一、设计输入先定齐
5.1 要求先确定产品特性。质量和脆值要分开写。尺寸与凸起部位也要列清。运输方式和跌落高度要写。数量、容器受冲击部位、大气条件也要列。输入变一项,厚度就可能变。
常见错误是拿“产品重量”替代全部设计输入。重量只算静应力,脆值决定产品能承受多大加速度。两者都要有。很重但结实的设备,和很轻但怕冲击的仪器,不能用同一套衬垫。
许用脆值 [G] 还要考虑产品价值、强度偏差和重要程度(3.2)。同脆值产品,如果批量一致性差,或者维修成本高,设计取值要更保守。
二、先算最大应力,再选缓冲系数
6.2.1.1 的最大应力式是 σm = [G] × W / A × 10⁶。W 是产品重力,A 是受力面积。算出 σm,再到缓冲系数-最大应力曲线上找点。优先选缓冲系数较小的材料或状态。
厚度按 6.2.1.4 的 T = C × H / [G] 算。C 是缓冲系数,H 是等效跌落高度,[G] 是许用脆值。跌落高度上升,厚度增加;许用脆值下降,厚度也增加。
材料已定时,可找曲线最低点反推受力面积。受力面积不能无限缩小。衬垫会弯曲,可能压溃,也可能让产品触底。
三、局部缓冲也要核承载面积
6.2.2 给的是最大加速度-静应力曲线。先按 σst = W / A × 10⁶ 算静应力,再找对应跌落高度和材料厚度。全面缓冲时,用许用脆值和静应力的交点定厚度。交点夹在两条曲线之间,可以内插。
局部缓冲时,一条水平线可能和曲线交两次。静应力较大的点通常更省料。还要看防振效果,不能只按用材少来选。
6.2.2.5 给面衬垫的抗弯条件:Amin > (1.33T)²。厚度 100 mm 时,最小承载面积要大于 (133 mm)²。也就是约 1.77×10⁴ mm²。面积不够,衬垫会先弯曲。原来的均匀压缩假设就不成立。
四、冲击过了,还要过振动
6.1 要求先做冲击防护,再做振动防护。冲击决定衬垫厚度够不够吸收能量。振动要看包装件在共振频率附近的传递率。
6.3 要求先算静应力,再查材料的振动传递率-频率曲线。读出峰值传递率 Tr和共振频率 f0,再算 Gmax = Tr × G0。Gmax 要小于产品许用脆值。
Gmax 即使没超限,只要接近限值,或者长期振动会带来疲劳,也要重设。产品内部有低频脆弱部件时,还要单独核对该部件的响应。
五、最终回到包装件试验
5.5 要求用实际产品或模拟产品装入完整包装件,做冲击和/或振动试验。用实际产品时,试验前后都要做外观检查和功能试验。包装不能把问题转移到产品内部。
8.2 引用了跌落、振动和水平冲击方法,也引用了脆值试验方法。试验顺序要写。跌落高度和冲击方向也要写。振动谱、判定依据不能缺。只有一张“包装完好”的照片,不算验证。照片不够。
技术文件要同时保留设计计算书和试验记录。计算书解释厚度从哪来,试验记录证明包装实际有效。少一份,换材料或换箱型时就无法复算。