包裝動力學（簡體書）

《包裝動力學》主要研究包裝件在流通過程中對振動與沖擊環境的響應，分析內裝產品在振動與沖擊環境下破損的原因，并在經濟的前提下提出防止內裝產品破損的條件與方法。主要內容包括：振動理論基礎、沖擊理論基礎、材料緩沖特性曲線、緩沖包裝的設計方法。
《包裝動力學》可作為高等學校包裝工程專業教材，也可供從事緩沖包裝設計的工程技術人員參考。

《包裝動力學》為高等學校教材,包裝工程專業系列教材之一。

第一章 緒論1
第一節 防護包裝1
第二節 振動與沖擊1
第三節 包裝動力學的研究對象與任務2
第四節 包裝動力學發展簡史3
習題4

第二章 振動理論基礎5
第一節 單自由度系統的自由振動5
一、無阻尼系統的自由振動5
二、有阻尼系統的自由振動9
第二節 單自由度支座激勵系統的受迫振動11
第三節 車輛振動的定性分析15
第四節 產品與包裝件的力學模型17
一、產品的力學模型17
二、包裝件的力學模型18
第五節 緩沖材料的力學性質18
一、材料的彈性18
二、材料的塑性19
三、材料的黏性19
四、材料的蠕變與松弛21
第六節 包裝件的簡諧振動21
一、包裝件簡諧振動的兩級估算法22
二、包裝件的幅頻特性曲線24
三、易損零件兩次共振時的加速度峰值26
四、緩沖襯墊對易損零件振動的影響27
第七節 包裝件的隨機振動30
一、隨機振動的基本概念30
二、振動環境的統計特性31
三、易損零件對振動環境的響應33
四、易損零件響應的統計特性34
第八節 加速度計與振動臺37
一、壓電式加速度計37
二、離心式機械振動臺38
三、電動式振動臺39
四、液壓式振動臺40
習題41

第三章 沖擊理論基礎44
第一節 包裝件跌落沖擊問題的研究方法44
第二節 產品對跌落沖擊的響應45
一、產品的跌落沖擊過程45
二、產品的位移?時間函數46
三、產品的加速度?時間函數47
四、產品的速度改變量48
第三節 跌落沖擊的沖擊譜與產品破損邊界曲線49
一、跌落沖擊的沖擊譜49
二、跌落沖擊的產品破損邊界曲線51
第四節 產品脆值理論53
一、矩形脈沖激勵54
二、矩形脈沖的沖擊譜55
三、矩形脈沖的產品破損邊界曲線56
第五節 包裝件跌落沖擊的強度條件58
第六節 產品脆值測試59
一、臨界速度線的測試60
二、臨界加速度線的測試60
第七節 國內外的一些產品脆值標準61
習題64

第四章 材料緩沖特性曲線66
第一節 研究跌落沖擊問題的能量法66
第二節 材料緩沖特性曲線68
一、緩沖系數與最大應力的函數關系68
二、對數坐標應力軸68
三、Ｃ?σｍ曲線的繪制68
第三節 產品跌落沖擊時的最大加速度72
第四節 襯墊的面積與厚度公式73
第五節 溫度對材料緩沖特性的影響75
第六節 最大加速度?靜應力曲線77
一、Gm-σst曲線的方程77
二、Gm -σst曲線的測試79
三、Gm -σst曲線的應用80
習題83

第五章 緩沖包裝的設計方法85
第一節 確定沖擊與振動環境85
一、沖擊環境85
二、振動環境89
第二節 確定產品的易損性91
一、產品的沖擊試驗91
二、產品的振動試驗94
第三節 選用適當的緩沖墊96
一、緩沖材料96
二、緩沖材料與產品特性的匹配97
三、測試材料的緩沖特性曲線98
四、按沖擊環境計算襯墊厚度與面積100
五、測試產品襯墊系統的幅頻曲線101
六、按振動環境校核襯墊的面積與厚度103
第四節 設計與創造原型包裝104
一、緩沖與固定104
二、裹包與充填105
三、泡沫塑料緩沖墊105
四、瓦楞紙板緩沖墊107
五、蜂窩紙板緩沖墊108
六、紙漿模塑緩沖墊109
七、氣泡薄膜緩沖墊110
八、橡膠緩沖墊110
九、襯墊計算面積的分切與配置111
十、創造原型包裝113
第五節 試驗原型包裝113
一、沖擊試驗113
二、振動試驗114
三、壓縮試驗117
習題118

