加速度g频率Hz课件

1、1第二专题 产品流通环境2.1 流通过程的基本环节产品流通过程以工厂为起点，消费者为终点，包括了运输、中转、装卸、仓储、陈列、销售等环节流通环境条件：包装件在储运过程中所经历的一切外部因素典型流通过程2第二专题 产品流通环境2.1 流通过程的基本环节流通过程基本环节装卸搬运环节 运输环节储存环节 3第二专题 产品流通环境商品流通环境中各种外界因素及包装损害原因表 外界因素损害包装的原因冲击装卸时跌落，在滑道上、输送带上跌落，包装时滚动，搬运时翻到、抛郑，车辆在坑洼路面上行驶。振动路基上有规则的缺陷（路轨接缝、沥青剥裂），车轮不平衡，结构上的振动。静压力加固拉紧或其它约束力，仓库堆垛，铲型起重运

2、输。动压力火车转轨、堆垛共振，在滑道或运输带上受其它包装物阻挡。扎刺误用钩吊、装卸设备。变形支撑或起吊不平衡。升温暴晒，高温环境。降温天寒，运输中未保暖。低压海拔高，飞机机仓未充压。光照日光直接照射，光化学作用。水储存、装卸、运输时雨淋，船上污水与海水溅淋，潮湿或有水蒸气环境，由热变冷。生物微生物、真菌、霉菌、昆虫、鼠害。时间材料老化、泄漏。污染灰尘、沙粒等外来物，产品泄漏。盗窃窃起、偷换。放射性材料放射性污染。4第二专题 产品流通环境2.2 流通环境的冲击特性储运环境的物理条件，如冲击、振动、自由跌落、碰撞和静态压力等都会对包装容器和产品质量产生重要影响。冲击是一种瞬时的、猛烈的机械运动，即

3、物体在极短的时间内发生很大的速度变化或完成突然的能量转化。 5第二专题 产品流通环境2.2 流通环境的冲击特性包装件的冲击主要发生于装卸作业和运输过程中，可分为垂直冲击和水平冲击。垂直冲击主要由搬运、装卸、起吊时跌落引起；水平冲击主要发生于运输车辆在崎岖不平路面上行驶时，车辆突然启动或制动时，货车的编组溜放和转轨时，飞机着陆时，船舶靠岸时。冲击时，虽然包装件的速度发生有限变化，但由于冲击作用时间极短，因此会产生极大的加速度，导致包装件在瞬间承受极大的冲击力。这种冲击力会导致包装件内装产品的破损。 61.装卸时的冲击据测定，人工装卸的跌落冲击加速度通常在10g（g为重力加速度）左右。吊车装卸冲击

4、加速度 作业内容吊钩速度（m/min）冲击加速度（g）起吊上升10130.10.15下降时紧急制动0.91.2正常着地9130.51.4快速着地（离地1090cm）1.07.57作业状态上 下左 右前 后行驶中的振动67km/h铺修路非铺修路0.21.30.61.60.20.30.30.40.10.2货 叉上升开始下降开始下降停止由30cm高度落下1.70.20.41.0340.10.20.30.40.80.61.1倾斜动作（前、后倾）1.21.9叉车装卸冲击加速度（g） 8装卸中的最大跌落高度 货物跌落概率曲线 9货 物装卸方式跌落参数重量，kg尺寸，cm姿 态高度，cm9122一人抛掷一端

5、面或一角10792391一人携运一端面或一角912345122二人搬运一端面或一角614568152二人搬运一端面或一角536890152二人搬运一端面或一角4690272183机械搬运底 面612721360不限机械搬运底 面461360不限机械搬运底 面30装卸环境与跌落高度 102. 运输过程的冲击 汽车运输。汽车运输的冲击，主要取决于路面状况，车辆的缓冲性能和车速，货物重量及载货方式等。如果包装件在车厢上无固定，受到颠簸后会产生连续冲击，此时产生的加速度为1g以上。若路面特别不平，冲击加速度可达35g；在发生货物散包时加速度高达520g。火车运输。火车运输过程中的冲击主要由货车的编组连

