緩沖包裝設計-緩沖包裝設計

學習情境一緩沖包裝設計三、緩沖包裝襯墊設計一、緩沖包裝設計的基本要求四、緩沖包裝結構設計

二、緩沖包裝設計的步驟五、本章小結授課知識點

包裝動力學的振動與沖擊基本理論、緩沖包裝材料、產(chǎn)品的脆值及破損邊界理論，為進行產(chǎn)品的緩沖包裝設計提供了基礎。第二節(jié)緩沖包裝設計步驟1.一般步驟：①確定環(huán)境:

運輸區(qū)間、運輸方式、裝卸次數(shù)、等效跌落高度、沖擊方向、氣候條件、貯存條件等。主要確定運輸過程中的沖擊和振動。②分析產(chǎn)品:

產(chǎn)品脆值;產(chǎn)品固有頻率;產(chǎn)品的形狀、尺寸、體積、重量、重心，數(shù)量等。

③緩沖襯墊的設計:

對產(chǎn)品提供沖擊和振動防護;綜合考慮安全、實用、經(jīng)濟等各方面的因素。要了解緩沖材料的力學特性，以及加工的工藝性能和價格等。一．緩沖包裝設計的步驟④設計并制作包裝件樣品:

除了緩沖襯墊外，還考慮包裝結構、包裝材料價格和特殊裝運要求等,并進行包裝件樣品的設計和制造。設計和制造出可以代表最后包裝件的樣品，供試驗用。⑤對包裝件樣品進行試驗設計時進行了簡化，只考慮了主要影響因素，忽略了很多次要因素，譬如緩沖襯墊的形狀的影響，側墊的摩擦等等，因此，所設計的緩沖包裝在試驗和實際中是否真正能獲得預期的效果，必須通過實測，才能確認。包括:跌落試驗;定頻與變頻正弦振動試驗;隨機振動試驗.第二節(jié)緩沖包裝設計步驟2.美國Lansmont公司提出的緩沖包裝設計六步法①流通環(huán)境的確定②確定產(chǎn)品特性③產(chǎn)品的重新設計④選擇緩沖材料⑤包裝設計⑥包裝件的試驗

第二節(jié)緩沖包裝設計步驟學習情境一緩沖包裝設計三、緩沖包裝襯墊設計一、緩沖包裝設計的基本要求四、緩沖包裝結構設計

二、緩沖包裝設計的步驟五、本章小結授課知識點

包裝動力學的振動與沖擊基本理論、緩沖包裝材料、產(chǎn)品的脆值及破損邊界理論，為進行產(chǎn)品的緩沖包裝設計提供了基礎。三種途徑進行緩沖設計，有時需用振動傳遞率曲線來作防振包裝的校核。無論采用哪種方法，對求得的面積和厚度都應進行校核，一般當求得的面積太小，厚度太大時，襯墊在產(chǎn)品沖擊力作用下，會產(chǎn)生彎曲變形，因此要采用下列經(jīng)驗公式校核襯墊的穩(wěn)定性：

緩沖包裝設計的主要任務是求取緩沖襯墊的面積和厚度，由于緩沖材料的特性大多數(shù)呈非線性，應力應變關系往往十分復雜，常用的數(shù)值積分法求解加速度時間函數(shù)因過于繁瑣而不便應用。目前國內外普遍采用:

1.緩沖系數(shù)與最大應力曲線第三節(jié)緩沖包裝襯墊設計2.最大加速度與靜應力曲線3.應力應變曲線曲線上查出最低點的C與值。一、緩沖系數(shù)與最大應力曲線法三種情況：設計緩沖材料的用量、優(yōu)選緩沖包裝材料、求出最大沖擊力和最大加速度1.緩沖材料的用量計算已知及某選定緩沖包裝材料的曲線，計算①從②求出緩沖面積：③求出緩沖材料的厚度

緩沖材料的合理用量。(1)對緩沖面積的大小無特殊要求，設計過程為：

例6-1

一重量為10kg的產(chǎn)品,脆值為80g,要保證從60cm的高處跌落而不被損,規(guī)定用密度為0.037g/cm3的聚氯乙烯(圖4-35⑨)作襯墊,試計算襯墊所需尺寸。解：整理已知條件：W=10,Gm=80,H=60

