物流运输包装设计复习提纲.doc

物流运输包装设计复习提纲第一章1、列举有史以来各阶段（原始社会、新石器时代、奴隶社会、封建社会、资本主义社会及工业革命后）所采用的典型运输包装容器。解答:（1）原始社会：天然的树皮、藤条捆包食品，手提肩扛运输、洞穴储存。（2）新石器时代：编织篓筐、烧制陶罐实现了包装容器的第一次技术飞跃：即从纯天然材料的原始形态 天然材料人工制作包装容器。 （3）奴隶社会：木器、竹器、藤器和青铜器。（4）封建社会：铁器、麻袋、木桶、木箱。（5）资本主义社会：包装的第一次变革（发生在18世纪产业革命后），大量商品出现和流通，包装才受到人们的重视。典型的运输包装容器是：纸，塑料，金属，玻璃和陶瓷。2、瓦楞纸板和瓦楞纸箱的发展简史如何？（拓展题目：塑料运输包装的发展简史如何？托盘和集装箱的发展简史如何？木箱木桶包装的发展历史如何？金属包装技术发展历史如何？缓冲包装材料技术发展历史？包装动力学发展历史？现代物流系统发展历史？）解答：瓦楞纸板及瓦楞纸箱的生产技术已经十分成熟，发展历史已经度过了150年。 1856年：英国人爱德华 西利 (Edward Healey)和爱德华 埃伦 (Edward Ellen )在发明瓦楞纸专利时，只是用来作为图1-1（a）所示的礼帽的内衬，便于透气出汗。瓦楞纸衬是用图1-1（b）所示带两个瓦楞辊的手摇成型机制造出来的。 1871年：美国人艾伯特 琼斯 (Albert L Jones) 最先在瓦楞纸上贴一层衬纸，用于包装玻璃制品等易碎品，取名为“单面瓦楞纸板”(Single Face Corrugated Board)，如图1-2所示，在美国获得了第一个瓦楞包装技术专利。图1-1世界首先发明的瓦楞帽衬与手摇成型机 图1-2 包装易碎品的单面瓦楞纸板 1874年：美国人奥利弗 朗 (Oliver Long) 发明“双面瓦楞纸板”(Double Face Corrugated Board) , 使瓦楞包装技术获得又一次重大突破，避免了单面瓦楞容易变形的缺点，大大增强了瓦楞纸板的强度。 1875年：罗伯特 汤普逊 (Robert Thompson) 和亨利 诺里斯 (Henley Rorris) 第一个采用双面黏贴衬纸的技术，使瓦楞纸板包装生产厂在美国诞生，生产内包装用较细的瓦楞纸板。 1881年：美国进行瓦楞包装的大面积推广，集中力量开发新型瓦楞纸板生产设备。汤普逊 (Thompson) 和诺里斯 (Rorris) 公司率先用机器生产出单面瓦楞纸板，并出口到3个欧洲国家。 1881年：英国伦敦生产瓦楞纸板。 1881年：德国柯奇堡 (Kirchberg)生产瓦楞纸板。 1881年：法国Exideuil-sur-Vienne生产瓦楞纸板。 1894年：美国人罗伯特 盖亚(Robert Guya) 研制成功较粗的A型瓦楞纸板后，使纸板的挺度和强度大幅度提高，可以满足运输包装的要求，瓦楞纸箱包装开始在美国铁路运输系统受到重视。瓦楞纸板用于运输包装便迅速风行世界。 1895年：独立的设备制造商加入瓦楞业务制造。赛弗顿 (Sefton) 制作公司的杰弗逊 费瑞斯 (Jefferson T. Ferres) 开发成功首台连续式瓦楞纸板设备。 1900年：图1-3所示的第一台瓦楞纸板机投产。图1-3 世界上第一台瓦楞纸板机1902年：瓦楞包装纸箱正式获许用于美国铁路运输包装，逐步取代木箱，成为当今最主要的运输包装容器。1903年：美国法定货运分类组织修订法规，接受瓦楞类型的包装物为运输包装容器。1907年：英国生产首批瓦楞纸箱。