沖擊加速度（g）.ppt

1、第四章 包裝件的流通環(huán)境,流通過程：指產(chǎn)品從制造出廠到消費(fèi)終止的全過程。 包括產(chǎn)品的包裝、運(yùn)輸、中轉(zhuǎn)、裝卸、倉貯、陳列、銷售、消費(fèi)(不包括逆向物流過程）等環(huán)節(jié)。在與環(huán)境友好的社會中，還包括消費(fèi)后廢棄物的收集處理和循環(huán)利用等環(huán)節(jié)。 流通環(huán)境條件：指包裝件在流通過程中所接觸到的一切外部因素。,武漢城市圈和長株潭城市群被國家確定為“兩型社會”試驗區(qū)并被賦予先行先試的政策創(chuàng)新權(quán)。,一、概述,典型流通過程,多次裝卸搬運(yùn)，多次不同車輛的運(yùn)輸，多次若干次儲存,流通過程的基本環(huán)節(jié),1、裝卸搬運(yùn)環(huán)節(jié) 分類：人工裝卸和機(jī)械裝卸。 特點(diǎn)：流程越長周轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)越多裝卸搬運(yùn)次數(shù)越多 損害因素：操作者情緒不佳，或者包裝件外表

2、面很光滑，又堅硬，導(dǎo)致貨物跌落、傾倒、翻滾；叉車、吊車突然起吊或下落，包裝件的速度變化很大；野蠻裝卸等。導(dǎo)致包裝件的跌落沖擊。,包裝設(shè)計中應(yīng)該注意問題： 合理設(shè)計提手或扣手，既滿足強(qiáng)度要求又應(yīng)方便裝卸操作。 合理設(shè)計單件包裝件重量，減少表面凸凹不平。,2、運(yùn)輸環(huán)節(jié) 分類：機(jī)械運(yùn)輸和人力搬運(yùn)。 機(jī)械運(yùn)輸指采用火車、汽車、船舶、飛機(jī)、電瓶車、鏟車和人力車等運(yùn)輸工具而進(jìn)行的運(yùn)輸過程。,沖擊。運(yùn)輸工具的啟動、變速、轉(zhuǎn)向、制動等，使包裝件速度突然改變而造成沖擊；固定不良，會造成包裝件同車廂之間，包裝件之間相互碰撞，導(dǎo)致沖擊破損。,損害因素,水平?jīng)_擊,振動。發(fā)動機(jī)引起；路面高低不平；輪胎充氣移動和減振彈簧

3、；路軌接縫；風(fēng)浪的顛簸；氣流作用引起的上下顛簸和左右搖晃。 環(huán)境氣候條件。運(yùn)輸過程中包裝件接觸空氣中氧氣、水、二氧化碳、一氧化碳、鹽分、塵埃等以及其污染物；受長期強(qiáng)烈陽光的照射，放射源，靜電場，磁場，氣味源等也可能加速包裝容器及其內(nèi)裝產(chǎn)品的品質(zhì)下降，增加破損率。,3、貯存環(huán)節(jié) 儲存方法、堆碼重量、堆碼高度、儲存周期、儲存地點(diǎn)、儲存環(huán)境（建筑結(jié)構(gòu)形式） 貯存周期越短，越有利于保護(hù)商品。 堆碼越高，底層的包裝件受壓越大。 靜載荷作用，外包裝容器壓縮、蠕變；靜載荷過載，會導(dǎo)致產(chǎn)品變形或損壞。因此，應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計堆碼高度，保證堆碼高度在產(chǎn)品允許的強(qiáng)度范圍內(nèi)。 露天存放，陽光、風(fēng)雨、蟲蛀、鼠咬和

4、微生物的作用都會使包裝件破損。,結(jié)構(gòu),材料,流通環(huán)境中主要的機(jī)械性損傷,參見表4-1,二、流通環(huán)境的沖擊特性 沖擊：是一種機(jī)械運(yùn)動，是在短暫而強(qiáng)烈的動態(tài)力作用下，速度或能量在極短的時間內(nèi)產(chǎn)生突然的變化。 主要發(fā)生于裝卸作業(yè)和運(yùn)輸過程中，分為垂直沖擊和水平?jīng)_擊 1、裝卸時的沖擊 主要表現(xiàn)為垂直沖擊，也就是跌落沖擊 包裝件自由跌落，沖擊碰撞發(fā)生于包裝件與地面之間 沖擊力取決于跌落高度，地面剛性，包裝件重量，緩沖材料性能,人工裝卸： W 10 kg 時 可能被拋擲； 20 kg W 30 kg 時 容易實現(xiàn)輕拿輕放； W 60 kg 時 容易產(chǎn)生翻滾碰撞。 人工裝卸時，跌落沖擊加速度一般在10g左右