6、挂、加速、减速、刹车或急刹车等引起。火车运行时产生的冲击有两种。一种是车轮滚过钢轨接缝时的垂直冲击，在普通路轨上为80120次分，加速度最高为1g。另一种是列车在挂钩撞合时产生的水平冲击，加速度达24g。若速度为14.5km/h时作溜放挂钩，车体撞合瞬间可能产生18g的冲击加速度。 海运。海运中的冲击与水域、风浪、船型、载重、气象条件有关，其冲击值相对较小。其中船首的冲击最为严重。空运。空运冲击主要发生在飞机起降过程中，特别是降落时，因轮子与地面发生冲撞引起强烈冲击。其冲击加速度大小与机种、驾驶技术、风力、载重有关，最大可达14g，最大冲击加速度时的冲击作用时间为50ms左右。11运输种类运行

7、情况最大加速度（g）上 下左 右前 后铁路货车运行中3060km/h轨道上轨道接头处0.10.40.20.60.10.20.10.2一般起动和停车0.10.5急刹车0.60.90.10.81.51.6紧急刹车2134减速0.61.70.21.00.20.5货车编组挂联0.50.80.10.21.02.6汽 车运行中3040km/h铺修路非铺修路0.20.9130.10.20.41.00.10.20.51.5越过2cm高障碍1.62.51.02.41.12.3以3540km/h车速刹车0.20.70.60.7以5060km/h车速刹车0.20.30.70.8铁路公路运输时所产生的冲击 12货车连

8、挂时的各冲击值（g）ABCDE平均连挂速度km/h5.55.75.75.66.95.88货车底板面左右前后上下0.41.60.80.61.50.60.71.70.70.41.50.60.52.10.90.41.70.7托盘上面左右前后上下0.81.70.80.41.40.70.31.71.10.41.40.80.62.01.50.51.61.0装货最上层左右前后上下4.55.96.05.32.47.04.32.94.54.44.36.013第二专题 产品流通环境2.3 流通环境的振动特性 影响包装件振动的主要因素为运输工具种类、运输环境状况、装载重量、包装结构形式等。由于激励的多样性和影响因素

9、的随机性，包装件的振动属于复合随机振动。 141. 汽车运输振动 汽车运输振动加速度的大小与路面状况、车速、车型和载重量有关。但主要因素为公路的路面状况。15路面条件车速（km/h）垂直方向加速度备 注峰值（g）频率（Hz）基频（Hz）柏 油 路350.71.12100f13f2810401.52100f125f2810土 路200.81.42.5100f12.53.5f29351.01.52100f125f2810一般路面1.52.52100f125f2810恶劣路面公 路350.71.43100f13f29401.52.03100f13f2811 解放牌双轴卡车振动测试记录（空载） 16部

10、位g路面车厢底板包装箱内包装箱顶柏 油 路 面红 土 路 面碎 石 路 面3.34213.98176.05136.61436.071413.3860.56250.51030.6149某电子产品包装件汽车运输加速度测量实例 17点参数路面第一共振点第二共振点频率（Hz）加速度（g）频率（Hz）加速度（g）碎 石 路红 土 路柏 油 路8.58988.29608.29609.2126.7895.50317.372818.056017.76322.21822.01361.6124装载某产品的汽车行驶时产品的共振点测量实例18公路运输频率谱 191. 汽车运输振动 在我国交通部公路研究所对汽车运输的振

11、动冲击情况进行的测试和分析中，对于汽车运输随机振动情况的主要结论如下：汽车运输随机振动加速度功率谱密度值垂向（上下）最大，横向（左右）次之，纵向（前后）最小。测得的最大值：垂向为28.2m /s2，横向为23.55m/s2，纵向为12.16m/s2。 汽车运输振动能量绝大部分在0200Hz频带内，其中能量最集中处于050Hz频带内。汽车运输随机振动功率谱密度在2Hz左右和10Hz左右各有一个较大的峰值。通常在2Hz处的峰值为全频带内最大值。因此，采用公路运输的包装件其固有频率应避开这两个频率值。最好能选用固有频率f012Hz的包装件。202. 火车运输振动 火车运输过程中由于路基和铁轨接头等的

12、作用会产生周期振动。振动中产生的加速度与行驶速度以及货车支撑处的缓冲器有关。振动频率主要在250Hz之间。21振动量运行状态垂 直 方 向横 向纵 向加速度峰值（g）基频（Hz）加速度峰值（g）基频（Hz）加速度峰值（g）基频（Hz）正常运行70km/h出 站进 站过 岔 道车 体 摇 动车 体 颤 动过钢轨接缝过 桥 梁240.520.53372.31.734.558134545.560.51.51.050.521.048.550t车运行振动测量实例 22运输种类运行情况最大加速度（g）上下左右前后铁路货车运行时的振动（3060km/h）0.20.60.10.20.10.2减速时的振动0.6

