一種測定包裝耦合界面等效動剛度的新方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種測定包裝耦合界面等效動剛度的新方法，屬于包裝領(lǐng)域，其主要特征在于，依據(jù)測量的系統(tǒng)水平頻率響應(yīng)函數(shù)，包括c(a)，^Sc(a)c(b)J^Sc(b)c(b)計算包裝耦合界面等效動剛度。包括如下步驟：①對產(chǎn)品（A)，車輛（B)按照實際物流運輸實際工況，通過包裝進行耦合連接，在耦合處布置加速度傳感器；②對裝配好的產(chǎn)品運輸系統(tǒng)，布置傳感器，測量系統(tǒng)水平的傳遞函數(shù)Hsc(a)c(a)，(a)c(b)，Hgc⑶c(b)。其中HSij表示對產(chǎn)品車輛耦合系統(tǒng)在j點用力錘激振，在i點用加速度傳感器拾振，得到的頻率響應(yīng)函數(shù)，例如，在產(chǎn)品和包裝耦合處激勵和測量加速度響應(yīng)，再采集激勵的時域信號和加速度傳感器響應(yīng)信號，進而得到的產(chǎn)品和包裝耦合處的原點導(dǎo)納，其他類同；③根據(jù)測得的系統(tǒng)水平頻率響應(yīng)函數(shù)，直接計算包裝耦合界面的動剛度。該方法完全依據(jù)測量的系統(tǒng)水平頻率響應(yīng)函數(shù)預(yù)測包裝稱合界面動剛度，具有工程應(yīng)用簡便、精度高等優(yōu)點。
【專利說明】一種測定包裝耦合界面等效動剛度的新方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及包裝耦合界面參數(shù)識別【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及包裝耦合界面等效動剛 度的測試方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 產(chǎn)品在物流中發(fā)生破損的現(xiàn)象十分嚴重，由此導(dǎo)致的經(jīng)濟損失巨大。防護包裝可 有效降低產(chǎn)品的物流損失，其設(shè)計的基礎(chǔ)是依據(jù)包裝界面的動剛度。對包裝耦合界面而言， 通常包括了內(nèi)部襯墊、外包裝箱、托盤以及其他輔助的固定裝置等，它們的性能集總行成了 復(fù)雜包裝耦合界面的動剛度。當動剛度較大時，被包裝產(chǎn)品的響應(yīng)可能會放大而導(dǎo)致產(chǎn)品 破損，當動剛度較小時，緩沖材料的變形會非常大，從而要求包裝容器的體積增大，由此導(dǎo) 致過度包裝。因此，可以說，防護包裝設(shè)計的核心是確定合適的包裝耦合界面動剛度。在 機械振動測試【技術(shù)領(lǐng)域】發(fā)展起來的諸多界面動剛度的測試方法（包括時域方法、頻域方法 等），要么需要高精度的儀器設(shè)備，要么需要大量的測點，同時對實驗技術(shù)本身的要求也非 常高。同時，現(xiàn)有的方法對于前文述及的包含多個單元的復(fù)雜包裝耦合界面動剛度的測試 普遍存在精度無法保證的問題，特別是由于包裝耦合界面本身物理空間的限制，很難激振 和拾振。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種測試精度高、無需專用測量儀器、工程應(yīng)用簡便的測 量包裝耦合界面動剛度的方法。
[0004] 本發(fā)明提供用于包裝耦合界面動剛度的測試方法，其特征在于：完全采用測量的 系統(tǒng)水平頻率響應(yīng)函數(shù)預(yù)測包裝稱合界面動剛度，包括如下步驟：
[0005] (1)對產(chǎn)品（A)，車輛⑶按照實際物流運輸實際工況，通過包裝進行耦合連接，在 耦合處布置加速度傳感器；
[0006] (2)對裝配好的產(chǎn)品運輸系統(tǒng)，布置傳感器，測量系統(tǒng)水平的傳遞函數(shù)HSe(a)c(a>， Hsc (a) c(b) ? Hsc(b) c(b)。 其中HSij表示對產(chǎn)品車輛耦合系統(tǒng)在j點用力錘激振，在i點用加速度傳 感器拾振，得到的頻率響應(yīng)函數(shù)，例如，H s&k(a)在產(chǎn)品和包裝耦合處激勵和測量加速度響 應(yīng)，再采集激勵的時域信號和加速度傳感器響應(yīng)信號，進而得到的產(chǎn)品和包裝耦合處的原 點導(dǎo)納，其他類同。
[0007] (3)根據(jù)測得的系統(tǒng)水平頻率響應(yīng)函數(shù)，直接計算包裝耦合界面的動剛度。計算公 式如下：
[0008] Kc = -ω Hsc(a)cW(Hsc(a、c⑷Hs響啦、-H sc(a)c(b))。
[0009] 其中，ω = 2 π f，表示采樣頻率。
[0010] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有顯著優(yōu)點：
[0011] (1)完全采用測量的系統(tǒng)水平頻率響應(yīng)函數(shù)預(yù)測包裝耦合界面等效動剛度，特別 適合于不可拆分產(chǎn)品運輸系統(tǒng)包裝稱合界面的動剛度的辨識。