查圖4-35,這種聚氯乙烯材料在=1.6×105Pa

時有最小緩沖系數(shù),c=3.8,故按式(6-2),承受跌落的負載面積：即本例所求的襯墊尺寸At=490×2.85(cm3)

例6-2一質量為9Kg的產(chǎn)品，脆值為50，裝入底面積為750cm2的箱內，設定的跌落高度為60cm，如果采用密度為0.075g/cm3的石棉作襯墊，試檢驗該設計的合理性。解:整理已知條件，W=9Kg,G=50g,H=60cm

由圖4-35④緩沖系數(shù)曲線知，最小緩沖系數(shù)C=5.7，對應的應力值為

m=0.17×l05Pa，故有第三節(jié)緩沖包裝襯墊設計顯然，此面積大于容器底面積，無法裝入容器箱，說明本設計選料不當。若選用密度大一倍的聚氨酯泡沫，則它的最小緩沖系數(shù)為C=3.3，對應的最大應力值為

m=0.7×l05Pa，此時的承載面積為:

襯墊厚度為:

校核：所以，緩沖墊的尺寸為A=630cm2；T=3.96cm。第三節(jié)緩沖包裝襯墊設計例6-3某產(chǎn)品質量為15Kg,脆值Gm=60,包裝箱底面積為40×40cm2,設計的跌落高度H=80cm,欲以圖4-35所示的密度為0.031g/cm3的聚氯乙烯泡沫作全面緩沖,試求該襯墊厚度。(2)緩沖面積已給定,在緩沖面積有特殊要求的情況下，可以按下列過程進行包裝設計：①求出最大允許應力②由曲線查得③由緩沖材料厚度求出厚度。對應的C；第三節(jié)緩沖包裝襯墊設計

如果規(guī)定用緩沖材料是圖4-35中的曲線10，則在橫軸上取

m=0.55×l05Pa的點，并向上作垂線與曲線10相交，該交點的縱坐標C=9就是所要求的緩沖系數(shù)，故襯墊的厚度為：解：作全面緩沖時，襯墊面積等于產(chǎn)品面積，即A=1600cm2。襯墊最大應力為：

第三節(jié)緩沖包裝襯墊設計②在曲線圖中，根據(jù)所求得的C值作一水平直線，這時可能出現(xiàn)兩種情況：（a）水平線與曲線無交點，說明這種緩沖墊厚度T不合要求，可以更換或用多層緩沖墊以增加厚度；（b）水平線與(3)緩沖墊的厚度已給定,則按下面過程進行緩沖包裝設計：①由式（6-3）求出緩沖系數(shù)在之間的取值都可以，一般取③求出緩沖面積曲線有兩個交點和，以減少緩沖面積節(jié)省材料第三節(jié)緩沖包裝襯墊設計例6-4被包裝物質量W=25Kg，易損度Gm=40，跌落高度H=70cm，現(xiàn)有緩沖材料的

曲線如圖6-2所示，材料厚T=4cm，要求襯墊面積小于6000cm2，應如何進行緩沖包裝設計？圖6-2緩沖材料

曲線第三節(jié)緩沖包裝襯墊設計解：這個題型是對緩沖面積有特殊要求的。先考慮用一層緩沖墊，則⑴求出緩沖系數(shù)

⑵在圖6-2中作C=4.57水平線，與曲線交于兩點，取第三節(jié)緩沖包裝襯墊設計⑶求出緩沖面積表明使用二層緩沖襯墊時，緩沖面積至少要求有8333cm2

，超過允許值，不符合要求。需用三層襯墊：

⑴求出緩沖系數(shù)第三節(jié)緩沖包裝襯墊設計⑵在圖6-2中作C=6.9水平線，與曲線交于兩點，?、乔蟪鼍彌_面積可見，這時的緩沖面積比允許值小，使用三層緩沖襯墊可滿足緩沖包裝要求。第三節(jié)緩沖包裝襯墊設計

這里討論緩沖效果，是以緩沖系數(shù)C為最小值作為指標的。對于這類問題，在緩沖包裝設計之前，首先要知道緩沖包裝材料的

已知要求在幾種緩沖材料中選出一種，使緩沖效果最佳。（1）緩沖面積可靈活選擇具體的設計過程為：①選擇所有曲線中的最小值C，查出對應的②求出緩沖面積③求出緩沖墊厚度2.選擇緩沖包裝材料

