1、例1 16 1 產(chǎn)品質(zhì)量m二20kg,脆值G = 50 ,設(shè)計(jì)跌落高 度H二60cm,產(chǎn)品立方形，每面 面積1420亦。(1)采用全面緩沖, 試從圖中選用緩沖材料并計(jì)算襯 墊厚度。(2)按產(chǎn)品面積的1/3 作局部緩沖(試從圖中選用緩沖要選用，則C =8，襯墊厚度h = 9.6cm。泡沫聚苯乙烯(0.012g/cm3) 太硬，與這個產(chǎn)品不匹配(如果 硬要選用，則C = 5.7,襯墊厚度 h = 6.84cm。(2)按局部緩沖計(jì)算襯墊面積為產(chǎn)品面積的1/3 ,材料并計(jì)算襯墊厚度。故A = 473cm2，襯墊最大應(yīng)力為GWm A(MPa)50 20 980.207473圖中與這個產(chǎn)品匹配的是泡沫聚苯

2、乙烯(0.012g/cm3),緩沖系數(shù)解 (1)按全面緩沖計(jì)算， 襯墊最大應(yīng)力為m GW 竺心8 0.069A1420(MPa)在圖621上與這個產(chǎn)品 匹配的材料是泡沫聚氨酯(0.152g/cm3),緩沖系數(shù) C =3.4 , 襯墊厚度為：,CH 3.4 60, “h 舌4.08 (cm)圖中泡沫橡膠(0.12g/cm3)C = 3.7,襯墊厚度為h CH 404.44G 50(cm)在采用局部緩沖的情況下，泡沫聚氨酯(0.152g/cm3)太軟，與這個產(chǎn)品不再匹配，若硬要選用,貝卩 C = 5.2, h = 6.24cm。注：泡沫聚苯乙烯簡稱 EPS,泡沫聚氨酯簡稱PU;泡沫橡膠，又稱海面橡

3、太軟，與這個產(chǎn)品不匹配，若硬=7.5cm的曲線最低點(diǎn)，離Gm = 65太遠(yuǎn)，若取h =7.5cm，則襯墊太厚，太 不經(jīng)濟(jì)。因此設(shè)想有一條未知曲線， 如圖中虛線，其最低點(diǎn)的Gm恰好等于65,然后計(jì)算所求的襯墊面積與厚度。按h =5cm曲線最低點(diǎn)計(jì)算Gm已知：stCHh ，若對與確定的跌落mhCH高度H，例2產(chǎn)品質(zhì)量m =25kg,產(chǎn)品脆 值G =65，包裝件的跌落高度H =90cm，采用圖所示材料作局部緩沖， 試求滿足要求的襯墊最薄厚度及對應(yīng)h =5cm曲線最低點(diǎn)的Gm與h的乘積為常量，即:(Gmh)最低點(diǎn)=73 X 5 = 365 (cm)未知曲線最低點(diǎn)Gm=65，h待定，且:線在Gm=65之

4、上，若取h = 5cm,則必有Gm > G，不安全。h的面積 解：在圖上作水平直線Gm =65，鄰近曲線 有兩條，一條h=5cm，一條 h =7.5cm, h =5cm 的曲65h =(Gmh)最低點(diǎn)=365 (cm)未知曲線最低點(diǎn)的Gm =65 , st待定,故所求襯墊厚度為:且:.365/、h5.62 ( cm)65h =5cm曲線最低點(diǎn)的Gm與st的65 st =(Gm st)最低點(diǎn)=181 (kPa)故待定靜應(yīng)力為:乘積為常量，即:181st652.78 (kPa)20.278 (N/cm )(Gm st)最低點(diǎn)=73X2.5 = 183(kPa)未知曲線最低點(diǎn)Gm =65, s

