关键词:矩形波;冲击谱;破损边界;阻尼系数;线性参量
自1945年mindlin建立经典包装动力学理论后,单自由度及线性缓;中包装理论得到广泛研究,至今已趋于成熟。然而工程实际中,由于包装材料的多样性、包装产品的复杂性、运输环境的多变形等因素,使得包装动力学中广泛存在着非线性问题。目前,非线性问题的传统的线性化解法过于理想,并且以此为理论依据的缓冲设计方法偏于保守,易产生过度包装。因此,更加科学的方法是从材料的非线性特征出发,建立材料的本构关系。当前,常见的典型的缓冲包装系统的模型有:三次型、正切型、双曲正切型等。此外针对具体材料建立本构模型有瓦楞纸板力学模型和泡沫缓冲包装材料模型。这些模型的建立表明非线性领域正在发展及拓宽。本文以瓦楞纸板力学模型为基础,研究瓦楞纸板缓冲包装衬垫的冲击响应特性。
1 冲击谱及破损边界曲线的研究状态
1968年r.e.newton提出破损边界理论:即产品在冲击激励下响应和冲击加速度、激励时间与速度增量相关,又速度增量等于加速度一时间曲线积分面积,因而三者有两个独立的参量,所以,用产品所能承受加速度脉冲幅值与速度变化量来间接描述产品的抗冲击特性,并作出破损边界曲线(横坐标为速度变化量,纵坐标为加速度幅值)。
此后,lansmost和mts公司开发了破损边界;中击实验仉1977年美国国家标准采用newton的破损边界理论。近30年来,无论国外还是国内对于破损边界曲线的研究皆为热点,shell建议采用后蜂锯齿波加速度冲击;goff和piece建议用半正弦波;王志伟、王振林、胡长鹰等对于典型脉冲见表1冲击典型系统见表2的破损边界曲线都有深入研究讨论;然而,典型脉冲冲击实际系统的响应还鲜有人研究。高德等初步研究了无阻尼下的破损边界问题,但瓦楞纸板的阻尼系数在o.3—0.5之间,不可忽略,因此本文考虑有阻尼状态的西楞纸板在矩形波下的冲击响应。
2 运动微分方程及求解
式(3)为强非线性振动方程,采用四阶r-k法进行数值求解。
(待续)