1909年：日本研制瓦楞纸的创始人井上贞治郎用手工操作的方法在安装有铸铁瓦楞辊的轧机上生产出第一批瓦楞纸板。1914年：日本开始采用瓦楞纸箱逐步替代木箱包装。1920年：瓦楞包装技术导入中国；这时，世界上瓦楞纸箱在运输包装容器中的比例已经达到20%以上。1937年：国内第一只3层瓦楞纸箱在上海制成，为南洋兄弟烟草公司做卷烟箱以代替木箱。1939年：国内开始用麻袋布做面料，中间涂柏油，以黄板纸为里层，制成可防潮的纸箱。1940年：天津铁工厂造出铁质的实芯手摇瓦楞滚筒轧楞机，用炭火在瓦楞滚筒表面加热。 1945年：世界上瓦楞纸箱在运输包装容器中的比例已经达到80%以上。 1951年：三元印刷厂（今上海纸盒印刷厂）在纸箱上直接印刷图案文字和防潮油，效果好、成本低，开创了国产原料以纸代木的新局面。 1953年：山东灘坊百货采购供应站在上海百货站的协助下，首先试制成功能够替代木箱的瓦楞纸箱，填补了我国用瓦楞纸箱做以上外包装容器的空白。 1954年：商业部发出通知，在全国推广使用瓦楞纸箱。 1975年：北京纸箱厂首先引进日本内田制作所株式会社 (UCHIDA &CO.，LTD) 的D3型双瓦瓦楞纸板生产线，生产出5层瓦楞纸板。 1980年：上海纸盒机械厂自行制造的我国第一台大型瓦楞纸板生产线在上海纸箱厂顺利投产。 1995年：重庆华压纸箱厂引进美国三瓦瓦楞纸板生产线。 21世纪：运行速度超过400m/min、幅宽超过2800mm、多功能、高质量、全自动、低消耗的瓦楞纸板生产线等新设备陆续开发成功，满足各种需求的新型瓦楞纸板正在被开发出来。瓦楞包装150年的不断创新与应用，正在改变着世界。当今所有的经济活动都离不开瓦楞包装，因为运输包装需求的快速增长，刺激瓦楞包装的相应发展。而且，瓦楞包装目前正在向销售包装渗透，并持续影响现代物流的需求。3、物流运输包装的具体功能如何？答：保护功能、便利功能和标识功能运输包装是以运输储存为主要目的的包装。它包括保障产品的安全、方便储运装卸、加速交接、点验等作用。具体的功能包括：1、防止货物在物流渠道中的损伤。在整个物流系统中，应考虑的损伤有来自物流过程中物理环境造成的损伤，如振动、撞击、刺穿和挤压，以及货架、堆码或运输工具的倒塌和颠覆等。此外，还应考虑来自物流过程中自然环境造成的损伤，如雨淋、浸水、湿度、温度、腐蚀、虫蛀、鼠害、盗窃、辐射等。2、提高货物在储运过程中的操作效率。包装的功效在物流操作中，直接影响车辆的装卸、仓库的货物收发和移动，以及车辆和仓库的体积利用率。而多数的物流活动都可以用单位包装来表示。3、传递信息。货品识别、生产厂家、产品名称、内部数量、日期和识别代码等信息在收货、选货及运单确认时极为重要。他们的设计应该使货物从合理的距离和角度看都是清晰可见的。现代物流系统要求包装上应用便于现代化管理的电子代码等标识。唯一的例外是贵重物品，一般采用很小的标签，使被偷盗的可能降为最低。随着仓储式大型超市的发展，许多电子产品与家电产品的瓦楞纸箱也开始采用多色彩印和开窗等设计，具有美化、宣传产品和促进销售的销售包装功能。为了实施我国可持续发展战略，运输包装还应该具备便于回收、循环利用、无害废弃处置的功能。4、简述运输包装的设计原则。解答：1）、标准化原则。 我国对运输包装件的尺寸系列、质量、标志、环境条件和基本试验都制定了比较完整的国家标准，在设计物流运输包装时应尽量采纳这些国家标准。出口产品还应考虑采用ISO或出口国的有关标准。例如，ISO已将600mm400mm作为包装件长宽尺寸基数，称为包装模数，设计运输包装件时尽可能一次为基数。运输包装标准化，有利于回收、复用。