13、1.70.21.20.20.5汽 车一般公路2040km/h良好路面0.40.70.10.20.10.2不良路面1.32.40.41.00.51.5铺装公路50100km/h满 载0.61.00.20.50.10.4空 载1.01.60.61.40.20.9铁路、公路运输时所产生的振动 23 铁路运输频率谱 243. 空运振动 飞机在运输中产生的振动与飞机种类、结构、形状有关，也与气流和飞行过程中各阶段有关。在滑行与起飞阶段振动频率通常为15100Hz，加速度为1g；在稳定飞行阶段其频率为1001000Hz，加速度为0.050.6g。在强气流条件下可达1.5g。25机型振动量状态螺旋推进机直升

14、机装载情况垂直（g）纵向（g）横向（g）垂直（g）纵向（g）横向（g）发动机启动滑 行飞 行转 弯 盘 旋着 陆0.450.380.360.600.400.10.050.100.080.140.20.030.040.030.180.040.290.190.400.040.160.150.160.060.170.170.15空载空载装载装载空载飞机振动加速度值 26空运加速度频谱图 274. 海运振动 一般地说，海运中出现两个不同级别的振动：较平静海面上稳定航行时的低强度振动；大风浪中或紧急操作航行时的高强度振动。28频率（Hz）加速度（m/s2）上下左右前后上下左右前后机 舱尾甲板前 舱后 舱

15、1795219521145412073512830132351531215349.5431483112145480.178.20.12.80.020.250.010.740.1130.022.20.0142.10.011.70.030.020.040.0030.0140.0060.007货船振动数据 29海运加速度频谱图 30第二专题 产品流通环境如何获取流通环境的振动和冲击特性？ 31第二专题 产品流通环境2.4 流通环境的压缩特性 储运过程对包装件形成的压力，有静压和动压两种。前者虽然不是动力学问题，但静压形成的变形和蠕变，仍然会影响包装件的动态特性，因而是不可忽视的一种环境条件。垛底承受

16、的压力为： 32第二专题 产品流通环境2.4 流通环境的压缩特性 仓库堆垛的高度通常是34米，汽车堆垛不超过2.5米，火车堆垛不超过3米，远洋巨轮货仓堆垛不超过7米。设计包装容器的静压强度，必须参考这种环境允许的堆垛高度。劣化系数k是考虑贮存周期、贮存环境湿度影响的修正系数；通常贮存时间越长，系数k越取大值，常用值为12。在运输途中，垛底包装件除受到来自上层静压力以外，还受来自车厢底板和上层传来的动压力，以及发生水平位移时的摩擦力。动压力比静压力对包装件的危害更大。包装件在车辆上需要可靠地加以固定，以防止包装件在车厢底板上跳动和移动，这是减少动压力的有效措施。 33第二专题 产品流通环境2.5

17、 流通环境的气象条件 不同国家不同地区，气象条件有很大差别，而且任何地方又有昼夜及四季的交替变化。因此，了解世界各地的气象条件及它们对产品包装的要求，对从事储运包装设计人员是必要的。流通环境的气象条件，如温度、湿度、水、气压等都会对包装容器和产品质量产生影响。 341. 温度世界各国各地区的温差极大。我国幅员辽阔，从北到南也跨越了寒冷、寒温、干热、湿热等几个气温带。产品包装件常常在较短时间内经历较剧烈的温度变化，在国际联运、跨赤道越洋运输中更是这样。 35连续飞行4昼夜机舱内的温度变化 36集装箱内部温度状况日变化 37各纬圈的平均温度 38沥青路上的温度日变化 39全世界陆地及海面上的高温情

18、况 条件地点最高记录（）出现超过下列温度的百分率151020陆 地58494645海 面5148464543全世界陆地及海面上的低温情况 条件地点最低记录（）出现超过下列温度的百分率151020陆 地68615754海 面38342826美国标准军用气候极值给出了陆地和海面的高温和低温条件 402. 湿度相对湿度随纬度的变化 41纬度5152535455565温度（）25.525.421.915.38.71.27.0水气压（kPa）2.532.291.841.290.930.650.41相对湿度（）79757170747882 北半球沿纬圈的温、湿度平均值 422. 湿度 我国长江以南地区比较

