运输包装件振动试验系统研究沈黎明,张华良,顾祖莉(上海大学,上海200072摘要:在流通环境振动分析的基础上,进行了运输包装件各种振动试验的特点比较,并对随机振动试验系统的方案和实施过程等做了一定的研究,为运输包装件的优化设计打好了基础。关键词:运输包装;振动试验;测试中图分类号:TH87114文献标识码:A文章编号:167224984(20050620087203ResearchonthevibrationtestsystemoftransportpackageSHENLi2ming,ZHANGHua2liang,GUZu2li(ShanghaiUniversity,Shanghai200072,ChinaAbstract:Basedontheanalysisofthepackagetransportationenvironment,differentvibrationtestsarecomparedinthispaper1Researchofmethodsandprocessesoftherandomvibrationtestsareincludedandthislaysthefoundationforoptimumdesignoftransportpackage1Keywords:Transportpackage;Vibrationtest;Testing收稿日期:2004209222;收到修改稿日期:2004212207经济的快速发展和交通设施的不断完善促进了商品流通的迅猛增长。降低商品成本、减少资源消耗、减轻道路交通压力的主要方法之一就是对商品运输包装件进行优化设计,而优化设计的主要手段之一就是振动试验。1流通环境振动分析包装运输件在流通过程中受到的振动主要来自于运输环节,振动强度在频率轴上的分布(频谱表示它与运输工具、装载方式、路况等诸多因素有关。一般情况下,水运和铁路运输振动对包装运输件的影响要低于公路。下面的频谱图描绘了两种车型在不同载荷下以时速8815千米行驶在某高速公路上时的振动情况。图1曲线A、B表示分别装载了9072kg和18144kg货物的弹簧减振汽车的振动情况,曲线C、D表示分别装载了2268kg和8165kg货物的空气减振汽车的振动情况。图1四条曲线都在频率轴上出现了多个峰值,并且第一和第二峰值所在频率不成倍数关系,可以判定各振动系统都属多自由度系统。四条曲线的第一峰值最大,均出现在2至5Hz范围内。第二大峰值的差异较大,曲线A、B出现在第二波峰上而曲线C则出现在第四波峰上,第一峰值的功率谱密度一般是第二大峰值的4到5倍。一般来说低于100Hz的振动容易造成运输包装件内装物的机械性损伤,因此,在运输包装件的缓冲设计时,往往比较注重对低频振动的吸收。2运输包装件振动试验系统的激振方式一般运输包装件的缓冲性能需要通过试验来进行评定。原始的试验方法往往是将运输包装件经过实际的流通运输环节,用这种试验方式来评定运输包装的缓冲性能不确定因素较多、周期较长,因此,在条件允许的情况下,往往采用有振动台组成的振动试验系统。振动试验系统的分类方法很多,其中根据激振频率可分为定频振动试验、变频振动试验和随机振动试验。211定频振动试验第31卷第6期2005年11月中国测试技术CHINAMEASUREMENTTECHNOLOGYVol131No16Nov,2005定频振动试验就是在试验中将振动台的振动频率维持在某一恒定值附近,由于大多数运输工具在运输途中的最大振动峰值出现在低频的2至5Hz,因此运输包装件定频振动试验的振动频率规定为3至4Hz,振动加速度控制在0175g±0125g范围内。定频振动试验系统在工作频率附近表现出二阶系统的特征,为了降低振动激励装置的功率,常常将工作频率选在非线性的共振区附近,由于定频振动试验的频带很窄(Δf趋于0,一般非线性问题在精度允许的误差范围内可以忽略,所以这使得振动的测量与控制变得比较容易。在实际运用时,很多影响运输包装件的振动问题也正好出现在试验频率附近,因此,定频振动在运输包装件试验中得到了较多的使用。212变频振动试验大多数运输工具在运输中的参振系统为多自由度系统,有时第二大振动共振峰频率正好与运输包装件内装物的某一固有频率一致,这时定频振动试验结果就很难评定被测运输包装件的效果。因此为了能够在运输工具振动全频率范围内评定运输包装缓冲效果,可采用变频振动试验。变频振动又称扫频振动,即振动台的振动频率将在某一范围内连续变化。通常运输包装件变频试验的频率扫描范围为3~100Hz,振动台最大加速度控制在0125~0175±011g,扫频速度是每分钟1/2个倍频程。虽然大多数变频振动试验系统的扫频范围经过振动系统的非线性共振区,但是试验每一时刻的频率还是单一的,所以在对工作台激振时采用...