如果标准化托盘能实现全球共享，托盘成本就可以降低1/3以上。 2）、集装化原则。实践表明，产品运输如果不采用大型集装器具，产品内包装的强度需要增加1.52倍，物流效率很低，失窃严重。因此，运输包装设计应充分考虑集装化的要求。3）、多元化原则 随着市场对产品多样化的需求增加，运输包装设计也需适应市场的这一新趋势，使所设计的运输包装尽可能满足不同形状、尺寸、重量等产品包装的要求，以便减少运输包装成本。4）、科学化原则运输包装应尽量采用成熟的新技术和新材料，开发出保护功能更强而成本更低的新型运输包装系统。5）、生态化原则。为了贯彻我国的可持续发展的战略方针，保证我们子孙后代的生存条件，运输包装设计必须充分考虑绿色包装的要求，做到资源消耗少、尽量复用、便于回收、有利于再生，尽可能使用可降解材料。5、什么是包装？在流通过程中保护产品，方便储运，促进销售，按一定技术方法而采用容器、材料及辅助物等的总体名称。6、什么是运输包装？运输包装研究的内容是什么？以运输储存为主要目的的包装，它具有保障产品的安全、方便储运装卸、加速交接、点验等作用。运输包装主要研究在流通过程中引起包装件损坏的各种危害，研究造成这些危害的多种因素和将损坏减少到最低程度所采取的技术或管理手段。7引起包装件在流通过程中损坏的主要因素有哪些？解答：引起包装件在流通过程中损坏的主要因素是： 流通过程中装卸、搬运、储存等环节的特性。装卸可分为人工和机械化装卸两类。显然，人工装卸的包装件跌落几率较高，尤其是野蛮装卸，对包装件的危害极大。运输一般分公路运输、铁路运输、空运、海运或内河航运以及由上述两种或两种以上运输方式的组合。它们的特性各不相同，如冲击振动幅值，内河航运较小，而温度、湿度等外部环境则以空运为最佳。储存的优劣与仓储条件关系很大，如堆码高度，露天或室内，温湿度调节，防虫，防盗等等，都是运输包装设计需要考虑的因素。内装物自身的特性。食物易变质，仪器受振易失灵，机电产品易碰坏，玻璃、陶瓷等易撞碎，易燃，易爆品忌高温，损坏或失效评定标准千差万别，必须具体情况具体分析。包装设计。针对不同的流通过程和不同的内装物，按照成本最低等原则确定包装件的尺寸、质量、形状、包装材料和包装结构以及总体搬运辅助装置等。包装设计必须要有系统工程的观点，不仅要考虑生产厂自身的装卸、搬运、储存条件，还须考虑运到用户手中的全部装卸、运输、储存条件以及对社会环境的影响。8、当今世界的运输包装方式有哪三类，其特点如何？解答：考察现今世界的产品包装不难得知，运输包装的方式与其器具约有以下三类：1、采用大型化或集装化包装容器，实现大型机械设备或小型产品的内包装的简化。例如：实现一台重型机床的储运，就需采用大型包装箱。储运粉、粒状产品，一般需用重包装袋包装。而液、膏状产品又多用大型包装桶包装后方能储运。可见，上述各类产品的储运，为达到高效与经济的目的，采用大型包装容器是十分重要的。又如：体小的产品可集中起来装入大型包装箱内;粉粒状产品又可直接装入箱内。由于这里采用的大型包装容器具有坚实的结构，因此，可降低体小产品内包装的强度要求，也可取消粉粒产品的内包装袋。显然，产品内包装得以简化或取消时，必然可以降低包装成本以及提高效率与效益。2、采用挠性捆包原件或捆扎器具，实现大尺寸产品或袋装产品的成捆储运。例如：用绳、带、索将一定量的木材、型钢捆扎成捆或用麻布、棉布等将蓬松的棉花、羊毛紧缠成包后进行储运，不仅可以防止货物散落、丢失，而且可以大幅度减小储运空间与提高运输效率。3、采用盘、架、网、笼状包装器具，实现多种特殊产品的集合包装与集装储运。