前峰锯齿脉冲激励下正切型非线性包装系统的冲击响应

　　(无锡轻工大学,江苏无锡214036)研究具有正切型非线性特性的包装系统在前峰锯齿脉冲激励下的冲击响应,求得了产品包装系统的非线性动力学方程,讨论了相关参数对冲击谱曲线和边界破损曲线的影响。关键词:正切型非线性;缓冲包装;冲击谱;破损边界中图分类号:TB533文章编号:1001-35633ShockResponseearPackagSystemUnderSmoothPulseIndustry,angshdynamicaroducackagingsystemshockspecdamageboundarycurveackagingsystemunderecedingeaksawsmoothtainedsingnuminfluenceshockrespoiscussed.Keywords:shioackaging;Shockspecamageboundary产品破损的原因很多,其中最主要的最冲击和振特别是冲击。冲击时,虽然包装件的速度只发生很有限的变化,但由于冲击作用时间极其短促,仍会产生极大的加速度。因此缓冲防振包装设计的最主要任务是对产品提供冲击防护,研究不同冲击波形下非线性包装系统的冲击响应对指导包装实践具有重要实际意缓冲防振包装中,完全的线性系统很少见,非线性系统广泛采用。缓冲包装系统的非线性构成通常有两型、双曲正切型、不规则型等;另一种是缓冲包装结构是非线性的,包括双线性结构和三次曲线型结构。近年但大都限对于第二种非线性构成的探讨实际应用中,具有非线性本构关系的缓冲材料更为普遍,且其中有很大一类都近似地具有正切型弹性性质,如预压后的聚乙烯泡沫塑料、泡沫橡胶、涂胶纤维、苯乙烯纸纤维、塑料草、碎纸条和木屑等。作者就正切型非线性包装系统在矩形脉冲、半正弦脉冲和后峰锯齿脉冲激励下的冲击响应进行了研究,在此本文研究前峰锯齿脉冲激励下正切型非线性系统的冲击响应,讨论非线性参数,阻尼对冲击谱曲线和破损边界曲线的影响,以期对正切型非线性包装系统的动力学特性有个更系统的认识。c0为系统阻尼系数。其在系统基础激励下的运动微分方程为又缓冲系统具有正切型非线性特性,设初始弹性系数为基金项目:无锡轻式大学重点科研基金项目包装工程PA1999方式t0的前峰锯齿形0m加速度脉冲激励,其无量纲化表述为:t0其中为强非线性冲击振动方程,解析求解十分困难,采用四队2K法数值求解。设状态变量为冲击谱反映机械冲击下包装件的加速度响应同冲击环境各要素之间关系的曲线即为冲击谱曲线。按照振动理冲击谱可分为冲击初始谱,冲击余谱,最大冲击响其中最大冲击谱能反映系统受冲击作用全过程产生的最大加速度响应,易于评价产品在极限状态下的破损情况。根据这一理论,产品的最大响应冲击谱曲线但这有利于包装结构设计的可靠性。给出了无量大冲击脉冲0m的比值,初描绘成产品固有频率击脉冲持续时间t0的乘积的函数。图所示即为前峰锯齿波冲击下正切型非线性包装系统的最大冲击谱,2k0d破损边界曲线产品的破损是一个两维易碎性的概念,它受两个边界条件的约束:一为许用的最大加速度,一为冲击脉冲的速度变化量。破损边界曲线即是以加速度峰值为纵坐标,以速度增量为横坐标的一条平面曲线,这条曲线是破损区与非破损区的分界线。诚然,用速度改变量边界限制破损,会使产品的加速度许用值降低,冲击谱曲线表明,影响冲击谱曲线的主要参数为在前峰锯齿波冲击下,阻尼比Ν一定时,这种影响随Ν增大而减弱。1994-2014ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.都有关。u著的影响,这是非线性系统有别于线性系统的一个重要特征。可有效降低冲击谱峰值,且这种0m0m0m0m比例关系,85范围内变化时,的增大有一定程度的减小,故冲击谱影响随增大而增强。0m0m曲线表明,影响破损边界曲线的主峰值随增大而减小。在线性缓冲包装系统中,冲击谱与激励峰值关。在非线性系统中,外界激励峰值对冲击谱有十分显粘滞阻尼三次函数弹性缓冲包装系统的跌落冲度线分别近似于水平线和铅垂线。随阻尼比的增大,临界速度线向安全区缩小方向移动,临界加速度线向安全区增大方向移动。线影响较复杂,在破损边界的不同区域,存在一个最击响应[J包装工程,1996,171997,18矩形波冲击时双线性包装系统的产品损坏边界[J包装工程,1997,1837～39包装工程,1997,1840～42吴浩然,佳阻尼使得临界速度线c的增大,临界速度线右倾程度加大并安全区范围增大,临界加速度线向安全区缩小方向移动。性产品包装损坏边界曲线ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.