5、，最高可達(dá)100g。 經(jīng)驗公式（適用于16kg以上的包裝件）,式中：W包裝件的重量（kg） h跌落高度（cm）,裝卸環(huán)境與跌落高度（P60),機(jī)械裝卸： 一般W 90 kg 時，使用機(jī)械裝卸。 機(jī)械裝卸作業(yè)時發(fā)生跌落的高度低于人工裝卸作業(yè)。,(P59),(P59),影響沖擊加速度的相關(guān)因素：作業(yè)內(nèi)容（起重機(jī)、叉車的不同作業(yè)），裝卸速度，貨物重量，包裝件體積，裝卸方式，跌落高度。,2、運(yùn)輸過程中的沖擊 汽車運(yùn)輸(或公路運(yùn)輸) 主要取決于路面狀況、車輛的啟動和制動、車速、車載重量和載貨方式，表現(xiàn)為水平?jīng)_擊。,P61,思考：可從表中看出什么？,2、鐵路運(yùn)輸（或火車運(yùn)輸） 車輪駛過鋼軌接縫時產(chǎn)生的垂直

6、沖擊，在普通的短軌運(yùn)行時，沖擊次數(shù)是80-120次/min，加速度為1g。 列車掛鉤撞合時的水平?jīng)_擊，加速度達(dá)24g。 車輛編組的連掛作業(yè)中產(chǎn)生的水平?jīng)_擊，連續(xù)作業(yè)時速度為14.5km/h，沖擊加速度為18g。 各種運(yùn)行情況下火車運(yùn)輸對貨物造成的沖擊值見P61表,影響火車連掛作業(yè)產(chǎn)生水平?jīng)_擊力的主要因素有四個： 車輛連掛的速度越大，沖擊力越大。 車輛牽引裝置的緩沖性能。 包裝件的重量。貨物越重，與車廂底板的摩擦力越大，越穩(wěn)定，沖擊力越小。 包裝件在車廂內(nèi)的堆碼狀態(tài)和滿載程度。包裝件在車廂內(nèi)的破損常因反復(fù)碰撞造成。初始沖擊使包裝件堆碼松散，繼續(xù)沖擊就會使包裝件發(fā)生位移、錯位、搖晃以至倒塌，加劇了

7、沖擊強(qiáng)度。堆碼越高，上層包裝件的沖擊越大。,鐵路貨車行駛時底板上面、托盤上面、裝貨上層的沖擊值G（g ） P62（注意一段話）,3、航空運(yùn)輸（或飛機(jī)運(yùn)輸、空運(yùn)） 主要發(fā)生在飛機(jī)起降過程。沖擊值的大小取決于飛機(jī)種類、風(fēng)力、駕駛技術(shù)、載重等。 一般飛行在0.05-0.6g左右。 惡劣天氣流下飛行，加速度達(dá)1.5g。 飛機(jī)著落的沖擊值為1-2g，最大14g。 4、鏟車運(yùn)輸 鏟車運(yùn)輸時貨物主要承受垂直沖擊的影響，根據(jù)測定鏟車的垂直沖擊在0.7g左右。,5、航海運(yùn)輸 （或船舶運(yùn)輸、海運(yùn)） 海運(yùn)沖擊主要為船 體的左右搖擺造成 的。 同船舶類型、水域 情況、滿載程度和 氣象條件密切相關(guān)。,三、流通環(huán)境的振動

8、特性 重要參數(shù)頻率，加速度（振幅）； 影響因素運(yùn)輸工具種類、運(yùn)輸環(huán)境狀況、包裝結(jié)構(gòu)、裝載量等； 由于激勵的多樣性和影響因素的隨機(jī)性，包裝件的振動復(fù)合的隨機(jī)振動 1、公路運(yùn)輸（或汽車運(yùn)輸 ） 汽車運(yùn)輸過程中振動加速度的大小與路面質(zhì)量、車型和載重量有關(guān)，其中最主要的因素是路面質(zhì)量（起伏和不平度）。,汽車運(yùn)輸中包裝件的共振頻率一般小于25Hz；共振同路面的起伏關(guān)系不大。汽車車體上下振動的頻率為5-10Hz，加速度為1.5-3g。 表4-8列舉了解放牌汽車空載行駛在柏油路、土路、公路路面上所測量的加速度值。,汽車運(yùn)輸?shù)恼駝犹匦赃€可用頻率譜線來描述。（P64) 交通部公路所(交通部公路科學(xué)研究院）對汽車

