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当计算机在缓冲包装试验方面的应用

发布时间:2021-09-09 20:16:37 阅读: 来源:剥线机厂家
当计算机在缓冲包装试验方面的应用

计算机在缓冲包装试验方面的应用

包装件──流通过程中会受到来自外界的各种危害,如振动、冲击、温度静压和动压等,缓冲包装是针对振动与冲击而设计的。

包装件是否能在流通过程上保持完好无损,这取决于缓冲材料与货物本身的各种机械性能。主要有:

1.来自外界的动态冲击幅值;

2.通过缓冲材料传给包装件内装物的加速幅值;

3.通过缓冲材料传给包装件内装物的加速波形;

4.包装件包装物本身的脆值、强度、固有频率和阻尼特性等。

为了完成合理的包装设计,首先要确定货物的强度,缓冲包装的设计目的在于控制加给货物的各种作用力。如果不掌握允许的最大作用力,就无法完成合理的包装设计。缓冲包装试验的目的是为了测定速度、加速度、固有频率及有关的参数,检验缓冲材料的缓冲性能及包装的保护能力等。

缓冲包装材料及其试验

包装用缓冲材料,是指包装物品在流通过程中因受外力的作用而遭受到冲击和振动时,能吸收外力产生的能量,以防止产品遭受损坏而使用的保护材料。此类材料包括的范围非常广泛,有天然的材料,也有人造的材料,但一般都采用具有高度的压缩性能和复原性能的弹性材料。缓冲包装材料的作用主要是用来缓和被包装产品在运输、装卸中所受到的冲击和振动外力,保护产品不被损坏,所以缓冲包装材料需要具有如下一些特性。

1.冲击能量和振动的吸收性 缓冲材料应能吸收受到冲击所产生的能量,但要注意材料的吸收性大小应与所受冲击能量相适应,绝不是吸收性越大的材料就越好。同时还应具有吸收振动外力、达到衰减振动的性能。

2.复原性缓冲材料加上负荷以后产生变形,当除去外加负荷后,材料变形应能较好地恢复原来的形状,吸收能量大而复员性不好的材料不宜作为缓冲材料。

3.温湿度稳定性缓冲材料应在广泛的温湿度范围内保持其缓冲性能,各种材料都有其最低安全使用温湿度。

在大量使用泡沫塑料做缓冲包装材料之前,人们主要是将稻麦草、稻壳、刨花、纸屑、木丝和藤丝等用于包装容器内空隙填充,起限位隔离和缓冲作用。但是这些材料易吸潮,吸潮后极易生毒、长虫;而且由于零散使用造成包装操作困难,缓冲性能难以预测,拆卸时凌乱烦杂,所以不能用于高、精、尖产品的包装,更不适用于礼品包装。在改进和研发新的缓冲包装材料的同时,出于减轻环境负担、保从2004年首次被发现至今护环境的考虑,人们开发了一系列绿色缓冲包装材料,其中纸质缓冲包装材料以其优良的缓冲性能和环境绿色性获得了广泛的应用,成为现代缓冲包装材料的研究热点。

包装性能的典型试验装置

为测试包装件的缓冲性能,要在包装件内的一个刚性部件上装置加速度传感器,以便通过它对货物进行监视。然后把内装物包装起来,放在跌落试验机、振动试验机或斜面冲击试验机上准备试验。加速度传感器与放大器相连,通常放大器内装有低通滤波器。对包装件内装物进行试验时,由加速度传感器测出内装物可产生的冲击响应脉冲,经放大后在示波器或数字器上加以显示。迄今为止,普遍采用冲击脉冲的滤波方式,以获得比较整齐的波形。但是大量的数据表明,滤波会使加速度的峰值波形发生畸变,并产生相位偏移。由于频尔后谱各部的偏移就会在不同程度上改变速度曲线的形状,但在目前包装测试中仍然采用滤波器。

包装件性能试验方法

1.模拟质量法

模拟质量法只保留由货物与缓冲材料组成的主弹性系统,而取消其它一切由质量与弹性件构成的次要弹性系统,以消除系统内的一切会引起干扰的组件。因此就需采用一模拟物,使其质量与质量分布完全与真实货物相同。“我们针对亚洲消费者不同的消费习惯此外还要把测试轴上的加速度传感器布置在模拟货物的质量中心上。