例如：将袋装、桶装或形状规则无包装的产品整齐码垛在托盘上；瓜果、蔬菜装入笼网内；将平板玻璃、小型机械配件放在集装架中，凡此种种，均便于实现装卸机械化和转运高速化。综上所述可知，运输包装具有集装化的特点，运输包装器具具有大型化的特征。同时，运输包装与集装化运输，运输包装器具与大宗流通产品的特征，均有不可分割的联系。9、当前采用的集合运输包装方式有哪些？解答：当前采用的运输包装器具与相应的集合包装方式有以下几种： 1、捆扎包装 将若干产品（一般为长形）或包装件用捆扎原件或捆扎器具捆成一个搬运单位，即为包装的最简形式捆扎包装。2、滑板包装 将若干产品或包装件码放在一张片状的滑板上而组成搬运单位。此种包装形式也极简单，因其可靠性差我国尚未推广使用。3、拉伸包装 将塑料拉伸薄膜在常温下拉伸而对产品或包装件进行裹包集装的一种操作，故又称拉伸裹包。4、收缩包装 用塑料收缩薄膜裹包若干产品或包装件，然后加热使薄膜收缩而包紧的一种包装方法。5、瓦楞箱包装 将若干产品或包装件有序地放置在瓦楞纸板或钙塑瓦楞板制成的箱内，然后再封箱或捆箱。瓦楞箱多为中、小型，但也可用瓦楞纸板制成集装箱。6、木箱包装 木箱实质上是一种木结构的集装箱，载重量可从几十公斤至几吨，体积可大可小。7、柔袋包装 柔袋多用于粉粒状产品的包装，特殊材料的包装袋也可包装膏状产品。包装袋容积可大可小，载重由几十公斤至5吨以上。8、刚桶包装 无论用何种材料制作，包装桶多呈刚性，因而空桶回收时浪费储运时间。包装桶多用于包装液、膏状产品，但某些粉粒状的化工产品也需用桶包装。9、托盘包装 将若干产品或包装件堆码在板状的托盘上形成一个搬运单位，以便整体搬运。码在托盘上的货物可用多种方法加以固定，也可不必固定。10、网套包装 用绳索编网或用化纤织套作为包装容器，可储运多种特殊的产品以及袋装、桶装的产品。11、集装笼包装 钢制笼状包装容器适于装运易损产品，如砖瓦、瓜果等。12、集装夹包装 以夹板将长形产品集装成一个储运单位，且单元的尺寸比较灵活。13、集装架包装 各种外形的中、小型产品分层、分格地放在架上，可有效地保证产品不产生机械性的损伤。14、集装箱包装 集装箱为大型包装容器，它可集装前述的所有集装器具与大量的产品。集装箱的拥有量是一个国家或地区运输能力与经济实力的重要标志。第二章1、什么是产品的脆值？简要叙述产品脆值理论在设计物流运输包装的重要作用。解答：脆值是指物品保证在不破坏的条件下所允许的最大加速度。 第一，脆值是产品缓冲减振包装设计程序中一项重要条件。以早已熟知的“五步法”缓冲设计步骤为例。此方法早在20世纪70年代初由美国MTS公司和密歇根州立大学包装学院共同研究完成的。所谓缓冲包装设计五步法包括以下五项程序： 1.确定运输环境力学条件。一般情况下指确定一类产品的跌落高度，此外，还有产品的输入功率谱等；2.确定产品的冲击脆值。一般情况下是指机械冲击载荷下产品脆值的大小。另外还要确定产品的固有频率，以便评价共振状态下破损情况；3.选择合适的缓冲包装材料。一般包括材料种类及其有关特性等；4.设计并制造原型包装缓冲结构；5.对原型包装件进行试验、测量和评价。从以上介绍设计步骤中看出，只有在产品脆值确定以后，才能合理选择并采用缓冲材料，并且对产品的缓冲结构进行科学合理的设计，这说明脆值是进行缓冲包装设计的首要前提之一。我国制订了国家标准GB8171-87使用缓冲包装材料进行的产品的机械冲击脆值试验方法，在此项标准中说明了如何得到某种产品的机械冲击脆值，介绍了试验方法及其使用场合，即“规定了在机械冲击作用下测定产品脆值的试验方法，试验时使用缓冲材料控制传递到产品上的冲击力。