9、運(yùn)輸沖擊的研究結(jié)論： （1）汽車運(yùn)輸?shù)碾S機(jī)振動加速度功率譜密度以上下為最大，左右次之，前后最小。 （2）振動能量絕大部分分布在0100Hz頻帶內(nèi)； （3）汽車運(yùn)輸?shù)碾S機(jī)振動加速度功率譜密度在2Hz左右和10Hz左右各有一個較大的峰值，應(yīng)避免。,對于具有連續(xù)頻譜和有限平均功率的信號或噪聲，表示其頻譜分量的單位帶寬功率的頻率函數(shù)。,表4-12 公路運(yùn)輸產(chǎn)生的振動,2、鐵路運(yùn)輸（或火車運(yùn)輸） 火車振動與汽車振動相比有明顯的區(qū)別，它是由鋼軌接縫處所產(chǎn)生的，是一個明顯的周期性強(qiáng)迫振動。火車振動頻率為20-100Hz，加速度為11g。當(dāng)火車時速達(dá)120km/h，強(qiáng)迫振動的頻率為20Hz，最容易出現(xiàn)共振現(xiàn)象

10、，加劇車體的跳動和搖擺。,3、航空運(yùn)輸（或飛機(jī)運(yùn)輸、空運(yùn)） 空運(yùn)時飛機(jī)的振動受氣流的影響不大，主要取決于飛機(jī)發(fā)動機(jī)的振動，呈現(xiàn)高頻激勵的特點(diǎn)。飛機(jī)的振動加速度較小，比較穩(wěn)定。飛機(jī)在起飛和滑行階段，頻率為15-100Hz；在穩(wěn)定飛行階段，頻率為100-1000Hz 。,4、航海運(yùn)輸（或船舶運(yùn)輸、海運(yùn)） 海運(yùn)振動主要由發(fā)動機(jī)和螺旋槳的低頻振動、海浪的上下波動等造成的。 海運(yùn)中常出現(xiàn)兩個不同級別的振動： 在平靜的海面上，作低強(qiáng)度的振動，頻率為0.03-0.2Hz左右，加速度較小，包裝件不發(fā)生共振。 在緊急操作時，出現(xiàn)高強(qiáng)度的振動，加速度較大，包裝件易發(fā)生振動破壞。,5、兩點(diǎn)結(jié)論 包裝件在汽車、火車、

11、船舶、飛機(jī)的運(yùn)輸過程中，均具有隨機(jī)性，而且振動頻率范圍很寬。 海洋運(yùn)輸頻率較低；飛機(jī)運(yùn)輸較高，與一般產(chǎn)品共振的可能性較小；只有汽車運(yùn)輸和火車運(yùn)輸，特別是汽車運(yùn)輸?shù)恼駝宇l率與多數(shù)產(chǎn)品的固有頻率比較接近。,四、流通環(huán)境的氣象條件 溫濕度是影響包裝件質(zhì)量的重要因素。例如， 高溫和低溫下的塑料制品常發(fā)生熱脆或冷脆現(xiàn)象； 泡沫襯墊因溫濕度變化導(dǎo)致緩沖特性變差； 高溫高濕的大氣環(huán)境使產(chǎn)品銹蝕或霉變，降低商品價值。 1、環(huán)境濕度的影響 濕度是指空氣中含水量的多少。有兩種計量方法。 絕對濕度每立方米空氣中含水汽質(zhì)量克數(shù)。用HA表示,不易直接測得，常以水汽壓強(qiáng)間接表示,相對濕度一定溫度下，空氣中實際水汽壓強(qiáng)與該

12、溫度下飽和水汽壓強(qiáng)之百分比。用HR表示 高濕度伴隨高溫，有利于霉菌繁殖，破壞產(chǎn)品的外觀和標(biāo)志，也促使金屬的腐蝕加快；一些包裝材料吸濕后發(fā)脹、變形、起泡，性能降低。 低濕度使一些包裝材料因干燥收縮、變形或龜裂。 環(huán)境濕度越大，紙箱的含水量越高，抗壓強(qiáng)度越低。 環(huán)境濕度對開孔型泡沫塑料的力學(xué)性質(zhì)有明顯影響。 2、環(huán)境溫度的影響,3、水的影響 包裝件在流通過程中，特別是在露天存放時，常會接觸到雨水。因此，包裝件必須具有防雨水、防銹和防霉等能力。 露天存放時，雨水、雪或露水在包裝件表面有可能連續(xù)滲透； 海運(yùn)中浪花的飛濺，船艙底部的積水等，都可能使包裝件局部浸水。 4、其他影響 太陽輻射（P71) 鹽霧