此方法的优点在于可有效地消除跌落试验中常常出现的高频噪音与其它波形畸变。对于贵重货物用此测定包装系统的性能,还可以避免货物因经受实际的跌落试验而受到危害。

此方法的最大缺点是,它不能保证实际的试验状态。在一般的跌落试验中,货物内部产生的高频成分耦合一主系统的响应脉冲上的现象,反映了货物流通过程的真实情况,因此是应当测试的。这种瞬态高频脉冲引起的残余频谱很可能会带来不利的影响,但这种不利影响也是必须加以测试的。此外,这种模拟货物制造成本很高,而且很费事,有时还无法保证有价值的测试结果。虽然有以上缺点,这一方法还是常被用于重型或贵重货物的包装性能试验。

2.电子滤波法

电子滤波法可测出包装货物的动态响应过程,数据要在示波器或其它数字显示装置显示之前进 世界钒生产企业主要集中在南非、 俄罗斯、 巴西、 新西兰和中国行滤波,通常通过低通滤波器或带通滤波器来实现。滤波器一般是装在加速度传感器的放大器内。在得出数据之前就对高频成分进行滤除。

这种方法的优点是简单明了。由于在滤波器选择方面没有什么标准,很可能使数据发生畸变。为了表现初始的冲击波而进行滤波,会使含有大量振动响应特性的残余频谱发生衰减。这样,试验中的很多有用数据有可能被滤除,从而影响试验的准确性,这时就需要试验人员对数据进行修正。

3.无滤波响应频谱法

无滤波响应频谱法的特点是要在测定货物强度时记录下危险部件的响应加速度值作为比较标准。特别是要记录下在施加不发生破坏的冲击极限值时危险部件的加速度响应值。这种加速度响应曲线可以以时间为坐标,也可以以频率为坐标。在包装货物跌落试验期间,这两种加速度响应曲线都要针对同一个危险部件,该件的加速度响应值要与强度测定时记录下的加速度响应值进行对比。如果包装跌落试验的加速度响应值远远小于强度试验的实测值,那么这个包装结构的性能就是合格的。此方法的优点是不采用任何滤波器,不会使数据发生畸变。这种方法不要求以某种特定波形(通常是方波)来测定强度极限。

这种方法的缺点是响应频率中含有货物内部所有部件的谐振频率成分。因此很难贴切地解释它所产生的复杂波形。如果没有精密的数字或记录仪和精密分析仪,这一缺点就显得更加突出。而且货物内部的许多由质量与弹性元件构成的系统所发生的自然振荡放大作用,将会使测出的冲击值比它的实际值大得多。因此这种方法很少使用。

4.双通道试验

为了弥补上述响应频谱分析法的缺点,现采用一种混合方法,即在强度试验时同时监视冲击输入量与冲击响应量,在包装性能试验时亦同时监视输入量与响应量(在这两项试验中,都是对危险部件进行监视)。如果响应频谱的幅值低于强度试验确定的频谱幅值,就表明包装性能合格。这种方法的主要优点如下:

(1)由于不用滤波,故精确度很高;

(2)各种传统的缓冲设计方法均可适用;

(3)由于它们提供了危险部件的谐振频率,放大系数和相对位移的大量数据,所以对于包装的改进或缓冲系统的评价很有帮助。

缺点是试验比较复杂,而且需要多通道测试手段。

5.记录宽频带的响应脉冲(不滤波),并采用事后的选择性滤波

记录宽频带的响应脉冲这一方法要求执行传统的强度测定方法(利用已建立的强度测试程序),在作包装性能试验时,加速度传感器要装在货物的刚性部分。未予滤波的响应脉冲被记录在瞬态存贮器内,记录的资料又都送入数据处理机,加以适当的滤波对结果进行分析。

这种方法的优点是,拥有全部数据,试验人员必要时可随时调用这些数据,还可以事后补充进行滤波。此法提供了一种十分有力的分析手段,它可以定量地揭示出滤波对于响应波形峰值的影响。此外,缓冲系统的响应幅值相当于最低的频率成分,很容易识别。货物内频率高的部件的响应情况也可以清晰地表现出来,并可据此确定这些部件的谐振频率。此法的缺点是,试验人员要对数据进行处理。

转载自: 中国包装报

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