本试验获得的脆值可用于产品的缓冲包装设计及产品的修正设计。”在国际包装界，很多国家都是根据美国试验和材料协会（ASTM）制定的ASTM D3332标准中所介绍的破损边界曲线理论及相关的冲击试验机，通过规定的试验程序确定产品的机械冲击脆值。第二，在运输包装结构设计时，人们最求最大限度地降低包装结构系统的总成本，那么，必须求出与此相应的可接受的产品脆值水平（AFL）。通过多年的实践经验，产品脆值与相关费用之间的关系可以表示在下图上。从此图中可以看出，曲线A表示整个包装件的总成本与产品脆值的关系，曲线C表示包装费用与产品脆值的关系，曲线B则表示对产品结构实施合理的修改所需的费用。从曲线C的变化趋势中可以看出，包装费用是与产品脆值成反比关系的。显然，如果产品脆值愈大，说明其承受外界动态载荷的能力越强，那么，使用缓冲材料的数量就可以减少，而且缓冲结构设计与制造都可以简化，使得包装设计费用降低。根据曲线B知道，为了降低由于产品过渡的脆弱性（表示其脆值过小）带来的太高的包装费用，就可以根据曲线B、曲线C之间差值关系来修改产品的结构设计。一般情况下，这种修改设计的工作量并不大，而且可能是相当经济的。在很多情况下，这种修改设计往往是以较低的图 产品脆值与成本之间关系代价带来了显著的效果。根据国际上一些跨国公司的统计资料说明，通过多年以来关于物流过程中产品损伤的经验总结，进行实验室的测试研究，再经过多次的产品修改设计，产品的脆值都可以达到或接近所谓合理的可接受脆值水平（AFL）。从图1-5中看出，曲线A表明了产品包装总费用和产品修改设计的总费用与其脆值的关系，根据曲线A的形状可以看出，最低处a点就是最可接受的产品脆值水平。根据国外物流故障分析资料介绍，有70%以上故障时由包装不善引起的，因此，实际上要克服商品物流故障，相应的对策都应以改进运输包装为主。运输包装的合理化，就是要实施科学的缓冲减振包装结构设计，所以，确定产品的最可接受脆值水平则成了运输包装合理化的一个重要因素。2、G因子的物理意义是什么？答：工程上用G表示，称之为G因子。它表示加速度为重力加速度的倍数，因而可写成F=GW。该式表示力F是物体重量W的G倍。这个力F应理解为使物体获得加速度a=Gg的合外力。有时用g作为加速度的单位，用W作为力的单位，则G明确指出所研究物体的加速度和合外力。即G不仅表示加速度a为重力加速度g的倍数，亦表示合外力F为重力W的倍数。所以，G因子在包装力学研究和实用中是一个极重要的量，又是一种极简明的表达方法。3、写出常见的四种加速度波形表达式，并作图，并求出物体受到不同波形作用时产生的速度改变量。答：矩形波：半正弦波：正矢波：三角形波： （） （）5、某产品重50kg，从1.5m高自由落下，受地面冲击速度减到零所经历时间为0.01（s），若跌落到聚苯乙烯泡沫垫上，冲击时间0.41（s）。试比较：（1）这两种情况下产品受到的平均冲击力；（2）若冲击力呈半正弦波形；，求以上两种情况下的最大冲击力。解：（1）因所以受到地面的平均冲击力： NkN收到聚苯乙烯泡沫垫平均冲击力： N 这里：这与两者冲击时间之比相同。（2）因为所以 NkN N由此可见冲击力峰值远远大于它的平均值。如果冲击力峰值过高，产品会遭到破坏。6、某产品重量为W，有一弹性材料作为支承，设承载面积为A，材料的弹性刚度为k，试求（1）产品重量缓慢加载在弹性材料上，弹性材料的变形量；（2）产品重量突然释放加载在缓冲材料上，求弹性材料的最大变形量；（3）若重量由弹性材料上方h高度跌落在该弹性材料上，求弹性材料的最大变形量。