5、t待定，且:所求襯墊面積為:st25 9.80.2782881 (cm)由此可見，按上下兩條鄰近曲線求得65 st=(Gm st)最低點(diǎn)=183 (kPa)襯墊面積與厚度非常接近，說明這種故待定的襯墊靜應(yīng)力為:st183652.82 (kPa)20.282 (N/cm )所求襯墊面積為:Wst25 9.80.2822869 (cm)計(jì)算方法是合理的。(本題其實(shí)利用了靜態(tài)緩沖系數(shù)-最大 應(yīng)力曲線的最低點(diǎn)，與最大加速度-靜 應(yīng)力曲線的最低點(diǎn)軌跡線對應(yīng)的特 性，從而進(jìn)行最優(yōu)設(shè)計(jì))(2)按 h =7.5cm曲線最低點(diǎn)計(jì)算根據(jù)式(5 29), h =7.5cm曲線最低點(diǎn)的Gm與h的乘積為常量，即：(Gm

6、h)最低點(diǎn)=49 X 7.5 = 367.5 (cm)未知曲線最低點(diǎn)Gm =65, h待定，且：65h =(Gmh)最低點(diǎn)=367.5 (cm)故所求襯墊厚度為：h 36755.65 (cm)65根據(jù)式(5 30), h =7.5cm曲線最低點(diǎn) 的Gm與st的乘積為常量，即：(Gm st)最低點(diǎn)=49X3.7 = 181 (kPa)墊的面積為：Amin 更5 99（ Cm2）44例3:產(chǎn)品質(zhì)量m =25kg,產(chǎn)品脆采用四個面積相等的角墊，則每個角 值G =55，包裝件的 跌落高度H =90cm， 采用圖所示材料作局 部緩沖，試求襯墊的 厚度與面積。解在計(jì)算緩沖 襯墊時，要選最低點(diǎn) 的Gm=G的

7、曲線。本 題的G =55，圖上沒 有這樣的曲線。因此 取鄰近曲線。令 Gm =55，它是一條水平直線，與h =7.5cm的曲線相交于Bi,襯墊的穩(wěn)定校核：Amin= 1.33h 299B2兩點(diǎn)，點(diǎn)Bi靜應(yīng)力小，襯墊面積大;點(diǎn)B2靜應(yīng)力大，襯墊面積小。為了節(jié)省材料，（cm2）上面的計(jì)算表明，選點(diǎn) B2計(jì)算襯墊面積是 穩(wěn)定的，因而選點(diǎn) B2計(jì)算襯墊面積是合理 的。因此選點(diǎn)B2，襯墊厚度h =7.5cm,靜 例4產(chǎn)品質(zhì)量m =10kg，產(chǎn)品脆應(yīng)力為st6.2 kPa 0.62 N/cm因此襯墊面積為Wst25 9.8395（ cm2）0.62值G =72，底面積為35cmX 35cm,包裝件的跌落高

8、度H =90cm，選用的緩 沖材料如圖（圖中曲線橫坐標(biāo)單位 kPa,縱坐標(biāo)為重力加速度的倍數(shù)），試問對這個產(chǎn)品是作全面緩沖好，還stmg A 10 9.80.25392 (cm )說明，即使是取h =12.5cm,也不能保證產(chǎn)品的安全。若堅(jiān)持作全面緩沖，墊的面積為：Amin 竺 98( cm2)44襯墊的穩(wěn)定校核：Amin > 1.33h 2 44(cm2)則厚度還要大大增加，經(jīng)濟(jì)上是不合上面的計(jì)算表明，局部緩沖不但可以理的大大減小襯墊厚度，而且可以大大減采用局部緩沖時，應(yīng)取h =5cm，因小襯墊面積，所以，就這個產(chǎn)品和這種材料來說，還是局部緩沖為好為它的Gm st曲線的最低點(diǎn)的Gm=7

9、2，恰好等于產(chǎn)品脆值，這個點(diǎn)的靜應(yīng)力 st=2.5kPa= 0.25N/cm2，故襯墊面積為:例5產(chǎn)品質(zhì)量m =20kg,聚苯乙烯緩沖材料的Gmst曲線如圖圖中曲線橫坐標(biāo)單位kPa,縱坐標(biāo)為重力加 速度的倍數(shù)），襯墊面積A =654cm2, 襯墊厚度h =4.5cm,包裝件的跌落高度 H =60cm，試求產(chǎn)品跌落沖擊時的最大 加速度。圖中跌落高度與題設(shè)相同，可以作為 解題依據(jù)。在圖中的橫軸上取 st=3kPa,并作一垂線。圖上的只有4cm和5cm,沒有厚度恰好為4.5cm的試驗(yàn)曲線，因4cm和5cm的中間取一 點(diǎn)，這個點(diǎn)的縱坐標(biāo)就是產(chǎn)品跌落沖 擊時的最大加速度，故所求的Gm =55。H=60(