19、潮湿，年出现相对湿度大于和等于80的累计时数占全年总时数的50以上；而长江以北地区及海拔1000m以上的地区，一般在40以下。长江以南地区，出现大于和等于90RH的累计时数，占全年时间的25以上。长江以南地区年平均相对湿度RH为7080，绝对湿度AH为1.62.4kPa。黄河流域RH为70，AH为1.2kPa。东北的北部地区RH为70，AH则只有0.8kPa。432.湿度 纸塑类容器及药品、食品、化工产品对湿度尤为敏感。如瓦楞纸箱的抗压强度与含水率有很大关系，设计时必须计入湿度对容器强度的影响。 44湿度对纸箱强度的影响（美） 湿度对纸箱强度的影响（法）法国采用的与相对湿度相关的瓦楞纸箱强度矫

20、正系数图 45地名最大相对湿度（相应的月平均温度）地名最大相对湿度（相应的月平均温度）上海重庆海口广州福州汉口长沙南宁96（25.2）94（24.7）94（25.5）96（25.5）94（25.3）92（26.4）90（26.1）95（25.3）胡志明市万象仰光雅加达布吉尼班吉科内克里金沙萨莫杜伯明翰80（23.9）87（23.9）89（24.4）95（23.3）96（21.7）96（26.6）94（22.2）95（21.7）93（21.1）85（21.1）我国南方及世界温热带城市的温湿度数据 463. 水在储运过程中，产品包装接触水的机会很多。露天存放时，雨、雪、露在货物表面连续渗透；水运中

21、波浪飞溅打湿货物或货舱底部积水，局部浸水；意外落水事故，受到长时间全面浸泡；热带地区温高、风大、阳光烈、蒸发快，阵雨或暴雨后形成水汽蒸腾现象，水汽包围货物；暴风使雨水极易渗进货物内部。因此遭遇这些环境条件的产品包装应当有严密的防水措施。47区域年降雨量（mm）区域年降雨量（mm）赤道两侧的湿热地区热带海岸（南北纬2530）热带荒漠（南、北回归23.5）中纬度荒漠（北半球纬度3050）200以上15020025以下30以下湿润的亚热带中纬度西海岸（南北纬度3565）极地和亚极地荒漠10015010020030全球七个降雨区的年降水量 48各纬度的平均年降雨量1 北半球； 2 南半球49地名日最大

22、降雨量（mm）全年日降雨量分布情况（天数）10mm25mm50mm100mm150mm成都170.924.39.53.00.40.2昆明153.331.49.62.10.1拉萨41.615.01.1上海204.435.811.12.80.2南京172.530.510.13.00.50.1福州167.641.014.73.50.60.1南昌289.046.517.95.30.90.3青岛296.627.08.52.80.50.2台北40048.822.77.52.10.8大连171.117.97.12.40.3长春130.417.75.11.10.2哈尔滨104.815.43.90.5西安92.

23、318.54.50.7兰州96.89.71.60.1北京244.215.97.52.80.50.1郑州189.418.112.51.90.2武汉317.433.812.54.00.80.3广州284.946.820.26.41.30.3海口283.043.019.27.61.70.6全国主要城市降雨量及其分布情况 504. 气压包装件在高原地区或航空运输时，要考虑低气压的影响。对气密性物质包装用的容器应考虑能承受内外压差所造成的危害和影响。如在我国西藏地区运输时，就应考虑汽车行驶在海拔35004000m地区运行时气压差异。高原上灌装的瓶装水 的变形问题。515. 太阳辐射 时间纬度带范围纬度带

24、占全球面积的百分比（）太阳辐射强度值（半年平均值）kJ/cm2d冬半年（秋分与春分之间）90600.070.13860400.110.70840200.151.1402000.172.136夏半年（春分与秋分之间）0200.172.51420400.152.55540600.112.10760900.071.466全年北半球0.501.830 北半球各纬度带的太阳辐射强度 525. 太阳辐射 太阳光谱主要由紫外线（波长小于400nm），可见光（波长在400760nm之间）及红外线（波长大于760nm）组成。在大气层外紫外线能量占太阳光总光通量的7左右，但经过大气层到达地面时其能量比例不超过1。

