在包裝箱的運(yùn)輸過程中,無論是在沖擊環(huán)境下還是在振動(dòng)環(huán)境下,包裝箱內(nèi)的產(chǎn)品破損都是從易損零件開始旳。分析易損零件在振動(dòng)環(huán)境下是否破損,不但要知道它的強(qiáng)度極限,而且還要知道它的振動(dòng)特性。因此,在對(duì)產(chǎn)品包裝箱設(shè)計(jì)之前,進(jìn)行振動(dòng)試驗(yàn)實(shí)質(zhì)是對(duì)零件進(jìn)行振動(dòng)試驗(yàn),目的是確定易損零件的固有頻率、阻尼比及其幅頻特性曲線,從而對(duì)包裝箱進(jìn)行一個(gè)合理的設(shè)計(jì)。
在一些大型的企業(yè),對(duì)包裝本公司產(chǎn)品的出口包裝箱設(shè)計(jì)之前,都會(huì)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行振動(dòng)測(cè)試,主要的方式有兩種,及穩(wěn)態(tài)振動(dòng)試驗(yàn)和自由振動(dòng)試驗(yàn),1、穩(wěn)態(tài)振動(dòng)試驗(yàn),將產(chǎn)品固定在振動(dòng)臺(tái)上,振動(dòng)臺(tái)作正弦振動(dòng),振動(dòng)的頻率子由小到大緩慢變化,用加速度計(jì)測(cè)量振動(dòng)臺(tái)的加速度峰值和易損零件的加速度峰值,并計(jì)算零件系統(tǒng)的放大系數(shù),據(jù)此繪制的曲線就是易損零件的幅頻特性曲線。
2、自由振動(dòng)試驗(yàn),產(chǎn)品種類繁多,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,因而測(cè)試易損零件的振動(dòng)特性會(huì)碰到各種各樣的復(fù)雜情況,有些零件質(zhì)量很小,尺寸很小,無法固定傳感器,即使能夠固定,傳感器的質(zhì)量也會(huì)根本改變零件的振動(dòng)規(guī)律,使測(cè)試結(jié)果毫無意義,在這種情況下就要采用非接觸法測(cè)試零件的振動(dòng)特性。無論是電測(cè)還是光測(cè),傳統(tǒng)的非接觸法都是使零件作穩(wěn)態(tài)振動(dòng)。我國(guó)中國(guó)科技大學(xué)研制的光電測(cè)試法卻是對(duì)零件作自由振動(dòng)試驗(yàn)(見《振動(dòng)工程學(xué)報(bào)》,1992年第1期),方法簡(jiǎn)單,容易實(shí)現(xiàn),而且測(cè)試結(jié)果相當(dāng)準(zhǔn)確,值得出口包裝箱設(shè)計(jì)人員借鑒。
光源為激光器,并使照射角與反射角相等,試驗(yàn)前將干板原地作顯影、定影處理,使干板記錄下被測(cè)零件的靜止散斑場(chǎng)。適當(dāng)敲擊零件,使它作自由振動(dòng)。零件作自由振動(dòng)時(shí),它反射到干板上的斑場(chǎng)也隨之在原來的靜止斑場(chǎng)附近作往復(fù)運(yùn)動(dòng),使通過干板的光強(qiáng)隨時(shí)間而變化,光強(qiáng)的變化是光斑運(yùn)動(dòng)造成的,因而通過干板的光強(qiáng)就是零件作自由振動(dòng)的光信號(hào)。通過干板的光強(qiáng)經(jīng)透鏡聚焦于光電管,將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào),電信號(hào)經(jīng)放大后通過示波器就能顯示出零件作自由振動(dòng)的圖像。因?yàn)榱慵杂烧駝?dòng)與光強(qiáng)變化為線性關(guān)系,光電轉(zhuǎn)化又為線性關(guān)系,所以示波器圖像與零件自由振動(dòng)也是線性關(guān)系。由示波器圖像可以求得零件自由振動(dòng)的振幅。
對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行振動(dòng)測(cè)試就意味著破損,所以要付出一定的代價(jià),國(guó)內(nèi)企業(yè)很少做這項(xiàng)試驗(yàn)。美、英、日等發(fā)達(dá)國(guó)家做過許多工作,他們通過沖擊試驗(yàn)和對(duì)產(chǎn)品在流通過程中實(shí)際破損情況的調(diào)查研究,并考慮產(chǎn)品價(jià)值,頒布了一些產(chǎn)品的脆值標(biāo)準(zhǔn),可供同類產(chǎn)品的出口包裝箱設(shè)計(jì)參考,包裝箱設(shè)計(jì)的宗旨就是恰好包裝,工程師可以通過這些數(shù)據(jù),從而設(shè)計(jì)出更加經(jīng)濟(jì)、更加合理、更環(huán)保、更安全的恰好包裝。