曲線。同樣，在設計時也會碰到兩種情況：緩沖面積可以靈活選擇和有特殊要求。確定對應的材料例6-5質量為5kg的一電子產(chǎn)品，用圖6-3所示的第2種緩沖材料做襯墊，在運輸過程中，產(chǎn)品能承受的最大加速度為30（g），跌落高度為50cm，試設計緩沖包裝材料的接觸面積和承壓厚度。

圖6-3緩沖系數(shù)與最大靜應力曲線第三節(jié)緩沖包裝襯墊設計解：整理已知條件:W=5kg，Gm=30，H=50cm，指定緩沖材料，查圖6-3得：最大應力=7.0kPa時，緩沖系數(shù)最小C=4.2。則緩沖面積和襯墊厚度：第三節(jié)緩沖包裝襯墊設計②在圖中，經(jīng)過這個求出的最大允許應力①求出最大允許應力③根據(jù)確定的C，求緩沖墊的厚度（2）緩沖面積已給定

值，作垂直線，查出最低交點C；設計過程為：第三節(jié)緩沖包裝襯墊設計例6-6

產(chǎn)品質量15kg，易損度30（g），產(chǎn)品面積為2000cm2，跌落高度85cm，擬采用全面緩沖包裝，在圖6-3中的五種緩沖材料中選用一種，并求出所需厚度。解：這屬于緩沖面積已給定的情況⑴求出最大允許應力第三節(jié)緩沖包裝襯墊設計⑵在圖中，經(jīng)過這個求出的最大允許應力值，作垂直線，查出最低交點C=5.4；確定使用材料4；⑶根據(jù)確定的C，求緩沖墊的厚度第三節(jié)緩沖包裝襯墊設計已知產(chǎn)品的重量W，跌落高度H，易損度Gm，緩沖材料的曲線，緩沖面積A及緩沖材料厚度T，欲求最大沖擊力Pm和最大加速度Gmax，并校核緩沖包裝是否符合要求。一般來說，包裝產(chǎn)品所受到的最大沖擊力可以表示為：又根據(jù)緩沖材料跌落過程中能量守恒定律，則：

3．最大沖擊力Pm和最大加速度Gmax最大加速度為：例6-7

被包裝物質量為10kg，易損度G=30，跌落高度H=80cm，采用全面緩沖，且緩沖面積緩沖材料的曲線如圖6-4所示，材料厚度T=20cm。試求最大作用力和最大加速度，并校核緩沖包裝設計。圖6-4緩沖材料曲線

第三節(jié)緩沖包裝襯墊設計在圖6-4上作曲線，與原曲線交于B點，查出B點的坐標值：解：由式（6-5）得則得所以該緩沖包裝符合設計要求。B點離曲線最小值點較近，表明緩沖效果好。二、最大加速度與靜應力曲線的應用主要問題有三類：（1）緩沖面積已定，要求選取襯墊的厚度；（2）優(yōu)化緩沖包裝材料用料；（3）求解產(chǎn)品跌落沖擊時的最大加速度。已知產(chǎn)品質量W、脆值Gm、跌落高度H及緩沖材料的（1）計算靜應力：（2）從相應跌落高度H下的某材料曲線圖中查?。?）找出相應的曲線；（4）選定合適的襯墊厚度。1.設計襯墊厚度曲線，對全面緩沖而言，由于緩沖面積已經(jīng)確定，只需求出厚度T。具體設計步驟為：

與指定產(chǎn)品Gmax的交點；

例6-8

一質量為15.5kg，脆值為55的產(chǎn)品，擬用全面緩沖包裝，裝入底面積為25×25cm2的包裝箱內，設計跌落高度取60cm，采用的聚苯乙烯緩沖材料，圖6-5是H=60cm時曲線，要求選定合適的襯墊厚度。圖6-5聚苯乙烯的最大加速度-靜應力曲線解：計算靜應力：從圖6-5中查取與Gm=55的交點B；本例中B點正好落在T=5cm的曲線上，則求選定緩沖襯墊的合適厚度T=5cm。第三節(jié)緩沖包裝襯墊設計2.優(yōu)化緩沖包裝材料用料（1）以Gmax值在（2）找出水平線與每根曲線的交點，得一T值對應有兩個（3）取中較大者計算承壓面積（4）計算緩沖材料體積V=AT；（5）對與Gm對應水平線相交的每根曲線重復（3）、（4）計算出一組V；（6）選其中最小的V值，再按襯墊組合完成局部緩沖設計。

