二.產(chǎn)品脆值試驗(yàn)方法.ppt

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1、產(chǎn)品脆值主要內(nèi)容產(chǎn)品脆值概念；傳統(tǒng)的脆值理論；破損邊界理論；確定脆值的方法。1.1產(chǎn)品脆值定義含義：產(chǎn)品經(jīng)受振動(dòng)和沖擊時(shí)用以表示其強(qiáng)度的定量指標(biāo)。又稱為產(chǎn)品的易損度。此值表示產(chǎn)品對(duì)外力的承受能力，一般用重力加速度的倍數(shù)G來(lái)表示；由牛頓第二定律可知，產(chǎn)品受沖擊時(shí)產(chǎn)生的加速度正比于它所受到的沖擊力。因此，可以用產(chǎn)品所能承受的最大加速度來(lái)代替產(chǎn)品所能承受的最大沖擊力，以產(chǎn)品所承受的最大加速度與g的比值Gc來(lái)代替最大加速度。目前國(guó)內(nèi)外都一致以產(chǎn)品破損前的臨界加速度與g的比值Gc作為脆值的定義。1.1產(chǎn)品脆值G值一般

2、可分為：極限G值：產(chǎn)品不發(fā)生物理?yè)p傷或功能失效的能力極限(Gc表示)；許用G值：根據(jù)產(chǎn)品的極限G值，考慮了產(chǎn)品的價(jià)值、強(qiáng)度、重要程度等因素，除以一個(gè)大于1的安全系統(tǒng)之后確定的產(chǎn)品允許使用的G值(用[G]表示)。[G]值反映的是產(chǎn)品抗沖擊的能力，并以所能承受的重力加速度值來(lái)表述。1.2G值分類1.3許用脆值根據(jù)產(chǎn)品的脆值，考慮到產(chǎn)品的價(jià)值、強(qiáng)度偏差、重要程度等而規(guī)定的產(chǎn)品的許用最大加速度，以[G]表示。[G]=Gc/nn>1(安全系數(shù))[G]

3、取決于產(chǎn)品；緩沖包裝中要求：Gm<[G]=Gc/n總之：G=a/g，Gm=am/g[G]=[am]/g=Gc/n，Gc=ac/g1.5影響脆值的主要因素產(chǎn)品特性是影響產(chǎn)品脆值的本質(zhì)因素，其包含了以下幾個(gè)方面：（1）材質(zhì)，即組成產(chǎn)品的材料特性，主要指材料的機(jī)械性能；（2）結(jié)構(gòu)特性，即各零部件(元器件)的結(jié)構(gòu)特征，如結(jié)構(gòu)形狀(細(xì)長(zhǎng)件、薄片等)及其在產(chǎn)品(或系統(tǒng))中的安裝定位方式，如懸吊安裝、剛性安裝等；（3）脆弱零部件的力學(xué)性能，如脆弱零部件的固有頻率、強(qiáng)度等。其次是脈沖類型。沖擊過(guò)程中速度變化量因脈沖類型(包

4、括沖擊波形、峰值加速度和持續(xù)作用時(shí)間)不同而變化。用G值反映產(chǎn)品本身抗沖擊能力有其局限性，它未能全面的反映出產(chǎn)品抗沖擊能力，因?yàn)楫a(chǎn)品耐沖擊能力，不僅體現(xiàn)在峰值加速度，也體現(xiàn)在波形、持續(xù)時(shí)間、頻率等多種因素有關(guān)。在某些應(yīng)用范圍，需從多方面考慮，作出全面、精確評(píng)價(jià)。采用產(chǎn)品沖擊破損邊界曲線來(lái)判別產(chǎn)品的耐沖擊能力，一定程度上彌補(bǔ)了上述缺陷。1.6G值表征的局限性2傳統(tǒng)的脆值理論G因子：表征產(chǎn)品反抗破損能力的唯一因素。包裝工程中，把這個(gè)產(chǎn)品不發(fā)生破損的最大加速度值稱之為脆值Gc。由產(chǎn)品的材料結(jié)構(gòu)特征所確定，同外部環(huán)

5、境因素?zé)o關(guān)。傳統(tǒng)脆值理論用產(chǎn)品的最大加速度響應(yīng)來(lái)評(píng)價(jià)其破損情況，流通環(huán)境的沖擊強(qiáng)度必須小于產(chǎn)品的脆值。問(wèn)題：造成產(chǎn)品破損的原因除了沖擊加速度的大小外，還與沖擊脈沖的形狀、脈沖持續(xù)時(shí)間、產(chǎn)品的固有頻率等等因素有關(guān)。2.1產(chǎn)品脆值和破損邊界理論產(chǎn)生脆值反映了產(chǎn)品抗沖擊的能力，是產(chǎn)品沖擊強(qiáng)度的一種指標(biāo)，兼有功能保持能力的描述，理論分析、經(jīng)驗(yàn)估算和直接測(cè)量都難以準(zhǔn)確確定產(chǎn)品脆值。為此Komhauser,Pen-dered提出了破損靈敏度的概念。1968年Neo-ton教授提出了破損邊界理論，用產(chǎn)品所能經(jīng)受的典型加速

6、度脈沖沖擊的幅值和速度變化量來(lái)間接描述產(chǎn)品的脆值，作出破損邊界曲線。這一理論打開了脆值沖擊試驗(yàn)的大門，奠定了現(xiàn)代緩沖包裝設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，在包裝力學(xué)的發(fā)展上具有重大意義。與此同時(shí)，Lansmint公司和MTS公司相繼開發(fā)出適合確定產(chǎn)品破損邊界的沖擊試驗(yàn)機(jī)。1977年美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中采用了Neoton的破損邊界理論。在測(cè)定產(chǎn)品破損邊界曲線時(shí)，Schell建議用加速度脈沖的平均值代替幅值較為合理，采用后峰鋸齒加速度脈沖沖擊比Neoton的矩形加速度脈沖更接近實(shí)際情況，Goff和Pierce也曾建議采用半正弦加速度脈沖來(lái)

7、測(cè)定產(chǎn)品破損邊界曲線。2.1產(chǎn)品脆值和破損邊界理論產(chǎn)生3破損邊界理論（1）沖擊脈沖形狀的影響；（2）破損邊界曲線；（3）確定產(chǎn)品的臨界共振頻率。外包裝內(nèi)裝物（剛性）3.1沖擊脈沖形狀3.1沖擊脈沖形狀的影響??=ftGmgt(ft-----形狀參數(shù))半正弦波脈沖，ft=0.63；三角形（鋸齒形）脈沖，ft=0.5；矩形脈沖，ft=1；梯形脈沖，0.5

8、的。而影響產(chǎn)品響應(yīng)的，除了產(chǎn)品本身的固有頻率以外、主要是沖擊脈沖的波形、加速度峰值和脈沖持續(xù)時(shí)間。3.1沖擊脈沖形狀的影響3.2破損邊界曲線破損邊界曲線。沖擊破損邊界曲線是以加速度峰值為縱坐標(biāo)，以速度增量I△VI為橫坐標(biāo)的一條平面曲線(如圖1)。這條曲線是破損區(qū)和非破損區(qū)(安全區(qū))的分界線。確定邊界曲線步驟（1）確定臨界速度增量；（2）確定臨界加速度ac=Gcg；（3）用光滑曲線連接前兩步得到的垂直線和水平線。（