一种测定包装耦合界面等效动刚度的新方法
【专利摘要】本发明公开了一种测定包装耦合界面等效动刚度的新方法，属于包装领域，其主要特征在于，依据测量的系统水平频率响应函数，包括c(a)，^Sc(a)c(b)J^Sc(b)c(b)计算包装耦合界面等效动刚度。包括如下步骤：①对产品（A)，车辆（B)按照实际物流运输实际工况，通过包装进行耦合连接，在耦合处布置加速度传感器；②对装配好的产品运输系统，布置传感器，测量系统水平的传递函数Hsc(a)c(a)，(a)c(b)，Hgc⑶c(b)。其中HSij表示对产品车辆耦合系统在j点用力锤激振，在i点用加速度传感器拾振，得到的频率响应函数，例如，在产品和包装耦合处激励和测量加速度响应，再采集激励的时域信号和加速度传感器响应信号，进而得到的产品和包装耦合处的原点导纳，其他类同；③根据测得的系统水平频率响应函数，直接计算包装耦合界面的动刚度。该方法完全依据测量的系统水平频率响应函数预测包装稱合界面动刚度，具有工程应用简便、精度高等优点。
【专利说明】一种测定包装耦合界面等效动刚度的新方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及包装耦合界面参数识别【技术领域】，尤其是涉及包装耦合界面等效动刚 度的测试方法。
【背景技术】
[0002] 产品在物流中发生破损的现象十分严重，由此导致的经济损失巨大。防护包装可 有效降低产品的物流损失，其设计的基础是依据包装界面的动刚度。对包装耦合界面而言， 通常包括了内部衬垫、外包装箱、托盘以及其他辅助的固定装置等，它们的性能集总行成了 复杂包装耦合界面的动刚度。当动刚度较大时，被包装产品的响应可能会放大而导致产品 破损，当动刚度较小时，缓冲材料的变形会非常大，从而要求包装容器的体积增大，由此导 致过度包装。因此，可以说，防护包装设计的核心是确定合适的包装耦合界面动刚度。在 机械振动测试【技术领域】发展起来的诸多界面动刚度的测试方法（包括时域方法、频域方法 等），要么需要高精度的仪器设备，要么需要大量的测点，同时对实验技术本身的要求也非 常高。同时，现有的方法对于前文述及的包含多个单元的复杂包装耦合界面动刚度的测试 普遍存在精度无法保证的问题，特别是由于包装耦合界面本身物理空间的限制，很难激振 和拾振。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种测试精度高、无需专用测量仪器、工程应用简便的测 量包装耦合界面动刚度的方法。
[0004] 本发明提供用于包装耦合界面动刚度的测试方法，其特征在于：完全采用测量的 系统水平频率响应函数预测包装稱合界面动刚度，包括如下步骤：
[0005] (1)对产品（A)，车辆⑶按照实际物流运输实际工况，通过包装进行耦合连接，在 耦合处布置加速度传感器；
[0006] (2)对装配好的产品运输系统，布置传感器，测量系统水平的传递函数HSe(a)c(a>， Hsc (a) c(b) ? Hsc(b) c(b)。 其中HSij表示对产品车辆耦合系统在j点用力锤激振，在i点用加速度传 感器拾振，得到的频率响应函数，例如，H s&k(a)在产品和包装耦合处激励和测量加速度响 应，再采集激励的时域信号和加速度传感器响应信号，进而得到的产品和包装耦合处的原 点导纳，其他类同。
[0007] (3)根据测得的系统水平频率响应函数，直接计算包装耦合界面的动刚度。计算公 式如下：
[0008] Kc = -ω Hsc(a)cW(Hsc(a、c⑷Hs响啦、-H sc(a)c(b))。
[0009] 其中，ω = 2 π f，表示采样频率。
[0010] 本发明与现有技术相比，具有显著优点：
[0011] (1)完全采用测量的系统水平频率响应函数预测包装耦合界面等效动刚度，特别 适合于不可拆分产品运输系统包装稱合界面的动刚度的辨识。
[0012] (2)计算动刚度的公式所需要的系统水平频率响应函数完全可以由实验测试得 到，避免了有限元计算或理论建模对模型精度的依赖性。
【专利附图】
【附图说明】
[0013] 图1产品运输系统标准检测点示意图。
【具体实施方式】
[0014] 下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0015] 实施例
[0016] 本发明测定包装耦合界面等效动刚度的方法包括以下步骤：
[0017] (1)对产品，车辆按照实际物流运输实际工况，通过包装进行耦合连接，在耦合处 布置加速度传感器；
[0018] ⑵在产品和包装耦合处激励和测量加速度响应，再采集激励的时域信号和加速 度传感器响应信号，进而得到的产品和包装耦合处的原点导纳Hk (a)c;(a);
[0019] (3)在车辆和包装耦合处激励和测量加速度响应，再采集激励的时域信号和加速 度传感器响应信号，进而得到的车辆和包装耦合处的原点导纳H s_)c;(b);
[0020] (4)在车辆和包装耦合处激励，同时在产品和包装耦合处测量加速度响应，再采集 激励的时域信号和加速度传感器响应信号，进而得到加速度导纳H Se(aU(b);
[0021] (5)应用下式对包装耦合界面动刚度进行计算
[0022] ( = Α?；⑷⑷⑷~?φ7)?；(*))。
[0023] 上述第⑵、（3)、⑷步中频率响应函数的测量可以由简单成熟的"激振测试"获 得，借助"力锤-加速度计-多通道信号采集分析系统"硬件测试系统完成，该系统为公知 公用的机械结构动力学测试分析系统，主要包括激振用的力锤、振动响应测试用的一组传 感器-加速度计，以及多通道信号采集分析系统，如国产的DASP智能信号能采集处理系统， 16或32通道，国外的如LMS，BK等系统，多通道信号采集分析仪主要由前置信号调节器、模 数转换器和配套软件（时频动态信号读取、分析、显示、输出、打印等功能等）。
[0024] 上述实施例为本发明推荐的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的 限制,其他的任何未背离本发明核心实质和原理下所做的修改、替代、组合、简化均应为等 效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种测定包装耦合界面等效动刚度的新方法，其特征在于，包括如下步骤： (1) 对产品，车辆按照实际物流运输实际工况，通过包装进行耦合连接，在耦合处布置 加速度传感器； (2) 直接测量系统水平频率响应函数； (3) 根据测量的系统水平频率响应函数直接计算包装耦合界面等效动刚度Κ。。
2. 根据权利要求1所述的一种测定包装耦合界面等效动刚度的新方法,其特征在于， 所述的测量的系统水平频率响应函数包括Hs* (a)，Hs_(b)，HSe(b)e(b>。其中H Sij表示对产品 车辆耦合系统在j点用力锤激振，在i点用加速度传感器拾振，得到的频率响应函数，例如， HSc;(aWa)在产品和包装耦合处激励和测量加速度响应，再采集激励的时域信号和加速度传 感器响应信号,进而得到的产品和包装耦合处的原点导纳，其他类同。
3·根据权利要求2所述的一种测定包装耦合界面等效动刚度的新方法，其特征在于， 所需要测量的系统水平频率响应函数直接采用测量的加速度导纳表达。
4·根据权利要求3所述的一种测定包装耦合界面等效动刚度的新方法，其特征在于， 动刚度的计算公式为 ^Sc(a)c(b)(^Sc(a)c{a)^Sc(b)c(b)~^Sc(a)c(b)^ °
【文档编号】G01M7/02GK104215416SQ201410498563
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年9月24日 优先权日:2014年9月24日
【发明者】王军, 段芳, 卢立新 申请人:江南大学