圖中畫一水平線；第三節(jié)緩沖包裝襯墊設計

例6-9

某產(chǎn)品質量M=10kg，脆值G=73，底面積為35×35cm2，包裝件的設計跌落高度H=90cm，選用的緩沖材料的如圖6-6所示。試問該產(chǎn)品更適用于全面緩沖還是作局部緩沖？圖6-6曲線的使用方法

第三節(jié)緩沖包裝襯墊設計在圖6-6上，作直線和直線，它們的交點F落在給定曲線族之外。這表示，即使厚度T=12.5cm，也不能保證產(chǎn)品的安全。若堅持作全面緩沖設計，則襯墊厚度還要大大增加，經(jīng)濟上是不合理的。解：對產(chǎn)品作全面緩沖時，襯墊靜壓力為第三節(jié)緩沖包裝襯墊設計若采用局部緩沖，可按本節(jié)介紹的(1)-(6)步驟計算。本例中T=5cm，它的曲線最低點的縱坐標恰好等于該產(chǎn)品的脆值，此時的靜應力，故襯墊面積可取為

采用四個等面積支承墊，則每個墊的面積為第三節(jié)緩沖包裝襯墊設計最后作襯墊的穩(wěn)定性校核：以上計算表明，局部緩沖可大大減小襯墊的厚度和面積，所以，對于這個產(chǎn)品和指定材料，局部緩沖方案明顯優(yōu)于全面緩沖。第三節(jié)緩沖包裝襯墊設計點靜應力小，所需襯墊面積大；點靜應力大，襯墊面積小。為節(jié)省材料而選用例6-10

產(chǎn)品質量，脆值包裝件的跌落高度采用圖6-6所示材料作局部緩沖，試求襯墊的厚度與面積。解：圖6-6中水平直線與T=7.5cm的曲線交于、點，此時靜應力為計算襯墊面積采用四個面積相等的腳墊，則每個腳墊的面積為襯墊的穩(wěn)定性校核：解：在圖6-6上作水平直線，鄰近曲線有兩條，一條T=5cm，一條T=7.5cm，T=5cm的曲線在之上，若取T=5cm，則必有Gm＞G，不安全。T=7.5cm的曲線最低點離例6-11

產(chǎn)品質量m=25kg，脆值Gm=65，包裝件的設計跌落高度H=90cm，采用圖6-6所示材料作局部緩沖，試求襯墊的厚度與面積。

太遠，若取T=7.5，則襯墊太厚，太不經(jīng)濟。因此設想有一條未知曲線，如圖中虛線，其最低點的計算所求的襯墊面積與厚度。恰好等于65，（1）按T=5cm曲線最低點計算根據(jù)T=5cm曲線最低點的與T的乘積為常量，即第三節(jié)緩沖包裝襯墊設計未知曲線最低點，T待定，且故所求襯墊厚度為根據(jù)T=5cm曲線最低點的與的乘積為常量，即未知曲線最低點，則故待定的襯墊靜應力為：因此襯墊面積為（2）按T=7.5cm曲線最低點計算同理：T=7.5cm，襯墊面積為A=881（cm2）由此可見，按上下兩條鄰近曲線求得襯墊面積與厚度非常接近，說明這種計算方法是合理的。第三節(jié)緩沖包裝襯墊設計例6-12m=20kg的某產(chǎn)品采用曲線如圖6-5所示的緩沖材料，襯墊面積，厚度T=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。

