第二版-運(yùn)輸包裝件測(cè)試

1、第七章運(yùn)輸包裝件測(cè)試§7·1 環(huán)境試驗(yàn)一、溫濕度調(diào)節(jié)處理包裝件在流通中,要經(jīng)歷運(yùn)輸、裝卸搬運(yùn)、貯存等環(huán)節(jié)。在這個(gè)過程中,包裝件可能遭遇環(huán)境條件的各種損害,如沖擊、振動(dòng)、氣象環(huán)境條件、生化環(huán)境條件等作用。運(yùn)輸包裝試驗(yàn)的目的,就是在實(shí)驗(yàn)室里模擬流通環(huán)境條件對(duì)包裝件的作用。包裝件經(jīng)歷的氣象環(huán)境條件主要包括溫度、濕度、氣壓、水分、太陽輻射等影響因素,尤其是溫度、濕度對(duì)包裝材料和結(jié)構(gòu)影響很大。隨著國(guó)際貿(mào)易的迅速發(fā)展,各種商品需要跨地域流通。在國(guó)際聯(lián)運(yùn)、跨赤道越洋運(yùn)輸,溫差變化更大,溫差變化可達(dá)30以上。相對(duì)濕度隨緯度而變化,由赤道到中緯度(約35度附近相對(duì)濕度隨緯度增高而降低。由中緯

2、度到高緯度時(shí)氣溫逐漸降低,相對(duì)濕度隨緯度增高而增高。我國(guó)國(guó)內(nèi),從北到南橫跨寒冷、寒溫、干熱、濕熱等幾個(gè)氣溫帶。長(zhǎng)江以南地區(qū),黃河流域,東北地區(qū),西北地區(qū)等不同地區(qū)的溫度、濕度差別十分明顯。溫度變化會(huì)對(duì)產(chǎn)品和包裝產(chǎn)生如下影響:某些藥品、食品、化工產(chǎn)品很難保持品質(zhì)穩(wěn)定。某些包裝材料性能也因溫度變化而變化。如發(fā)泡聚乙烯材料緩沖系數(shù)隨溫度變化而有顯著變化。大溫差會(huì)引起封閉包裝件內(nèi)產(chǎn)生水汽凝結(jié)現(xiàn)象,加速內(nèi)部產(chǎn)品的受潮和腐蝕。低溫則使橡膠和塑料等材料硬化變脆,受力后易破裂。濕度變化會(huì)對(duì)產(chǎn)品和包裝產(chǎn)生如下影響:高溫、高濕時(shí),如相對(duì)濕度為RH8095%和溫度為2530時(shí),霉菌繁殖旺盛,破壞產(chǎn)品的外觀和標(biāo)志。高

3、濕使金屬的腐蝕加速。一些有機(jī)材料吸濕后表面發(fā)脹、變形、起泡,不但影響外觀,還會(huì)使機(jī)械性能下降。低濕度又會(huì)使紙、木、皮革、塑料等干燥收縮、變形甚至龜裂。楞紙箱的抗壓強(qiáng)度隨相對(duì)濕度增大而下降。因此包裝件在跨國(guó)界、跨地區(qū)的運(yùn)輸過程中必然要經(jīng)歷復(fù)雜的溫濕度環(huán)境影響,運(yùn)輸包裝設(shè)計(jì)和試驗(yàn)一定要考慮氣候條件的影響,否則包裝設(shè)計(jì)的可靠性差。為此,在進(jìn)行各種運(yùn)輸包裝試驗(yàn)之前,根據(jù)包裝件的特性及流通環(huán)境中的氣候條件,選定一種溫濕度條件進(jìn)行調(diào)節(jié)處理,以便模擬現(xiàn)場(chǎng)氣候條件因素對(duì)運(yùn)輸包裝件的影響。若產(chǎn)品流通過程中跨區(qū)域大且溫濕度變化較大,應(yīng)該選定多種溫濕度條件,對(duì)多組樣品分別進(jìn)行溫濕度調(diào)節(jié)處理。流通環(huán)境中溫濕度條件變化