另外，假设W=100N，k=26.5N/cm(在做该题时检验一下这个数值的单位是否如此？我假设采用了课本P108的0.05g/cm3的塑料纤维缓冲材料的初始弹性系数)，h=100cm，求出具体数值。解答：7、某一包装件从4米的高处跌落，计算其受到的冲击加速度（自行做出讨论和假设）。8、什么是缓冲材料的应变能？ 材料在压力F作用下发生变形x，该变形x即力F的位移，所以测定施力过程的力变形曲线该曲线的面积表征了压力F所作的功W。当转化为应力应变曲线时，该曲线下的面积表征了该材料的应变能e,即单位体积材料在变形过程中所吸收的能量。它是材料的属性。9、什么是缓冲材料的弹性？什么是弹性极限？如橡胶、发泡塑料、弹簧等缓冲材料在力的作用下发生变形，当去掉外力时能恢复其原有的状态，这种性质称为弹性。外力作用下物体内部产生阻止变形，力图恢复原来状态的力（内部应力），而去掉外力时随状态的恢复其内部应力也随之消失，这种内部应力就是弹性（恢复）力。弹性极限即去掉外力时材料能完全恢复其原有状态的应变界限。10、什么是缓冲材料的塑性？什么是强度极限？ 固体在其弹性极限内对外力有弹力表现，但一超过该极限九回发生流动，造成永久变形或破坏，该现象是与液体流动不相同的，称这种性质为塑性。在应力应变线上，当加载至弹性极限以下，直线段上卸载时可沿原路返回原点，无残留变形，而当加载至弹性极限进入曲线段，卸载时并不沿原来路线返回，全部去掉载荷后仍残留变形，这种变形虽然随着时间延长有少量消除（该部分称为弹性后效），但绝大部永远不恢复，称为永久变形。因为弹性极限和强度极限是两个重要的性质，而塑性就是发生在这两点间的曲线段上，所以这个范围的大小和永久变形的大小都是十分重要的，研究塑性时要将这两点考虑到。11、非线性弹性材料按照应力-应变曲线的形态分为哪几种？画出不同弹性材料的载荷变形曲线，列举出它们各自的代表性的缓冲材料。非线性弹性材料按照应力-应变曲线的形态有分段线性、三角函数形、正切形、双曲正切形和不规则形（即前段像双曲正切形，而后段像正切的组合形态）等各种形式。分段线性往往由结构和组合造成，三角函数在小变形时十分接近线性，主要代表是悬挂包装的组合弹簧；正切形十分接近线性材料在趋于压实状态的情况；双曲线正切形是弹性极限较小的材料在较大范围内的典型表现12、什么是弹性模量E？什么是弹性刚度（系数）k？写出它们的表达式。弹性刚度（系数）K表示的是材料在发生单位变形时所需要的力，弹性棒在拉（压）状态下，弹簧刚度K=EA/L 其中，L 为棒的长度，E为弹性模量，A为棒的横截面积，EA又称为材料的抗拉（压）刚度。13、什么是缓冲材料的弹性率？什么是缓冲材料的弹性效率？对于常用缓冲材料，L为破断前的全长，弹性率为L-L0/L*100%。对于缓冲材料等，还定义弹性效率，定义为R/R+H*100% 14、什么是料压溃型缓冲材？用于一般缓冲包装的积层式的瓦楞纸板，木丝，聚苯乙烯泡沫体等，都不同程度的利用材料的塑性来达到缓冲的目的，因而称它们为压溃型缓冲材。15、什么是缓冲材料的蠕变现象？蠕变与哪些因素有关？蠕变是保持一定的静压力状态下，变形随时间而进行的现象。缓冲包装在保管期间，其变形在进行着，因而蠕变前后即使由同一高度跌落，物品产生的加速度也是不同的。蠕变与载荷大小直接相关，与时间和温度都有关16、什么是缓冲材料的松弛现象？在设计缓冲包装时，如何考虑其应力松弛问题？缓冲材料的松弛现象普遍存在，但是塑料特别明显。在静压力的作用下（即作用时间无限延长），高聚物的力学松弛表现为简单形式：或者是在不变的应力作用下变形不断增长，即蠕变；或者是在恒定的变形下应力逐渐减退，即应力松弛，是弹性变形减小而塑性变形增大的现象。