[0012] (2)計算動剛度的公式所需要的系統(tǒng)水平頻率響應(yīng)函數(shù)完全可以由實驗測試得 到，避免了有限元計算或理論建模對模型精度的依賴性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 圖1產(chǎn)品運輸系統(tǒng)標準檢測點示意圖。

【具體實施方式】
[0014] 下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0015] 實施例
[0016] 本發(fā)明測定包裝耦合界面等效動剛度的方法包括以下步驟：
[0017] (1)對產(chǎn)品，車輛按照實際物流運輸實際工況，通過包裝進行耦合連接，在耦合處 布置加速度傳感器；
[0018] ⑵在產(chǎn)品和包裝耦合處激勵和測量加速度響應(yīng)，再采集激勵的時域信號和加速 度傳感器響應(yīng)信號，進而得到的產(chǎn)品和包裝耦合處的原點導(dǎo)納Hk (a)c;(a);
[0019] (3)在車輛和包裝耦合處激勵和測量加速度響應(yīng)，再采集激勵的時域信號和加速 度傳感器響應(yīng)信號，進而得到的車輛和包裝耦合處的原點導(dǎo)納H s_)c;(b);
[0020] (4)在車輛和包裝耦合處激勵，同時在產(chǎn)品和包裝耦合處測量加速度響應(yīng)，再采集 激勵的時域信號和加速度傳感器響應(yīng)信號，進而得到加速度導(dǎo)納H Se(aU(b);
[0021] (5)應(yīng)用下式對包裝耦合界面動剛度進行計算
[0022] ( = Α?；⑷⑷⑷~?φ7)?；(*))。
[0023] 上述第⑵、（3)、⑷步中頻率響應(yīng)函數(shù)的測量可以由簡單成熟的"激振測試"獲 得，借助"力錘-加速度計-多通道信號采集分析系統(tǒng)"硬件測試系統(tǒng)完成，該系統(tǒng)為公知 公用的機械結(jié)構(gòu)動力學(xué)測試分析系統(tǒng)，主要包括激振用的力錘、振動響應(yīng)測試用的一組傳 感器-加速度計，以及多通道信號采集分析系統(tǒng)，如國產(chǎn)的DASP智能信號能采集處理系統(tǒng)， 16或32通道，國外的如LMS，BK等系統(tǒng)，多通道信號采集分析儀主要由前置信號調(diào)節(jié)器、模 數(shù)轉(zhuǎn)換器和配套軟件（時頻動態(tài)信號讀取、分析、顯示、輸出、打印等功能等）。
[0024] 上述實施例為本發(fā)明推薦的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的 限制,其他的任何未背離本發(fā)明核心實質(zhì)和原理下所做的修改、替代、組合、簡化均應(yīng)為等 效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種測定包裝耦合界面等效動剛度的新方法，其特征在于，包括如下步驟： (1) 對產(chǎn)品，車輛按照實際物流運輸實際工況，通過包裝進行耦合連接，在耦合處布置 加速度傳感器； (2) 直接測量系統(tǒng)水平頻率響應(yīng)函數(shù)； (3) 根據(jù)測量的系統(tǒng)水平頻率響應(yīng)函數(shù)直接計算包裝耦合界面等效動剛度Κ。。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測定包裝耦合界面等效動剛度的新方法,其特征在于， 所述的測量的系統(tǒng)水平頻率響應(yīng)函數(shù)包括Hs* (a)，Hs_(b)，HSe(b)e(b>。其中H Sij表示對產(chǎn)品 車輛耦合系統(tǒng)在j點用力錘激振，在i點用加速度傳感器拾振，得到的頻率響應(yīng)函數(shù)，例如， HSc;(aWa)在產(chǎn)品和包裝耦合處激勵和測量加速度響應(yīng)，再采集激勵的時域信號和加速度傳 感器響應(yīng)信號,進而得到的產(chǎn)品和包裝耦合處的原點導(dǎo)納，其他類同。
3·根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種測定包裝耦合界面等效動剛度的新方法，其特征在于， 所需要測量的系統(tǒng)水平頻率響應(yīng)函數(shù)直接采用測量的加速度導(dǎo)納表達。
4·根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種測定包裝耦合界面等效動剛度的新方法，其特征在于， 動剛度的計算公式為 ^Sc(a)c(b)(^Sc(a)c{a)^Sc(b)c(b)~^Sc(a)c(b)^ °
【文檔編號】G01M7/02GK104215416SQ201410498563
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月24日
【發(fā)明者】王軍, 段芳, 盧立新 申請人:江南大學(xué)