缓冲衬垫结构设计微课用

邝贤锋缓冲衬垫结构设计三种途径进行缓冲设计，有时需用振动传递率曲线来作防振包装的校核。无论采用哪种方法，对求得的面积和厚度都应进行校核，一般当求得的面积太小，厚度太大时，衬垫在产品冲击力作用下，会产生弯曲变形，因此要采用下列经验公式校核衬垫的稳定性：

缓冲包装设计的主要任务是求取缓冲衬垫的面积和厚度，由于缓冲材料的特性大多数呈非线性，应力应变关系往往十分复杂，常用的数值积分法求解加速度时间函数因过于繁琐而不便应用。目前国内外普遍采用:

1.缓冲系数与最大应力曲线2.最大加速度与静应力曲线3.应力应变曲线一、缓冲系数与最大应力曲线的应用曲线上查出最低点的C与值。三种情况：设计缓冲材料的用量、优选缓冲包装材料、求出最大冲击力和最大加速度1.缓冲材料的用量计算已知及某选定缓冲包装材料的曲线，计算①从②求出缓冲面积：③求出缓冲材料的厚度：

缓冲材料的合理用量。(1)对缓冲面积的大小无特殊要求，设计过程为：

(2)缓冲面积已给定,在缓冲面积有特殊要求的情况下，可以按下列过程进行包装设计：①求出最大允许应力②由曲线查得③由缓冲材料厚度求出厚度。对应的C；②在曲线图中，根据所求得的C值作一水平直线，这时可能出现两种情况：（a）水平线与曲线无交点，说明这种缓冲垫厚度T不合要求，可以更换或用多层缓冲垫以增加厚度；（b）水平线与(3)缓冲垫的厚度已给定,则按下面过程进行缓冲包装设计：①由式（6-3）求出缓冲系数曲线有两个交点和，在之间的取值都可以，一般取③求出缓冲面积以减少缓冲面积节省材料

这里讨论缓冲效果，是以缓冲系数C为最小值作为指标的。对于这类问题，在缓冲包装设计之前，首先要知道缓冲包装材料的

已知要求在几种缓冲材料中选出一种，使缓冲效果最佳。（1）缓冲面积可灵活选择具体的设计过程为：①选择所有曲线中的最小值C，查出对应的②求出缓冲面积③求出缓冲垫厚度2.选择缓冲包装材料

曲线。同样，在设计时也会碰到两种情况：缓冲面积可以灵活选择和有特殊要求。确定对应的材料②在图中，经过这个求出的最大允许应力①求出最大允许应力③根据确定的C，求缓冲垫的厚度（2）缓冲面积已给定

值，作垂直线，查出最低交点C；设计过程为：已知产品的重量W，跌落高度H，易损度Gm，缓冲材料的曲线，缓冲面积A及缓冲材料厚度T，欲求最大冲击力Pm和最大加速度Gmax，并校核缓冲包装是否符合要求。一般来说，包装产品所受到的最大冲击力可以表示为：又根据缓冲材料跌落过程中能量守恒定律，则：

3．最大冲击力Pm和最大加速度Gmax最大加速度为：二、最大加速度与静应力曲线的应用主要问题有三类：（1）缓冲面积已定，要求选取衬垫的厚度；（2）优化缓冲包装材料用料；（3）求解产品跌落冲击时的最大加速度。已知产品质量W、脆值Gm、跌落高度H及缓冲材料的（1）计算静应力：（2）从相应跌落高度H下的某材料曲线图中查取（3）找出相应的曲线；（4）选定合适的衬垫厚度。1.设计衬垫厚度与指定产品Gmax的交点；2.优化缓冲包装材料用料（1）以Gmax值在（2）找出水平线与每根曲线的交点，得一T值对应有两个（3）取中较大者计算承压面积（4）计算缓冲材料体积V=AT；（5）对与Gm对应水平线相交的每根曲线重复（3）、（4）计算出一组V；（6）选其中最小的V值，再按衬垫组合完成局部缓冲设计。

图中画一水平线；三、振动传递率曲线的应用

1.传递率曲线应用单自由度包装系统在受迫振动条件下的振动响应,可以用传递率表示,即

2.衬垫材料的防振性能

包装系统的防振性能,取决于该系统的固有频率ω和衰减系数ζ。对于线性系统