10、cm)解襯墊的靜應(yīng)力為通過本例可以看出，用Gm st曲線求stmg20 9.8A 654103( kPa)解產(chǎn)品跌落沖擊時的最大加速度，方法非常簡單。Gmst曲線是實(shí)驗(yàn)曲線，直線與高溫曲線交于點(diǎn) Bi,與低溫曲所以，這種解法簡單，結(jié)果可靠。線交于點(diǎn)B2。點(diǎn) Bi的坐標(biāo)：C =4.5 ，例6產(chǎn)品質(zhì)量m =20kg，產(chǎn)品脆值G m=0.25MPcb因此，當(dāng)包裝件在高溫=60,設(shè)計(jì)跌落高度 H =90cm，采用下跌落時，產(chǎn)品最大加速度為0.035g/cm3的泡沫聚乙烯作局部緩沖。編竿害69 > Gh 5.85該產(chǎn)品銷往咼溫和嚴(yán)寒地區(qū)，最咼溫點(diǎn) B2 的坐標(biāo)：C =5.2, m=0.29MPa=

11、度為68°，最低溫度為54 °，試問 因此，當(dāng)包裝件在低溫下跌落時，產(chǎn)能不能取常溫曲線最低點(diǎn)計(jì)算緩沖襯品最大加速度為墊？Gm 少5 90 80 > Gh 5.85解材料在常溫、咼溫和低溫下 可見，按常溫曲線最低點(diǎn)計(jì)算緩沖襯的C m曲線如圖。常溫曲線最低點(diǎn)的墊，包裝件不論在高溫下，還是在低溫下跌落都不安全。坐標(biāo)：C =3.9， m =0.22(MPa)=22N/cm 2,襯墊的面積與厚度分別為在設(shè)計(jì)緩沖包裝時，先要確定溫度低溫下的Cm曲線，然后根據(jù)具體情GW 60 196A礦 535 (cm2)m22h C3.9 905.85 (cm)G60'丿變化范圍，繪出材

12、料在常溫、高溫和不計(jì)襯墊體積的變化，無論溫度是高況選取適當(dāng)?shù)腃值和m值，計(jì)算襯墊還是低，材料的C值和m值都必須滿的面積與厚度F面通過例題說明計(jì)足下式:算方法。AhC WH m535 5.85 10 6196 0.9m 17.74（注：C =17.74 m這條直線表達(dá)的是m什么物理意義呢？表達(dá)的是 W重量的在圖上作直線C =17.74 m （虛線），此物體從H的跌落高度沖擊面積為 A厚度為h的緩沖材料的特性)例7 產(chǎn)品質(zhì)量m =20kg，產(chǎn)品脆值G =60，設(shè)計(jì)跌落高度H =90cm。該產(chǎn)品銷往高溫 和嚴(yán)寒地區(qū)，最高溫度為68°,最低溫度為-54°,采用如右圖p=0.035g/cm3的泡沫聚乙 烯對產(chǎn)品作局部緩沖，試計(jì)算緩沖襯墊的厚度與面積。解 本例與上例中的產(chǎn)品、設(shè)計(jì)跌落 高度和所用緩沖材料是相同的。上例按常 溫曲線最低點(diǎn)計(jì)算襯墊面積與厚度雖不安 全，但所取的襯墊體積 Ah =3130cm3卻有 參考價值。按照這個襯墊體積在C m坐標(biāo)系中所作的直線C =17.74 m與三條曲線相交，最高點(diǎn)為B2，我們可以按點(diǎn)B2重新計(jì)算襯墊面積與厚度。(1)低溫時的情況在點(diǎn) B2 處，C =5.2， m=0.29MPa=29N/cm 2，令Gm恰好等于G =60,襯墊面積與厚度為AGWm60 20 9.840629(cm2)CH5.2 90ch7.8G60(