參考文獻121

各種工農業產品經過包裝形成包裝件後，要用車、船、飛機輸送到國內外市場去。車、船、飛機運行時都有明顯的振動，并通過包裝將其振動傳遞給內裝產品。就包裝件而言，車、船、飛機的振動就是持續的激勵。工人裝卸貨物時，由于不慎有可能造成包裝件的跌落，落地的包裝件突然受到地板的約束，其運動狀態發生急劇變化，因而使內裝產品受到強烈的沖擊。地板對包裝件的這種作用就是短暫的瞬態激勵。各種機動車和裝卸機械都有開車、停車和緊急剎車，飛機有起飛和著陸，輪船在海上航行時有可能遇到風暴，鐵路列車編組時也有強烈的撞擊。在這些情況下包裝件都會受到沖擊，內裝產品的運動狀態都會在極短時間內發生急劇的變化。
產品在流通過程中對各種激勵的響應，如位移、速度和加速度的變化，既取決于外因，又取決于自身的振動特性。產品振動時的加速度會產生慣性力，即產生動載荷。如果作用在產品上的動載荷超過產品的強度極限，產品就會破損。因此，在一定的外界激勵下，產品是否破損既和它的振動特性有關，又和它的強度特性有關，其振動特性和強度特性決定了它抵抗振動與沖擊的能力。
產品經過包裝形成包裝件後，流通過程中的各種激勵都要通過包裝才能傳遞給內裝產品。因此，對于內裝產品來說，包裝實質上是個減振裝置。所謂緩沖減振設計，就是已知產品特性和環境激勵，設計“包裝”這個減振裝置的振動特性，使產品的響應不超過它的強度極限，目的是防止產品在流通過程中由于振動與沖擊而破損。
第三節 包裝動力學的研究對象與任務
緩沖包裝的理論基礎是包裝動力學。包裝動力學研究包裝件對流通過程中的振動與沖擊環境的響應，分析內裝產品在振動與沖擊環境激勵下破損的原因，并在經濟的前提下提出防止內裝產品破損的條件，其任務是為緩沖包裝設計提供理論依據。
產品種類繁多，結構復雜。通過理論計算解決產品的振動與沖擊問題，是非常困難甚至是不可能的。目前國外采用的緩沖包裝的各種設計方法，都是以包裝動力學為理論基礎、以實驗室試驗為主要手段的實用型設計方法。因為以實驗室試驗為主要手段，所以包裝動力學與包裝測試技術有著不可分割的聯系。環境激勵的采樣，產品脆值的測試，緩沖材料的靜態與動態試驗，產品、產品襯墊系統以及包裝件的振動試驗、包裝件的跌落試驗等都離不開測試技術。包裝動力學與包裝測試技術的研究方向與研究范圍是不同的。作為大學本科教材，既要注重理論，又要強調實用，而且還要考慮學時和學生的數學力學基礎。包裝動力學就是理論，緩沖包裝設計就是這種理論的應用。包裝動力學的深度與廣度以滿足緩沖包裝設計為原則。這樣就可以讓出一部分篇幅，講一些與緩沖包裝有關的振動與沖擊試驗，提高學生解決緩沖包裝問題的能力。至于有關的振動與沖擊試驗，只講測試原理，不觸及測試儀器與設備的構造、測試方法和測試數據的處理，使納入的這些測試原理成為本書的一個有機的組成部分。