對于已經(jīng)完成緩沖設計的包裝件，產(chǎn)品質量、跌落高度、緩沖材料、襯墊面積與厚度都是已知量，運用該材料在設計跌落高度下的曲線，只要計算襯墊的靜應力，就可以用圖解法預測包裝件跌落沖擊時的最大加速度。3.求解產(chǎn)品跌落沖擊時的最大加速度第三節(jié)緩沖包裝襯墊設計在圖6-5上作垂直線，在T=4cm和T=5cm兩條曲線間插值，得到相當于襯墊厚度T=4.5cm的對應點C，C點的縱坐標解：襯墊的靜應力為就是產(chǎn)品跌落沖擊時的最大加速度。本例可見，用曲線預測確定緩沖設計方案包裝件跌落沖擊時產(chǎn)品的最大加速度，方法十分簡單。且因曲線來自實驗測定，求解結果更加可靠。第三節(jié)緩沖包裝襯墊設計學習情境一緩沖包裝設計三、緩沖包裝襯墊設計一、緩沖包裝設計的基本要求四、緩沖包裝結構設計

二、緩沖包裝設計的步驟五、本章小結授課知識點

包裝動力學的振動與沖擊基本理論、緩沖包裝材料、產(chǎn)品的脆值及破損邊界理論，為進行產(chǎn)品的緩沖包裝設計提供了基礎。一、緩沖包裝設計考慮的因素

在進行產(chǎn)品緩沖包裝設計時，應考慮的因素很多，如被包裝產(chǎn)品本身的特性、流通環(huán)境條件、包裝材料的特性、外包裝容器和封緘材料的特性、包裝技術與方法以及包裝產(chǎn)品的性價比等。1.被包裝產(chǎn)品特性產(chǎn)品的主要特性包括：脆值、形狀、尺寸、體積、重量與重心。2.流通環(huán)境因素

產(chǎn)品在流通過程中，應考慮運輸區(qū)間、運輸方式、裝卸次數(shù)、等效跌落高度、沖擊方向、氣候條件、貯存條件等對產(chǎn)品的影響。3．緩沖包裝材料4.外包裝容器5.封緘材料的特性;6.包裝的工藝性;7.其它包裝技術:緩沖性能結構、形狀、材質及強度;如防潮、防水、防銹、防塵等。第一節(jié)緩沖包裝設計的基本要求1.保護性：①減小傳遞到產(chǎn)品上的沖擊、振動外力。②分散作用在產(chǎn)品上的應力。③保護產(chǎn)品的表面及凸起部分。④防止產(chǎn)品相互接觸。⑤防止產(chǎn)品在包裝容器內移動。⑥保護其它防護包裝。2.經(jīng)濟性：包裝不足→高破損率，過分包裝→高包裝成本。3.方便性：

方便包裝，方便使用，方便處理包裝廢棄物。

4.環(huán)保性符合包裝與生態(tài)相容性及循環(huán)經(jīng)濟的要求。二、緩沖包裝設計的要求筆記本電腦5種不同緩沖襯墊的特點比較1、全瓦楞緩沖襯墊全瓦楞緩沖襯墊的特點優(yōu)點是環(huán)保、易裁切、易模切、易黏合、成本低、與瓦楞紙箱好協(xié)調、使用范圍比泡沫塑料寬；缺點是對產(chǎn)品表面有磨損，難形成三維曲面、濕度影響大、過載復原性差，多次跌落后緩沖能力下降1/3。2、充氣氣墊式緩沖件充氣氣墊式緩沖件的特點一般采用環(huán)?；模瑹o毒性、可完全回收再利用，體積小，回收成本低；在未充氣前完全平整，體積極小，在倉儲中比傳統(tǒng)包裝材料節(jié)省20-40%的空間，外觀極佳、潔凈；防潮防水；高抗壓、緩沖性好；變型好；缺點是定型差。3、EPS緩沖襯墊優(yōu)點是抗壓強度大，成本低，加工性能好（可制成帶肋的復雜形狀，節(jié)約成本）；光滑的略帶彈性的模塑表面不會磨損內裝物；振動阻尼大，即抗振性能好；不吸水；耐腐蝕、耐油、耐老化；隔熱和絕緣性好；可接觸食品；熱敏感性低，2秒內可自熄；抗蠕變性能極好；重載下的緩沖性能好。缺點是不耐沖擊；性脆，拉伸強度低。EPS無法自然分解，體積大，不易回收；焚燒時易燒壞焚燒爐部件，而且產(chǎn)生黑煙和一氧化碳等。4、EPE緩沖襯墊EPE緩沖襯墊的特點優(yōu)點是緩沖性能好，能耐多次沖擊，動態(tài)變形??；抗拉強度高；抗靜電性能好；缺點是比EPS貴及不能模塑。5、紙漿模塑襯墊紙漿模塑襯墊的特點優(yōu)點是廢紙來源廣泛、質輕、儲運方便、成本低；有一定的強度、剛度和緩沖性能；可模塑成與產(chǎn)品輪廓一樣的形狀、集緩沖、定位、防撞于一身。有良好的透氣性和吸潮性；易于回收、環(huán)保。缺點是紙漿模制作受干燥、能耗等因素的影響，厚度受限制，不能用于重型產(chǎn)品。謝謝大家鄺賢鋒6.1緩沖包裝設計的六步法

