盐雾的影响）、其他因素3）贮存环节
5 G因子工程上用G表征加速度为重力加速度的倍数，称为G因子。

包装力学中用G值表示加速度。

物体产生的最大加速度用Gm表示，物体所允许的最大加速度用Gc表示。

6力的时间效应：1）力对物体的作用效果-- 可用加速度的时间曲线表征，效果取决于时间间隔、加速度峰值、波形。

2）力的时间效应对包装件的影响--例如：弹簧落地、锤子快速击打金属。

3）蠕变曲线—不稳定蠕变、稳定蠕变、加速蠕变。

7弹性：橡胶、发泡塑料、弹簧等包装材料在力的作用下发生变形，当去掉外力时，能恢复其原有状态，这种性质称为弹性。

塑性：固体在其弹性极限内对外力有弹性表现，但超过该界限就会发生流动，以致造成永久变形或破坏，该现象与液体是不同的，称这种性质为塑性。

黏性：黏性指物体受力作用时，与其速度有关的阻力。

黏性不具有像弹性那样的复原性，当去掉外力时，材料就停留在该瞬时的位置上，不再回复。

8蠕变：材料保持一定的静压状态下，变形随时间而进行的现象。

分为三个阶段—第一个阶段是蠕变很快但又不稳定地逐渐减少速率，它历时不长，通常不超过数小时；第二个阶段是稳定蠕变阶段，几乎以不变的指数速率进行变化，历时很长。

当应力足够大时，可能出现第三个阶段，即由稳定发展到蠕变加速阶段。

9包装件实物模型：
10单自由度系统模型：:假设被包装产品为均质刚体；忽略外包装的质量和弹性；不计缓冲材料的质量，并视其为具有粘性和阻尼的弹性体；m为产品质量，k和c分别为缓冲材料的弹
性系数和粘性阻尼系数。

11二自由度系统模型：:易损件是产品上最关键、最灵敏、最脆弱的部件。

分析易损件的响应，不计外包装质量。

m1和m2分别易损件和产品主体的质量；k1和c1分别为易损件与产品主体之间的弹性系数和阻尼系数；k2和c2分别为产品主体与外包装之间缓冲材料的的弹性系数
和阻尼系数。

12三自由度系统模型：:外包装质量不能忽略时，m1、k1、c1、k2、c2含义同上，m3为外包
装质量。

13产品脆值：产品经受振动和冲击时用以表示其强度的定量指标，又称为产品的易损度。

脆值用重力加速度的倍数 G 来表示。

G 值越大，表示产品对外力的承受能力越强。

以产品破损前的临界加速度 a 与 g 的比值 Gc 作为脆值。

14、传统的脆值理论：传统的脆值概念是基于包装件的破坏性跌落试验规定的，力学模型如
图所示。

局限性：没有考虑易损件；缓冲材料不是线性的，存在阻尼等；用最大加速度来评价破损，没有考虑脉冲形状和时间
15破损边界曲线：: 绘制步骤：
1）跌落高度h由小到大，直至产品破损，记下此时h，取损坏前后两个值的平均值作出临界速度增量线。

2）跌落高度固定即速度增量不变，增大加速度，直至破损，取损坏前后两个值的平均值作出临界加速度线。

3）用光滑曲线连接两条线，使曲线位于和两点之间。

16确定脆值得方法：1）振动模型估算法2）非线形缓冲包装系统估算法3）经验估算法4）类比法5）冲击响应谱法6）实验法。

17缓冲材料的类型：泡沫塑料：PVC、PE、PU、PP、PS；气泡薄膜：圆筒形、半圆形、钟罩形；碎屑状材料：塑料条、刨花、碎屑；橡胶：纤维橡胶、海绵橡胶；纸、纸板：瓦楞纸板、纸浆模塑品、皱纹纸。

18缓冲材料的叠置：1）线弹性材料—
2）非线弹性材料—
结论：两种线弹性材料叠置，组合材料弹性介于两种原始材料弹性之间。

结论：两种线弹性材料并列，组合材料弹性介于两种原始材料弹性之间。

19缓冲系数：缓冲效率的倒数。

当缓冲效率有最大值时，缓冲系数有最小值。

实际缓冲设计
中，总是要求选最小的缓冲系数。

影响缓冲系数的因素1）压缩速度2）温度3）预处理：预处理之后，温度升高缓冲系数的最小值都会增加，不同的定型时刻缓冲系数是不同的—受应力应变的影响。

静态缓冲系数—万能材料试验机；动态缓冲系数—冲击试验机。

20缓冲系统的组成-—外包装容器、缓冲介质、内装物。

-影响因素--1）触底：产品受到的冲击加速度急剧增大，导致产品损坏。

2）包装箱空隙：包装箱空隙引起二次冲击，产品加速度大大增大。

3）包装箱重量：由于外箱重量的影响，能相对减小内装物的加速度，包装箱重量大与包装箱重量小相比，包装箱重量小对缓冲效果更有利。

缓冲包装结构形式：用有弹性的材料或弹性元件作缓冲衬垫，作用是吸收冲击能量，延长冲击时间。

缓冲包装的一般形式：悬挂缓冲包装、局部缓冲包装、全面缓冲包装。

21组合材料的力学特性：组合材料的弹性（应力—应变曲线），介于原始两种材料的弹性（应力—应变曲线）有关之间。

组合材料的弹性（应力—应变曲线），不仅与原始材料的弹性（应力—应变曲线）有关，还与原始材料的结构尺寸有关。

通过改变原始材料的结构尺寸，可以改变组合材料的力学特性。

22缓冲效率--定义：单位厚度缓冲材料的变形能与作用力之比。

选择缓冲材料及结构设计时，在充分保护产品前提下，尽量节约用料。

要求缓冲材料结构：单位体积变形能大，材料给产品的作用力要小。

即缓冲材料的缓冲效率要大，充分发挥缓冲材料的缓冲性能。

结论：
缓冲效率与材料的力学特性有关，不同材料的缓冲效率是不同的。

缓冲效率是形变的函数，同一缓冲材料在不同变形量时的缓冲效率是不同的。

23缓冲衬垫尺寸设计：1）初步设计（确定基本参数—产品重量、产品尺寸、产品脆值、等效跌落高度、缓冲特性曲线）；2）缓冲衬垫尺寸的确定。

24缓冲衬垫的校核：产品强度校核、挠度校核、跌落姿态校核、蠕变量校核、温湿度校核。

25缓冲包装与防震包装的异同：缓冲包装针对于突发性的冲击，而防振包装针对运输全过程；冲击现象可以避免或减少，而振动无法避免；设计实质不同：缓冲包装利用衬垫的弹性变形来吸收冲击能量或延缓作用时间。

防振包装调节包装件的固有频率或振动传递率避免共振；结构上都采用具有弹性的阻尼材料作衬垫。

26防震包装设计得基本原则：衬垫先按缓冲要求进行设计，然后校核其防振能力。

27缓冲衬垫形式：:平垫、角垫、棱垫。