4、廣泛,試驗(yàn)時(shí)不可能模擬每一種情況,所以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 4857.2-2005規(guī)定了12種典型的溫濕度條件,見表7.1。在進(jìn)行運(yùn)輸包裝試驗(yàn)時(shí),根據(jù)運(yùn)輸包裝件的特性及流通環(huán)境中可能遇到的環(huán)境條件,可從表7.1中規(guī)定的各種溫濕度條件中選一種條件,對(duì)運(yùn)輸包裝件進(jìn)行溫濕度調(diào)節(jié)處理。調(diào)節(jié)處理時(shí)間可從4、8、16、24、48、72小時(shí)或7、14、21、28天典型調(diào)節(jié)處理時(shí)間中選一。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),對(duì)允許誤差作了如下規(guī)定。溫度誤差規(guī)定:對(duì)于條件1,2,3和10,至少1h測(cè)量10次的測(cè)量值與公稱值相比最大允許溫度誤差為±3C。對(duì)于其他條件,最大允許溫度的誤差為±2C。對(duì)于所有條件,相對(duì)于公稱

5、值,平均誤差應(yīng)為±2C。相對(duì)濕度誤差規(guī)定:對(duì)于所有條件,至少1h測(cè)量的最大允許相對(duì)濕度相對(duì)于公稱值的誤差應(yīng)為±5%。對(duì)于所有條件,相對(duì)于公稱值,相對(duì)濕度平均誤差應(yīng)為±2%。注:相對(duì)濕度的平均值,應(yīng)通過至少1h的時(shí)間,取10次測(cè)量的平均值獲得,或通過儀器的連續(xù)記錄求出。表7.1 溫濕度條件 (1溫濕度箱(室對(duì)每一個(gè)溫濕度箱(室,應(yīng)規(guī)定工作空間的范圍。工作空間內(nèi)應(yīng)能保持規(guī)定的調(diào)節(jié)處理?xiàng)l件,其溫度和濕度能作連續(xù)記錄,且保持在規(guī)定的允許誤差之內(nèi)。(2干燥箱(室將某些試驗(yàn)樣品的含水率降低到溫濕度調(diào)節(jié)處理所要求的含水率以下。(3記錄儀器記錄儀器要有足夠的靈敏度和穩(wěn)定性,溫度的

6、測(cè)量精度應(yīng)能準(zhǔn)確到0.1C,相對(duì)濕度準(zhǔn)確到1%,并能作連續(xù)記錄,若每次測(cè)試記錄的間隔不大于5分鐘,則也認(rèn)為該記錄是連續(xù)的。在達(dá)到上述測(cè)量精度要求的同時(shí),記錄儀器要有足夠的響應(yīng)速度,以能準(zhǔn)確記錄每分鐘4C 的溫度變化以及每分鐘5%的相對(duì)濕度變化。(1把已經(jīng)準(zhǔn)備好的試驗(yàn)樣品放在溫濕度箱(室的工作空間內(nèi),將試驗(yàn)樣品架空放置,使其頂面、四周及至少75%的底部面積能自由地與溫濕度調(diào)節(jié)處理的空氣相接觸。(2盡可能的選擇和試驗(yàn)樣品運(yùn)輸及儲(chǔ)存條件相似的溫度和相對(duì)濕度,并且將其暴露在規(guī)定的條件下一段時(shí)間,時(shí)間的選擇從4、8、16、24、48、72小時(shí)或7、14、21、28天典型調(diào)節(jié)處理時(shí)間中選一。溫濕度調(diào)節(jié)處理

7、的時(shí)間從達(dá)到規(guī)定條件1h后算起。(3當(dāng)試驗(yàn)樣品是具有滯后現(xiàn)象特性的材料構(gòu)成時(shí),如纖維板等,則需要在溫濕度調(diào)節(jié)處理之前進(jìn)行干燥處理。具體做法為:將試驗(yàn)樣品放置在干燥室內(nèi)至少24 h,在該環(huán)境條件下,當(dāng)被轉(zhuǎn)移到試驗(yàn)條件下時(shí),試驗(yàn)樣品已經(jīng)通過吸收潮氣接近平衡。當(dāng)規(guī)定的相對(duì)濕度不大于40%時(shí),不作干燥處理。(4在調(diào)節(jié)處理過程中不允許有冷凝水滴落到試驗(yàn)樣品上。溫濕度調(diào)節(jié)處理試驗(yàn)又是運(yùn)輸包裝件其他環(huán)境試驗(yàn)之前的預(yù)處理。二、噴淋試驗(yàn)包裝件在裝卸、運(yùn)輸、貯存過程中,經(jīng)常受到雨、雪、露在貨物表面的侵襲,并產(chǎn)生滲透,內(nèi)裝物會(huì)受到危害。噴淋試驗(yàn)就是模擬包裝件在流通時(shí)露天存放受到雨淋的過程。本試驗(yàn)用于評(píng)定包裝件對(duì)雨淋