6.2緩沖包裝材料的緩沖特性

6.3緩沖包裝設計

6.4防振包裝設計

*6.5緩沖包裝系統(tǒng)的最新發(fā)展

緩沖與防振包裝設計一、設計步驟根據(jù)六步法，細化為12步。1、收集流通環(huán)境可能導致產(chǎn)品損壞的數(shù)據(jù)（主要是確定跌落高度）。2、收集產(chǎn)品的資料（產(chǎn)品的形狀與尺寸，重量及其分布情況，產(chǎn)品的沖擊與振動脆值等）。3、確定產(chǎn)品脆值后，先判斷是否與同類產(chǎn)品相近，如果偏低，建議修改產(chǎn)品設計，提高關鍵件的脆值。4、選擇緩沖材料及其結構形式，獲得其緩沖性能曲線，根據(jù)跌落高度和緩沖材料所受應力計算緩沖厚度。5、校核緩沖結構的振動放大因子數(shù)據(jù)與振動脆值等問題。6、校核壓縮或彎曲強度，不得超過緩沖材料的許用應力。

Amin＞(1.33t)2；

緩沖材料蠕變過大，會在產(chǎn)品、緩沖材料和紙箱之間產(chǎn)生間隙，設計時把蠕變考慮進去。

緩沖包裝設計7、校核溫濕度對緩沖性能的影響。8、估算包裝成本，與預定指標比較。9、確定物流各環(huán)節(jié)的影響，尋找在不影響緩沖性能前提下改進包裝設計的可能性。10、制作試驗用包裝原型。11、按預先確定的試驗標準進行試驗，利用試驗數(shù)據(jù)修正緩沖性能曲線。12、如果不滿足要求，重新設計；滿足要求，則批準設計，并形成完整的設計文件。二、結構設計緩沖包裝的緩沖墊的結構形式，因產(chǎn)品的質量、形狀和尺寸不同?？刹捎萌婢彌_包裝、局部緩沖包裝和懸掛式緩沖包裝等三種方法。（一）全面緩沖在產(chǎn)品與紙箱之間填滿緩沖材料，如紙屑、木屑、棉花、塑料絲、紙漿發(fā)泡塊、紙纖維成型材料等。適合于形狀復雜、批量不大的產(chǎn)品包裝；批量較大時使用。

優(yōu)點：產(chǎn)品與緩沖材料之間接觸面積大，靜應力小，緩沖厚度小，因而可以縮小包裝件尺寸，降低物流成本。缺點：緩沖材料用量大，某些不需要緩沖的部位也用了同樣厚度的緩沖材料，浪費了貴重的緩沖材料，包裝成本較大。（二）局部緩沖包裝法采用預成型的緩沖材料對產(chǎn)品的角、楞、側面、或易損壞關鍵部位等處提供緩沖，不同部位提供與之脆值相對應的緩沖厚度，可以大大節(jié)約緩沖材料，降低包裝成本和物流成本。

八角襯墊包裝側襯墊包裝

局部緩沖墊結構實例

（三）懸浮式緩沖過去主要用于貴重儀器的運輸包裝和空投包裝。傳統(tǒng)的懸掛緩沖包裝結構是采用8根金屬彈簧，把包裝箱的8個角吊掛在剛性外包裝箱的內壁上。由于體積較大，目前已被上述現(xiàn)代緩沖包裝結構代替。