13、(P72),五、環(huán)境條件的標(biāo)準(zhǔn)化 發(fā)達(dá)國家制訂了適合本國情況的流通環(huán)境試驗標(biāo)準(zhǔn) 美國ASTM 4169-84 “運(yùn)輸容器及系統(tǒng)的性能試驗” （美國材料與試驗協(xié)會） 美國國防部 MIL-STD-810D “環(huán)境試驗方法和工程導(dǎo)則” 日本JIS Z0200 “包裝件評價試驗方法通則” 國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO)、國際電工委員會（IEC）推出了若干關(guān)于流通環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)化文件,GB4797.1-84 溫度和濕度 GB4797.2-86 海拔與氣壓、水深與水壓 GB4797.3-86 生物 GB4797.4-89 太陽福射與溫度 GB/T4797.5-92 降水和風(fēng) GB/T4797.6-1995 塵、沙、鹽

14、霧 GB4798.1-86 電工電子產(chǎn)品自然環(huán)境條件貯存,國家標(biāo)準(zhǔn)GB4796、GB4797 、GB4798 GB4796-84 電工電子產(chǎn)品環(huán)境參數(shù)分類及其嚴(yán)酷程度分級,GB/T4798.2-1996 運(yùn)輸 GB4798.3-90 有氣候防護(hù)場所固定使用 GB4798.4-90 無氣候防護(hù)場所固定使用 GB4798.5-87 地面車輛使用 GB/T4798.6-1996 船用 GB4798.7-87 攜帶和非固定使用 GB/T4798.9-1997 產(chǎn)品內(nèi)部的微氣候 GB/T4798.10-91 導(dǎo)言,1、環(huán)境條件分類 國際電工委員會（IEC）對將環(huán)境負(fù)荷分成四大類 22 種參數(shù)。 氣象性環(huán)

15、境條件（10種參數(shù)） 生化性環(huán)境條件（3種參數(shù)） 機(jī)械（力學(xué)）性環(huán)境條件（6種參數(shù)） 電磁性環(huán)境條件（3種參數(shù)）,詳見表4-22 環(huán)境條件參數(shù)分類,2、流通環(huán)境的簡化表示 我國采用了國際上對流通環(huán)境的簡化表示，即采用英文字母和數(shù)字表示環(huán)境參數(shù)類別和等級。如：2K2 字母前以數(shù)字表示環(huán)境條件種類，字母后以數(shù)字表示嚴(yán)酷程度，數(shù)字越大，條件越嚴(yán)酷。 環(huán)境參數(shù) K氣候條件 ；B 生物條件； C 化學(xué)活性物質(zhì)；S 機(jī)械活性物質(zhì)；M機(jī)械條件,環(huán)境類別 1貯存；2運(yùn)輸；3有氣候防護(hù)場所，固定使用； 4無氣候防護(hù)場所，固定使用；5安裝于車輛上； 6船舶環(huán)境；7攜帶和非固定使用 2K4：運(yùn)輸過程氣候條件4級嚴(yán)酷程度 2M5：運(yùn)輸過程機(jī)械條件5級嚴(yán)酷程度 當(dāng)產(chǎn)品包裝件的運(yùn)輸條件選用各類別中最低強(qiáng)度組合，2K1/2B1/2S1/2M1，表示在良好的環(huán)境下運(yùn)輸。 2K5/2B3/2S3/2M4表示什么？,3.環(huán)境參數(shù)的測量,裝卸環(huán)境的測量沖擊載荷傳感器測加速度峰值 貯存環(huán)境的測量計算靜壓力堆碼高度和包裝件自重 運(yùn)輸環(huán)境的測量運(yùn)輸過程的沖擊和振動磁帶記錄系統(tǒng)測采樣、記錄和分析,4、環(huán)境條件的量化標(biāo)準(zhǔn) 定量描述各類環(huán)境條件的嚴(yán)酷程度，實現(xiàn)環(huán)境條件的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化,為運(yùn)輸包裝設(shè)計提供設(shè)計依據(jù)。 單個氣候環(huán)境參數(shù)溫濕度等參數(shù)（GB4798.2） 生物