8、的抗御性能及包裝對(duì)內(nèi)裝物的保護(hù)能力。它既可以作為單項(xiàng)試驗(yàn),也可從作為系列試驗(yàn)的組成部分。將試驗(yàn)樣品放在試驗(yàn)場(chǎng)地上,在一定溫度下用水按預(yù)定的時(shí)間及速率進(jìn)行噴淋。(1試驗(yàn)場(chǎng)地試驗(yàn)場(chǎng)地面積至少要比試驗(yàn)樣品底部面積大50%,使試驗(yàn)樣品處于噴淋面積之內(nèi)。如有必要對(duì)試驗(yàn)場(chǎng)地溫度進(jìn)行控制時(shí),可對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行隔熱或加熱。場(chǎng)地地面應(yīng)設(shè)置有格條地板和足夠容量的排水口,使噴灑的水能自動(dòng)排泄出去,不致使試驗(yàn)樣品泡在水里。試驗(yàn)場(chǎng)地的高度要適當(dāng),使噴水嘴與試驗(yàn)包裝件頂部之間的距離至少為2m,可保證水能垂直滴落。(2噴淋裝置噴淋裝置應(yīng)滿足100 ± 20 L/(m2 ·h速率的噴水量。噴出的水要求充分均勻,

9、噴頭高度應(yīng)能調(diào)節(jié),使噴嘴與試驗(yàn)樣品頂部之間至少能夠保持2m的距離。(1按GB/T 4857.17(編制運(yùn)輸包裝件試驗(yàn)大綱的一般原理的要求準(zhǔn)備試驗(yàn)樣品。(2按GB/T 4857.1(運(yùn)輸包裝件試驗(yàn)時(shí)各部位的標(biāo)示方法的要求對(duì)試驗(yàn)樣品各部位進(jìn)行編號(hào)。(3按GB/T 4857.2(運(yùn)輸包裝件溫濕度調(diào)節(jié)處理的要求選定一種條件對(duì)試驗(yàn)樣品進(jìn)行溫濕度預(yù)處理。試驗(yàn)應(yīng)在與預(yù)處理相同的溫濕度條件下進(jìn)行。如果達(dá)不到相同條件,則必須在盡可能相近的大氣條件下進(jìn)行試驗(yàn),在試驗(yàn)樣品離開預(yù)處理?xiàng)l件5min之內(nèi)開始試驗(yàn)。(4調(diào)整噴頭的高度,使噴嘴與試驗(yàn)包裝件頂部最近點(diǎn)之間的距離至少為2m。開啟噴頭直至整個(gè)系統(tǒng)達(dá)到均衡狀態(tài)。除非另

10、有規(guī)定否則噴水的溫度和試驗(yàn)場(chǎng)地溫度均應(yīng)在5C和30C之間。(5在整個(gè)系統(tǒng)噴出的水達(dá)到穩(wěn)定后,再放置試驗(yàn)樣品。(6將試驗(yàn)樣品放在試驗(yàn)場(chǎng)地中心位置,使水能夠按照校準(zhǔn)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)落到試驗(yàn)樣品上,在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)持續(xù)地進(jìn)行噴淋。(7檢查被試包裝件及其內(nèi)裝物,是否出現(xiàn)防水性能下降或滲水現(xiàn)象。三、浸水試驗(yàn)浸水試驗(yàn)是將試樣完全浸入水中,保持預(yù)定的時(shí)間以后,緩緩提起。在預(yù)定的大氣條件和時(shí)間內(nèi)進(jìn)行瀝水和干燥。該試驗(yàn)用來檢驗(yàn)防水要求很高貨物的包裝件承受水浸害的能力,或用來檢查某些容器的密封性能。(1水箱水箱應(yīng)具有足夠的容積,能夠使試驗(yàn)樣品全部浸于水中,試驗(yàn)樣品頂面沉入水面以下的距離不小于100mm。水箱應(yīng)具有給水、排水