应力松弛也可以按黏性流动来处理。即使将缓冲材料在压缩状态下塞进缓冲包装内，其初压下的应力也会逐渐得到缓和，因而要根据外箱和内容物品间的间歇尺寸以及需要保持的时间来考虑缓冲材料装入的状态。第三章1、已知单自由度小阻尼系统在第三个峰值时间 3.2s对应的振幅比第二个峰值时间3.1s对应的振幅小20%，试求此系统的阻尼因子和固有频率。【解】 由式（3-17）得对数振幅衰减率（/）=（/）=1.25=0.2231 代入式（3-18），得阻尼因子 后一近似计算的误差仅0.6%。 由于振动周期，则此阻尼系统的固有频率为： 于是无阻尼系统的固有频率为： 如果已知系统的质量，利用值可以求得系统的刚度。2、有一重物，用三个串联连接着的弹簧悬挂着，如图所示，三个弹簧的弹簧常熟分别为、和，是证明该系统的等效弹簧常数 【解】 弹簧的静变位 等效弹簧常数 3、有一重量为W的物体，用两个并联的弹簧支撑着，弹簧常数分别为和,如图所示，试求出该系统的等效弹簧常数。【解】 由力的平衡求出A点和B点的载荷分别为： = a + b A点B点的变位分别为： = O点的变位 等效弹簧常数 若 则 若 且 则 4、一质量为、刚度为的弹簧质量系统，其固有频率为。令另一刚度为的弹簧串接在第一个弹簧上，频率降低到/2，求和的关系。 【解】 按题意应用方程（14）得到： （1） （2） 两个串联的弹簧其等效弹簧常数 因为，所以由（1）、（2）式可以得到： 将上式化简得到： 即 5、缓冲衬垫排列如下图所示，已知：175N/mm，87.5N/mm,657N/mm求等效弹簧刚度。【解】题中衬垫可简化为弹簧的串联和并联。假定产品，其理学模型如图2-8（b）其中和并联： N/mm和串联，衬垫的等效刚度为： N/mm6、图（a）是一根钢制矩形截面的悬臂梁，横截面宽度b=10mm，厚度h=5mm，梁的长度l=6cm，钢的弹性模量E=200GPa，梁的自由端固定有一物块，其质量m=0.5kg，试求物块在垂直方向作自由振动的固有吧、频率与固有周期。【解】 图（a）是实际的振动系统，物块横向振动时梁的作用相当于一根弹簧，因此将实际系统抽象为物块弹簧系统，如图 （b）所示，并将这个物块弹簧系统称为实际系统的力学模型。通过力学模型分析实际系统的振动更直观，更便于计算。比较图（a）于（b），悬臂自由端在物块重力作用下的挠度相当于弹簧的静变形。梁的横截面惯性矩：悬臂梁自由端在物块重力作用下的挠度为：物块在垂直方向自由振动的圆频率为物块在垂直方向自由振动的频率为（Hz）物块在垂直方向自由振动的周期为7、图（1）所示为一在静水中的船舶。在平衡位置时，重力与水的浮力相平衡。当船偏离其平衡位置距离为时，重力与水的浮力的共同作用使船产生上下振动，求其固有频率。【解】 根据，得 即 所以 式中，为水的密度；为船在水线附近的水平截面面积。于是 固有频率 8、木箱内悬挂有一个物块弹簧系统，如图所示。设木箱自高度H处自由跌落，木箱落地后静止不动，不计木箱与地板的变形，试求木箱落地后箱内物块的运动规律。 【解】以物块落地时的位置为原点，向下取轴，从物块落地起开始计时。物块的落地速度与木箱不同，为.这个落地速度就是对物块弹簧系统的初干扰。因为木箱落地后静止不动，而物块弹簧系统又存在初干扰，所以这个系统落地后作自由振动的初始条件为时，。 物块作自由振动的振幅与初相位的正切为 所以物块作自由振动的运动规律为 9、有一振动系统，其阻尼比0.05，该系统受初干扰后作自由振动，第一次振动的振幅为,试问振动几次后的振幅小于的5%。