在需要減少受壓面積時，可將不接觸的部分切去，縮小接觸面積，以確保合適的緩沖面積。

（四）結構設計特殊問題對于重量大，體積小的產(chǎn)品，要求緩沖面積比底面積大，可采用剛性較好的膠木板或纖維板將產(chǎn)品的重力分散到緩沖材料上。帶突出物的緩沖結構，緩沖材料的厚度必須足夠厚，保證最大沖擊變形情況下，突起物不會觸底。

對于有可動機件的機器，機器的表面不能承受沖擊時，要用硬質材料，將其它部分固定住，使其全體來承受沖擊。產(chǎn)品底面的四棱如果只有很狹窄的受壓面積，流通過程中產(chǎn)品容易在緩沖墊上發(fā)生移動，嚴重時還會從受壓面上跌落；所以緩沖墊最好做成凸筋結構。

對于緩沖跨度較大的產(chǎn)品，需要在產(chǎn)品中間設置一定的支撐。包裝件內存在空隙時的影響三、尺寸設計

（一）利用動態(tài)緩沖曲線緩沖包裝結構選定后，設計尺寸——根據(jù)產(chǎn)品的質量、質量分布、緩沖材料的緩沖性能曲線：1、確定靜應力：由產(chǎn)品與緩沖材料的接觸面沿跌落方向的投影面積和產(chǎn)品的質量計算出該方向接觸面的靜應力；２、確定緩沖厚度：根據(jù)產(chǎn)品該方向的脆值和算出的靜應力，從所選緩沖材料的緩沖性能曲線可查得其緩沖厚度。

（二）異形緩沖墊在緩沖包裝結構設計中，緩沖墊的形狀往往是十分復雜的，不都是長方體，而由緩沖曲線計算厚度t時，使用的面積應該采用等效面積Ae。底面邊長為a，頂面邊長為b，厚度同樣為t的梯形臺當重量為W的產(chǎn)品以加速度G沖擊該緩沖墊時，動載荷P=WG。對于緩沖墊y處的一薄片厚度為dy的緩沖材料，其面積為Ay，其動應力為：σm=P/Ay=WG/Ay=Edx/dy=Eεm。其中：E為緩沖材料的彈性模量，dx為薄片的變形量，εm為應變。由此可得dx=WG/EAydy，兩邊積分有其中：x為緩沖墊的總變形量。假設沖擊過程中E為常量，則有當緩沖墊為長方形時，緩沖面積A為常量，其x=WGt/EA；令梯形臺的等效面積為Ae，與上式比較可見如果緩沖墊是由不同面積的n層緩沖材料組成，第i層的面積為Ai，其等效面積可表示為

（三）利用靜態(tài)緩沖系數(shù)曲線過原點切線法——最省材料的設計方法。工作點常常不在曲線的最低點附近，而是按切線法來確定工作點。假設緩沖襯墊的面積為Ａ，厚度為ｔ，則體積為：V=At∵A=WG/σｍ，t=Ch/G∴V=hWC/σｍ其中產(chǎn)品重量Ｗ和跌落高度都是常數(shù)，Ｃ是σｍ的函數(shù)，對上式求導并令其等于0可以求成極值：試驗測定的緩沖曲線中，C與σｍ很難用解析式表示出來，可以用作圖法來確定：過原點切線法切點（C0，σ0）即為極值點。按σ0，而非通常的σmin計算緩沖材料的厚度，材料用量最省。

6.4防振包裝設計在完成緩沖包裝設計后，一般應進行防振包裝校核，確認所選緩沖結構是否存在共振問題，或者分析是否會產(chǎn)生關鍵件的疲勞損傷。一、傳遞率曲線的應用單自由度包裝系統(tǒng)在受迫振動條件下的振動傳遞率式中：Tr-傳遞率；ξ-阻尼比；

f-激振頻率，Hz；

fn-包裝系統(tǒng)固有頻率，Hz；

在共振時，λ=1，若ξ很小，有，Tr會達到很大值。共振點附近的區(qū)域稱為放大區(qū)；當激振頻率小于系統(tǒng)的固有頻率時，激振通過緩沖材料直接傳到產(chǎn)品上，成為耦合區(qū)；當激振頻率大于系統(tǒng)的固有頻率時，激振被緩沖材料衰減，成為衰減區(qū)；

