基于SRS的洗衣机缓冲包装研究

论文摘要

在现代物流中,产品在运输和装卸时不可避免地要承受振动、冲击甚至翻滚或跌落造成的破坏,这些破坏可能导致一些易损产品的永久性物理损坏,从而使产品的质量得不到保证。缓冲包装作为保护易损商品的重要装备,在现代物流中具有十分重要的作用。传统的缓冲包装设计是以脆值理论和破损边界曲线理论为基础的,而确定产品冲击脆值的方法本身就存在保守性。冲击响应谱分析方法的提出,为缓冲包装设计合理化,提供了一种可能。对于任何一种结构复杂的产品总有一个部件是最脆弱的,我们称之为易损部件。基于一定的实践结论,论文把波轮式洗衣机悬挂系统中的吊杆部件定义为易损部件,将实际洗衣机缓冲包装件简化为二自由度非线性系统模型,通过MATLAB语言环境和Runge-kutta算法对非线性包装系统主体和易损部件分别进行位移、速度、加速度响应分析,得到了易损部件和包装系统主体的加速度响应谱曲线,并进一步探讨了系统阻尼比、振动传递率、材料力学特征参数对易损部件冲击响应谱的影响。采用Test Partner3信号采集和数据分析系统,实验得到了洗衣机悬挂系统的冲击响应信号,并采用Test Pastner3-ETC模块进行SRS分析,得到了波轮式洗衣机悬挂系统的冲击响应谱曲线,为验证现有缓冲包装设计的可靠性和改进缓冲包装设计提供了一定的依据。为了检测现有洗衣机缓冲包装的可靠性,对其进行冲击实验和振动模拟运输实验。冲击实验中,获得有包装情况下悬挂系统的冲击响应谱曲线。实验后吊杆发生损坏,并且底部缓冲垫损伤很严重。模拟运输实验后吊杆虽然没有发生损坏,但底部缓冲垫损伤很严重。冲击响应谱分析方法和实验结果都表明,现有的缓冲包装是欠包装。论文据此对现有缓冲包装形式提出了改进意见。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 关于冲击响应谱的研究
• 1.2.2 关于建立洗衣机包装系统模型的研究
• 1.3 课题研究主要内容
• 1.4 课题研究意义
• 1.5 课题创新点
• 第二章 冲击响应谱概述
• 2.1 冲击响应谱定义
• 2.2 冲击响应谱测量方法
• 2.2.1 单自由度质量-弹簧系统运动微分方程求解
• 2.2.2 冲击响应谱计算方法
• 2.3 冲击响应谱与傅里叶频谱的关系
• 2.4 冲击响应谱与冲击脆值的关系
• 2.5 本章小结
• 第三章 半正弦脉冲下洗衣机包装系统冲击响应谱理论探讨
• 3.1 波轮式洗衣机缓冲包装形式
• 3.1.1 波轮式洗衣机结构
• 3.1.2 波轮式洗衣机缓冲包装形式
• 3.2 洗衣机包装系统动力学模型
• 3.3 MATLAB 数值求解半正弦脉冲下洗衣机包装系统冲击响应谱
• 3.3.1 运动方程的建立及其无量纲化
• 3.3.2 龙格-库塔法数值求解原理
• 3.3.3 龙格-库塔法求解运动微分方程
• 3.3.4 影响冲击响应谱的因素
• 3.4 本章小结
• 第四章 洗衣机悬挂系统及其包装件冲击特性实验研究
• 4.1 洗衣机悬挂系统冲击特性实验研究
• 4.1.1 实验原理与仪器介绍
• 4.1.2 洗衣机悬挂系统冲击实验步骤
• 4.1.3 实验数据处理
• 4.2 洗衣机包装件冲击特性实验研究
• 4.2.1 实验原理
• 4.2.2 洗衣机包装件冲击实验步骤
• 4.2.3 实验数据处理
• 4.3 本章小结
• 第五章 洗衣机悬挂系统及其包装件振动特性实验研究
• 5.1 洗衣机悬挂系统固有频率和阻尼的确定
• 5.1.1 共振理论与系统固有频率
• 5.1.2 固有频率的测量方法简介
• 5.1.3 洗衣机悬挂系统扫频实验
• 5.2 随机振动实验简介
• 5.3 模拟公路运输实验方法回顾
• 5.4 现有洗衣机包装件模拟公路运输实验
• 5.4.1 实验原理和实验设备
• 5.4.2 实验设计与步骤
• 5.4.3 实验结果分析
• 5.5 本章小结
• 第六章 缓冲包装改进方案设计
• 6.1 现有底部缓冲垫存在的问题
• 6.2 改进设想
• 6.2.1 改变凸型塑料硬块用缓冲材料
• 6.2.2 改变凸型塑料硬块的结构
• 6.3 本章小结
• 第七章 总结与展望
• 7.1 结论
• 7.2 不足与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录1：作者在攻读硕士学位期间发表的论文
• 附录2：冲击响应谱求解程序