【解】 因为 ， 故 所以减幅系数为 题意要求 即要求 由此求得振动次数 即该系统受初干扰后振动10次就会自然停止。 10、仪器中的某零件是一根有集中质量的外伸梁。集中质量0.4kg，阻尼44Ns/m，根据材料力学公式计算得到其固有频率88Hz，仪器的底座受到间谐激励，其频率100Hz，振幅0.2mm，试求该零件的振幅。 【解】 零件的阻尼比为： 激振频率比为： 零件的动力放大系数（传递率）为： 零件的振幅为： 11、已知单自由度有阻尼强迫振动系统的弹簧刚度4.38N/mm，物体质量18.2kg，阻尼因子0.149Ns /mm，激振力幅值44.5N,激振频率15rad/s。试求物体的强迫振动响应。【解】 系统的固有频率为 激振幅值 临界阻尼因子 Ns /mNs /mm阻尼比 频率比 传递率 强迫振动的振幅 相位差 于是，物体强迫振动的响应为 12、 已知包装件内装物在静平衡时压缩缓冲垫的静变形为5.08，阻尼可忽略不计；如果运输包装件的汽车底板的激振率为15.7rad/s，激振加速度幅值为0.1g，试求内装物的最大位移与加速度。【解】 系统的固有频率为 频率比 传递率，负号表示激励与响应反相。 由于响应 同理，对于激励 所以， 由此可求得响应的最大加速度和位移分别为 包装件响应与汽车基板不同步，汽车基板的振幅为 13、假设包装件内产品的质量m不变，思考产品振幅与哪些因素有关？如果产品中的某个脆弱部件的振幅超过了它所能承受的振幅（变形），如何调整包装件的参数？答：1.与除了质量还与缓冲垫和外包装有关 2.增加缓冲垫和外包装的厚度或提高缓冲垫和外包装的弹性14、简谐振动的三个基本特征量是什么？振动系统中的阻尼会给振动带来什么样的影响？答：1.作简谐振动的物体，受到的合外力和位移成正比2.作简谐振动的物体除了受到大小跟位移成正比、方向恒相反的回复力作用外，不受其他不平衡力的作用3.作简谐振动的物体振幅不变，而且物体的位移、加速度最大时，速度为零；位移、加速度为零时，速度最大。振幅随时间减小的振动称为阻尼振动因为振幅与振动的能量有关，阻尼振动也就是能量不断减少的振动阻尼振动是非简谐运动阻尼会让振动的能量不断消耗，知道运动停止。15、缓冲衬垫是如何起减振作用的？产生减振效果的条件是什么？答：16、描述缓冲包装件的跌落冲击过程。17、产品质量m=10kg，衬垫面积A=120，衬垫厚度h=3.6cm，缓冲材料的弹性模量E=700kPa，包装件的跌落高度H=75，不计系统阻尼和衬垫的塑性变形，试求跌落冲击过程的衬垫最大变形、产品最大加速度、冲击持续时间和速度该变量。解：产品衬垫系统的固有频率为 产品的冲击持续时间为 衬垫的最大变形为 产品的最大加速度为 产品的速度该变量为 18什么是单自由度振动系统？什么是单自由度振动系统的振动周期？振动频率？19什么是阻尼系数？什么是临界阻尼？何谓大阻尼？什么是振幅比？有阻尼振动周期与无阻尼振动周期有何关系？ 20无阻尼系统的自由振动与有阻尼自由振动有何区别（从动力学模型和响应等方面进行分析）？阻尼的大小对自由振动的响应有何影响？21受迫振动的振幅B与静力偏移B0之比称为动力放大系数，用表示，即，可见动力放大系数只取决于和。请分析和在不同取值范围时的振动情况。第四章1 什么叫流通环境条件？产品流通的基本环节有哪些？2 包装件垂直冲击和水平冲击通常发生在什么条件下？3简述跌落高度与包装件的体积和重量之间的关系。4简述流通环境的气象条件对包装容器及产品质量的影响。5环境条件参数如何分类？2K5/2B3/2S3/2M4各表示