25、然而它仍对包装材料，尤其是塑料、橡胶等有重大影响，例如加速老化、分子激发、降解等。53材料名称最大敏感波长（m）材料名称最大敏感波长（m）聚乙烯聚丙烯聚氯乙稀0.30.310.31聚苯乙烯聚酯氯乙烯和醋酸乙烯酯共聚物0.3180.3250.3220.364 高分子材料最大敏感波长 546. 盐雾盐雾可随风飘入距海面3050km的陆地上空，该距离因沿海地区的地形、地貌及风向、风力等影响而有所不同。盐雾在大气中存在的形式与空气相对湿度有关，或为结晶体、或为液体滴，其平衡状态的临界RH为76。盐雾对包装件的影响在于：破坏金属或其表面镀层的钝化膜而加速金属包装材料的锈蚀，造成机械活动件阻塞，电导性增强

26、，绝缘性降低。因此，要经海洋运输或在沿海地区流通的产品包装件必须增强对盐雾的防护性。 55第二专题 产品流通环境2.6 流通环境的生化条件 影响包装性能的生物因素霉菌细菌 酵母菌 56第二专题 产品流通环境2.6 流通环境的生化条件 影响包装性能的化学因素 影响包装性能的化学因素有硫化物、氮化物、氢化物、氧化物、卤化物、有机物等大气中的废气和有害气体等。这些因素会使包装件或内装物产生化学、物理化学变化，从而腐蚀金属及其制品。 57第二专题 产品流通环境2.7 环境条件的标准化1.环境条件标准化：用统一的语言和度量单位，对环境条件的性质作科学的分类，对每一类环境条件和严酷程度作出定量的描述。2.

27、常用标准 美国ASTM4169-84 MIL-STD-810D 日本JISZ0200-1987 ISO IEC(国际电工委员会) GB4796 GB4797 GB4798推荐了若干关于流通环境标准化的文件对电工电子产品的各种流通和应用环境作了规定583. 环境条件的分类国际电工委员会第75专业委员会（IEC/TC75）对产品的环境条件按不同的特性分为4大类：气象性环境条件，下分10种参数。生化性环境条件，下分3种参数。机械（力学）性环境条件，下分6种参数。电磁性环境条件，下分3种参数。 环境条件参数分类环境类别环境参数气象性环境条件温度，温度变化，湿度，气压，气压变化，空气与水等介质移动速率，

28、降水量，辐射，除雨水外的溅水，同产品相关的湿润度生化性环境条件生物活性物质（B），化学活性物质（C），机械活性颗粒（S）机械性环境条件稳定、非稳定振动（包括冲击），自由跌落，碰撞，翻滚和跌落，静压力电磁性环境条件电场、磁场、发射线路干扰59国际上一般用英文字母和数字来表示环境参数类别和严酷程度。如国际电工委员会TC75规定：字母表示该环境条件的种类 K气候条件；B生物条件；C化学活性物质；S机械活性物质；M机械条件。字母前数字表示产品应用条件或场所1贮存；2运输；3有气候防护场所，固定使用；4无气候防护场所，固定使用；5安装于车辆上；6船舶环境；7携带和非固定使用。字母后数字表示严酷程度，数字

29、越大，条件越严酷。4.流通环境的简化60我国标准也采用这一表示方法。例如2K4，表示运输过程气候条件4级严酷度。一类应用环境条件的参数特征可用一组代表不同等级的符号组合表示。如3K4/3B2/3C3/3S2/3M4当产品包装件的运输条件选用各类别中最低等级组合，如2Kl/2Bl/2Sl/2Ml，表示在良好的环境条件下运输。反之，如2K5/2B3/2S3/2M4，表示环境条件非常严酷。615.环境条件的量化标准（1）单个气候环境参数温湿度等参数，表4-23（2）生物化学环境参数表4-24,25（3）机械活性物质砂，灰尘等，表4-26（4）单个机械环境参数冲击和振动，表4-2762环 境 参 数单位等 级2M12M22M32M4正弦振动振幅Mm3.53.57.57.5加速度m/s210；1510；1520；4020；40频率Hz29；9200；20050029；9200；20050028；8200；20050028；8200；200500平稳随机振动谱密度M2/s310；1；0.310；1；0.330；3；150；16；1频率Hz210；102002002000210；102002002000210；1020020020