包装system振动理论.ppt

包装产品系统的振动力学模型 单自由线性系统的强迫振动 多自由度线性系统的振动 一般粘性阻尼多自由度线性系统的响应 多自由度线性系统振动的近似解法 非线性振动简介 例1、空调机包装 例2、电子枪包装 （FMB361E1Z—64cmPF电子枪 ） 电子枪主要用于电视机、加速器、电镜、示波器、电子显微镜、电子探针显微分析仪、微聚焦X2射线管等电子束器件中，是它们极其重要的心脏部件。 （1）电子枪破损形式 电子枪的材料主要为玻璃和薄片金属，形状不规则，金属多为点焊连接，在流通过程中由于振动、冲击、压力等环境载荷作用容易造成产品损坏，其破损形式主要为： 固定玻杆断裂 电极的供电线路发生相互粘连短路 管脚弯曲 整只电子枪的轴向弯曲变形等。 （2）电子枪对缓冲包装要求 a.电子枪为易损的不规则产品，要求缓冲衬垫具有很好的加工制造性能，并且尺寸稳定性强。 b.电子枪结构为长轴状，要求枪身保持较高平行度，杜绝发生滑动、挤压、弯曲、扭转等变形，缓冲衬垫应适当考虑多个接触面，保证受力均匀。 c.电子枪的排气管为玻璃材质，很易破碎，缓冲衬垫的结构应避免其与外界接触，造成损坏。 d.电极的供电线路易发生相互粘连而造成短路，在设计缓冲衬垫时使电极部位不与衬垫或外界接触。 e.管脚的材质较软，容易弯曲，使缓冲衬垫的主受力面不要集中在管脚上。 f.考虑电子枪包装应便于库存盘点、集合装卸等流通作业，因此，在设计内包装时应考虑电子枪在缓冲结构上的布局排列、摆放数目等因素。 （3）电子枪包装方法 瓦楞纸板托架结构包装防护方案 纸浆模塑衬垫结构包装防护方案 发泡聚乙烯衬垫结构包装防护方案 包装防护方案1: 瓦楞纸板托架结构包装防护方案 包装防护方案2: 纸浆模塑衬垫结构 包装防护方案3: 发泡聚乙烯衬垫结构 三类振动问题 已知激励、系统求响应（第一类问题：动力分析）。这是工程中最基本和最常见的问题，主要任务是验算结构、产品在工作状态的动力响应、变形、位移、应力是否满足预定要求。 已知输入、输出求系统（第二类问题：系统识别）。它包括物理参数识别和模态参数识别。物理参数识别获取系统的物理参数，如质量、刚度及阻尼系数。模态参数识别获取系统的模态参数，如系统的固有频率、振型、阻尼比等。系统识别是振动的第一种逆问题，振动力学是它的基础理论。 已知系统、输出求输入（第三类问题：环境预测）。这是振动的第二种逆问题。例如，为了避免包装产品在公路运输中破损，需要估计运输环境，为产品设计可靠而有效的振动防护包装。 在运输物流过程中，产品上灵敏或脆弱的部件最容易发生破损，这种部件称之为易损件。 需要分析易损件的响应而无需计入包装箱的质量时，可采用两自由度线性系统（图2-3）描述，产品只含有一个易损件。 若包装产品含有几个易损件，可采用多自由度线性系统描述（图2-4）。 描述运输过程中包装产品的重叠放置的振动力学模型很复杂，可采用多自由度线性系统描述（图2-5）。 简谐激励下系统的响应由初始条件引起的自由振动、伴随强迫振动发生的自由振动、等幅稳态强迫振动三部分组成。前两部分由于阻尼的存在，是逐渐衰减的瞬态振动，称为瞬态响应。第三部分是与激励同频率、同时存在的简谐振动，称为稳态响应。瞬态响应只存在于振动的初始阶段，该阶段称为过渡阶段。稳态响应存在于稳态阶段。当激励频率与系统固有频率很接近，将发生共振现象。 过渡阶段（瞬态响应） 稳态阶段（稳态响应） 共振现象 在式(2-11)、(2-14)、(2-15)中令 ，则得到无阻尼系统在 简谐激励下的稳态响应。 当 时， ， ， 。 当 时， ， ， 或 。这时相位差反映在 的符号中。 系统响应的振幅急剧增大的现象称之为共振 ，此时有 3、强迫振动中的能量关系 无阻尼自由振动 , 等幅振动 有阻尼自由振动 , 衰减振动 要维持等幅振动，系统必须由外界吸收能量，即由激振力对系统作功。 （一周期内）阻尼耗能： （一周期内）激振力作功： 二、周期激励下的强迫振动 系统对周期激励的响应通常指稳态响应，可利用周期激励的谐波分析来研究。 首先将周期激励分解成一系列不同频