平板电视缓冲包装件的力学特性研究

论文摘要

随着产业经济的发展和科学技术的进步,缓冲包装技术也逐步发展起来。通过对各种实际缓冲包装件的力学抽象,研究产品包装件在流通过程中受外界环境各种激励的动态响应情况,是进行缓冲包装设计的理论依据。由于平板电视的脆性很大,所能承受的冲击加速度值比较低,受外界激振的影响明显。在运输、仓储过程中,由于受到外力作用,对其产生冲击,会影响到电视的安全寿命。因此研究平板电视包装件的防振缓冲性能不仅迫切,而且具有较高的实用价值。本文首先对产品包装件在流通过程可能遭遇的各种力学环境进行考察与评价,通过研究缓冲包装材料的力学特性与缓冲机理,对平板电视缓冲包装系统进行动力学描述,针对产品的受力情况进行分析,从产品质量是否均匀这两种情况出发,分别建立了缓冲包装系统的振动力学模型。利用分析力学的方法通过拉格朗日动力学方程从系统能量的观点出发,采用广义坐标描述缓冲包装系统的动力学规律,建立了系统的二自由度振动微分方程,进行系统分析。并采用计算模态分析的方法求解了缓冲包装系统的振动微分方程,分析研究产品在受外界垂直激振力作用时的动态响应。这些结论对平板电视缓冲包装的设计与优化具有重要的参考价值。采用瞬态测试系统模拟流通过程中的外界激振情况对平板电视实际包装件进行定频、扫频与随机振动试验,通过试验结果的观察和分析,检测了现有平板电视缓冲包装的可靠性。在通过扫频振动试验测得的包装件共振频率下,分析现有平板电视缓冲包装结构的特性,利用Matlab对所建立的振动模型解析解进行曲线拟合,对模型的有效性进行验证。结果表明,所建立的力学模型对产品的防振缓冲包装设计有一定的指导意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.2 包装动力学的研究对象
• 1.3 包装动力学的研究概况
• 1.4 课题的主要研究内容
• 2 包装件流通过程特性分析
• 2.1 包装件的流通环境
• 2.2 流通过程的冲击特性分析
• 2.2.1 装卸时的冲击特性
• 2.2.2 运输过程的冲击特性
• 2.3 流通过程的振动特性分析
• 2.4 本章小结
• 3 缓冲包装件力学分析基础理论
• 3.1 产品缓冲包装系统的破损理论
• 3.2 缓冲包装材料的力学特性
• 3.2.1 缓冲包装材料力与变形量的关系
• 3.2.2 缓冲材料的缓冲特性
• 3.3 拉格朗日动力学方程
• 3.4 模态分析基础理论
• 3.4.1 模态分析概述
• 3.4.2 模态分析的解题思路
• 3.5 本章小结
• 4 平板电视缓冲包装件动力学模型研究
• 4.1 缓冲包装件动力学模型的建立
• 4.1.1 缓冲包装件单自由度力学模型的建立
• 4.1.2 缓冲包装件二自由度力学模型的建立
• 4.2 二自由度缓冲包装系统的振动响应
• 4.2.1 振动微分方程的建立
• 4.2.2 模态分析法求解系统的振动响应
• 4.3 本章小结
• 5 平板电视缓冲包装件振动特性试验研究
• 5.1 缓冲包装件振动试验的目的
• 5.2 振动试验材料、仪器与设备
• 5.3 平板电视缓冲包装件正弦定频振动试验研究
• 5.3.1 试验原理与试验方法
• 5.3.2 试验结果及分析
• 5.4 平板电视缓冲包装件正弦扫频振动试验研究
• 5.4.1 试验原理与试验方法
• 5.4.2 试验结果及分析
• 5.5 平板电视缓冲包装件随机振动试验研究
• 5.5.1 随机振动试验简介
• 5.5.2 试验原理与试验方法
• 5.5.3 试验结果及分析
• 5.6 建模结果与试验对比
• 5.7 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