其工作點盡量遠離共振區(qū)，緩沖材料的阻尼要盡可能大。

對于線形系統(tǒng)其中：k為緩沖材料彈性系數(shù)；m為產(chǎn)品的質量；

C為阻尼系數(shù)；對于非線性系統(tǒng)，需σ~ε曲線來計算彈性系數(shù)E=dσ/dε

。固有頻率按下式計算：確定了包裝系統(tǒng)的固有頻率和阻尼比，就能確定包裝件對振動的傳遞率。實際工作中，傳遞率是通過用特定的單自由度模型進行試驗來確定的。通過大量試驗，可以積累大批的傳遞率曲線，為防振包裝設計提供依據(jù)。密度為1.7lb/ft3的2″、3″、4″不同厚度進口EPE板材的振動傳遞特性二、防振包裝設計方法防振包裝設計一般按以下步驟進行：1、根據(jù)產(chǎn)品的重量W（N）和緩沖面積A（cm2）計算緩沖材料所受的靜應力σ＝W/A×104(Pa)。2、通過試驗或近似計算確定包裝系統(tǒng)的等效為單自由度振動系統(tǒng)的固有頻率和阻尼比，從而計算傳遞率Tr值。3、確定流通過程中包裝件在激振頻率為fn時的最大振動加速度an。4、計算產(chǎn)品處于共振狀態(tài)下的最大響應加速度ap=Tran，如果此值大于許用脆值，應重新設計緩沖包裝。5、當工作點位于放大區(qū)內時，還應校核交變應力是否會導致關鍵件疲勞損壞，如果不滿足要求，也需重新設計。

緩沖包裝設計實例講解

作品名稱：大尺寸液晶電視綠色包

裝結構設計者：臺灣友達光電股份有限公司設計說明：1.最經(jīng)濟的裝載量設計，S315XW07(32”TV)每40’柜390臺。2.結構采用單一緩沖“紙”原材(80%-紙板&100%-紙漿的回收廢紙)，卡和結構設計完全無膠貼合，利用紙板可折平及紙塑互卡可堆棧特性方便回收再利用。3.包材100%可再利用，徒手即可將緩沖材組合轉換為展示柜及儲物等用途。4.本結構較普遍采用的EPS緩沖在運送及儲存空間至少有超過50%以上的節(jié)能效益。5.紙塑依據(jù)電視機外型開模制作，完全包附緊貼液晶電視外殼曲線，解決原單一紙板設計無法密合產(chǎn)品特殊造型之缺失。附件盒底部緩沖結構對不同的產(chǎn)品，緩沖結構及其尺寸千差萬別，目前還未歸納出系統(tǒng)的設計數(shù)據(jù)，只能通過試驗來驗證設計的合理性。瓦楞紙板緩沖結構形式可以靠整體紙箱結構的側板變形來吸收沖擊能量，更多的是參考各種09箱型內附件結構設計出適合產(chǎn)品外形特點的緩沖結構。上圖中的平板電視的瓦楞紙板緩沖包裝，底部緩沖結構是一個在0443箱型的紙箱內加一些0904型隔板的復合結構；左右側面的緩沖結構則采用0943型附件結構為主，結合若干隔板；前后面的緩沖結構主要靠隔板；所設計的結構還需要考慮能否承受角跌落和楞跌落的沖擊和緩沖效果；在完成結構和尺寸設計后，最終是通過對設計原型的跌落試驗來驗證所設計的瓦楞紙板緩沖結構及其尺寸是否滿足預期要求。瓦楞紙板結構及其特征略，見書本。瓦楞紙板襯墊結構形式這些國際或國家標準規(guī)定的緩沖襯墊形式可以給我們的設計一些啟發(fā)。這里提到一些新穎的結構(1)層疊型結構該結構的幾何特征是層疊板，各平面形瓦楞紙板相互平行。制作時，可以將一張平面形瓦楞紙板層層卷繞起來而成。這種結構的優(yōu)點是承載能力較強，工藝性良好，緩沖能力也較好，缺點是浪費材料，成本較高。(2)斜撐型結構該結構的橫截面為矩形，并且矩形對角線上有一張內部支撐紙板。制作時，可以將一張平