二自由度包裝系統(tǒng)跌落沖擊動力學特性研究.pdf

1、在運輸中包裝系統(tǒng)的外包裝箱可視為剛體，上下襯墊相當于彈簧，外包裝箱相當于剛性支座，易損件與產(chǎn)品構成一振動系統(tǒng)，產(chǎn)品與襯墊構成一振動系統(tǒng)。產(chǎn)品發(fā)生破損總是從最薄若的部件開始，產(chǎn)品的破損邊界曲線是包裝動力學的核心內(nèi)容之一，而目前常用的理論主要是基于單自由度系統(tǒng)。本文把包裝系統(tǒng)簡化為二自由度振動系統(tǒng)，對包裝系統(tǒng)簡化的條件、二自由系統(tǒng)的跌落破損邊界理論等進行詳細研究，研究內(nèi)容包括：
　　 1.基于易損件的包裝系統(tǒng)的簡化及影響因素研究

2、r>　　 運用四階Runge-Kutta法，詳細分析了包裝系統(tǒng)簡化過程中的影響因素，指出質量比、名義頻率比對二自由度線性系統(tǒng)簡化為兩個單自由度系統(tǒng)對易損件的加速度響應的極值有直接的影響，傳統(tǒng)的放大系數(shù)法在計算易損件加速度響應時存在較大誤差；對三次非線性系統(tǒng)、正切非線性系統(tǒng)及雙曲正切非線性系統(tǒng)的易損件加速度響應影響因素進行詳細分析。結果表明，非線性系統(tǒng)的初始速度、質量比和名義頻率比對不同系統(tǒng)有著不同的影響。
　　 2.二自由度系

3、統(tǒng)的跌落破損邊界曲線理論研究及試驗
　　 對二自由系統(tǒng)跌落沖擊運動方程無量綱化求解，提出以無量綱化的速度和名義頻率比為基本變量，以質量比及阻尼比為參變量的跌落破損邊界曲線理論，應用Matlab編程求解線性系統(tǒng)、三次非線性系統(tǒng)、正切非線性系統(tǒng)及雙曲正切非線性系統(tǒng)系統(tǒng)的跌落破損邊界曲線DDBC(Dropping damage boundary curve)，得到在不同參數(shù)下的一系列破損邊界曲線圖。該方法是對傳統(tǒng)DDBC的擴展，并詳細

4、分析了不同系統(tǒng)的影響因素。
　　 應用速度等效法，利用振動臺對自制模型系統(tǒng)進行沖擊實驗，以驗證二自由度線性系統(tǒng)、三次型系統(tǒng)及正切型系統(tǒng)跌落破損邊界曲線，實測數(shù)據(jù)表明，實驗值和理論破損邊界曲線基本吻合，從而驗證了跌落破損邊界曲線的正確性。
　　 3.跌落沖擊響應及參數(shù)識別試驗研究
　　 基于時域參數(shù)識別法，建立了EPE和質量塊構成系統(tǒng)的跌落沖擊力學模型。不同厚度材料在同一高度跌落時，其線性部分剛度隨厚度的增加而減小

5、；同一厚度材料其線性剛度隨跌落高度的增加而增加，而非線性參數(shù)則無法確定；EPE材料在跌落沖擊中的表現(xiàn)為具有立方非線性特性，且隨厚度及跌落高度的變化而變化。
　　 利用實驗數(shù)據(jù)，建立了EPE材料動態(tài)緩沖特性的BP神經(jīng)網(wǎng)絡模型，通過對測試集目標函數(shù)的訓練，確定了該網(wǎng)絡的特征參數(shù)，測試結果說明該網(wǎng)絡可靠。測試了四種應力水平下同密度三種厚度EPE在四個跌落高度下的動態(tài)響應特性，對比實驗數(shù)據(jù)與訓練的BP網(wǎng)絡的輸出數(shù)據(jù)，結果表明該模型在所選