第十三課機(jī)械沖擊

第十三課機(jī)械沖擊在整個(gè)流通體系中，包裝件會(huì)受到不同方式野蠻裝卸。包裝件可能會(huì)跌當(dāng)物體的位置、速度或加速度發(fā)生突然變化時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械沖擊。這大多數(shù)沖擊的加速度與時(shí)間的關(guān)系圖很復(fù)雜，如圖13.1(a)所示。如果我們用如圖13.1(b)所示的光滑近似曲線來(lái)替代圖13.1(a)所示的復(fù)雜歷程，沖擊會(huì)變得更容易理解。通常，包裝件受到的沖擊持續(xù)時(shí)間為20毫秒(0.020秒),沖擊幅值大小即“高度”有150個(gè)g。機(jī)械沖擊可以被認(rèn)作為成倍的重量突然得以作用，而且只持續(xù)一秒鐘的幾分之一。例如，如果作者本人經(jīng)受了200g的沖擊，他感到似乎瞬間重了為了理解和評(píng)估一次沖擊可能引起的潛在破損，我們必須知道加速度的這樣的落下過(guò)程如圖13.2所示。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，我們知道一個(gè)類(lèi)似于包裝件F圖13.2包裝件的跌落過(guò)程其中表示阻尼系數(shù)):系數(shù)e的取值在0到1之間，一般取值在0.3～0.5的范圍內(nèi)。需要注意的是，如果e的值大于1,回彈速度會(huì)超過(guò)沖擊速度，包裝件回彈的高度會(huì)高于由于01,所以從公式(13.4)我們可以估算出一次碰撞引起的速度總改變量位于沖擊速度的總改變量在數(shù)值上也等于圖13.3所示沖擊脈沖曲線下方區(qū)域的面M?,產(chǎn)品產(chǎn)品-包裝系統(tǒng)簡(jiǎn)化成最簡(jiǎn)單的形式。如圖13.4所示，該產(chǎn)品-包裝系統(tǒng)由四最脆弱的易損零件(例如雷達(dá)管的燈絲)。受機(jī)械沖擊時(shí)最易損壞的就是這部為了簡(jiǎn)化問(wèn)題，我們忽略外包裝容器的質(zhì)量，同時(shí)假定它沒(méi)有彈性。我AA日2縮最大值圖13.6產(chǎn)品-包裝系統(tǒng)的沖擊過(guò)程允許產(chǎn)品-包裝系統(tǒng)下落。在C點(diǎn)，外包裝從包裝容器與撞擊表面初始接觸起，緩沖襯墊必然會(huì)吸收這部分動(dòng)能。那么,公式13.8就變成產(chǎn)品受到的最大加速度(即減速度)Gm可以從下面的關(guān)系式求得。從公式(13.15)和(13.16)中，我們注意到，Gm與跌落高度的平方根這就意指如果我們將跌落高度加倍，沖擊大小實(shí)際上不是加倍，只是增加了√2倍(約1.4)。重新整理公式(13.15)從而得到了k?的表達(dá)式：也可以重新整理公式(13.13)得到一個(gè)等價(jià)的表達(dá)式：也可以處理公式(13.13)和(13.15),從而推出dm的一個(gè)簡(jiǎn)單的表達(dá)式。給公式(13.13)兩邊同乘以1:在流通過(guò)程中，包裝和產(chǎn)品通常受到的機(jī)械沖擊持如圖13.7所示，其中w?=2πf2,沖擊持續(xù)時(shí)間的2倍：圖13.7沖擊持續(xù)時(shí)間與最大位移圖13.8沖擊持續(xù)時(shí)間與固有振動(dòng)周期重新整理公式(13.21)和(13.23),就可以推導(dǎo)出沖擊持續(xù)時(shí)間的計(jì)算式：為了充分理解沖擊現(xiàn)象，最終保護(hù)產(chǎn)品免受流通中遇到的沖擊破損，我什么?，F(xiàn)定義Ge為關(guān)鍵部件受到的最大加速度，這是由產(chǎn)品所受到的沖擊 (大小為Gm,持續(xù)時(shí)間為t)引起的(圖13.9)。圖13.9沖擊的傳遞公式(13.27)中的Am取由公式(13.28)和(13.29)計(jì)算出的Am最大(公式13.29)2若，即，也就是，若沖擊持續(xù)時(shí)間大于關(guān)鍵部件固有振動(dòng)周期的一(公式13.28)表13.1給