11、裝置,不應(yīng)有滲水、漏水現(xiàn)象,并能將水溫保持在規(guī)定的范圍內(nèi)。(2浸水裝置該裝置應(yīng)有足夠的尺寸,可以寬松地盛裝試驗(yàn)樣品,并能提升或下降。(3剛性格柵具有一定的強(qiáng)度和剛度、支撐濕的試驗(yàn)樣品時(shí)格柵不變形,能使空氣自由地流經(jīng)試驗(yàn)樣品底面。柵條與試驗(yàn)樣品的接觸面積不大于試驗(yàn)樣品底面積的10%。(1按GB/T 4857.17(編制運(yùn)輸包裝件試驗(yàn)大綱的一般原理的要求準(zhǔn)備試驗(yàn)樣品。(2按GB/T 4857.1(運(yùn)輸包裝件試驗(yàn)時(shí)各部位的標(biāo)示方法的要求對(duì)試驗(yàn)樣品各部位進(jìn)行編號(hào)。(3按GB/T 4857.2(運(yùn)輸包裝件溫濕度調(diào)節(jié)處理的要求選定一種條件對(duì)試驗(yàn)樣品進(jìn)行溫濕度預(yù)處理。浸水時(shí),應(yīng)在試驗(yàn)樣品離開預(yù)處理?xiàng)l件5mi

12、n之內(nèi)開始進(jìn)行。如果達(dá)不到預(yù)處理?xiàng)l件,則應(yīng)盡可能接近預(yù)處理的溫濕度條件下進(jìn)行試驗(yàn)。瀝水、干燥時(shí),應(yīng)在與預(yù)處理相同的溫濕度條件下進(jìn)行。(4在水箱內(nèi)充以一定深度的水,水溫在540C范圍內(nèi)選擇,浸水過程中水溫變化在±2C以內(nèi)。(5將試驗(yàn)樣品放入浸水裝置內(nèi),一同浸入水中,浸水下放速度不大于300mm/min直至試驗(yàn)樣品的頂面沉入水面100mm以下,并保持一定時(shí)間。保持時(shí)間從5,15,30 min或l,2, 4 h中選擇。(6達(dá)到預(yù)定時(shí)間后,以不大于300mm/min的速度將試驗(yàn)樣品提出水面。(7將試驗(yàn)樣品按預(yù)定狀態(tài)放在格柵上,使其暴露在預(yù)定的大氣條件下。暴露時(shí)間從4, 8,16,24,48,

13、72小時(shí)或1,2,3,4周中選擇。(8記錄試驗(yàn)樣品浸水、瀝水、干燥引起的任何明顯的損壞或任何其他變化。按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)定檢查包裝及內(nèi)裝物的損壞情況,并分析試驗(yàn)結(jié)果。四、低氣壓試驗(yàn)低氣壓試驗(yàn)用于評(píng)定在空運(yùn)時(shí),飛機(jī)飛行高度不超過3500m的非增壓倉(cāng)和超過3500m的增壓倉(cāng)內(nèi)部的運(yùn)輸包裝件和單元貨物耐低氣壓影響的能力及包裝對(duì)內(nèi)裝物的保護(hù)能力。對(duì)于海拔較高的地面運(yùn)輸包裝件和單元貨物可參考采用低氣壓試驗(yàn)。將試驗(yàn)樣品置于氣壓試驗(yàn)箱(室內(nèi),然后將試驗(yàn)箱(室內(nèi)氣壓降低到相當(dāng)于3500 m高度時(shí)的氣壓。將此氣壓保持預(yù)定的時(shí)間后,使其恢復(fù)到常壓。如有必要,在此期間也可將溫度控制在相同高度時(shí)所具有的溫度(參見表7.2

14、。按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,檢查包裝及內(nèi)裝物的損壞情況,并分析試驗(yàn)結(jié)果。試驗(yàn)設(shè)備為氣壓試驗(yàn)箱或氣壓試驗(yàn)室,要求應(yīng)具有足夠的空間以容納試驗(yàn)樣品,并能進(jìn)行氣壓和溫度控制,且可以滿足試驗(yàn)所需的氣壓和溫度要求。(1按規(guī)定的要求準(zhǔn)備試驗(yàn)樣品,對(duì)試驗(yàn)樣品各部位進(jìn)行編號(hào)。根據(jù)運(yùn)輸包裝件的特性及流通環(huán)境中可能遇到的環(huán)境條件,選定一種條件對(duì)試驗(yàn)樣品進(jìn)行溫濕度預(yù)處理。(2將試驗(yàn)樣品放置于氣壓試驗(yàn)箱(室內(nèi),以不超過15kPa/min的速率將氣壓降至65kPa (±5%,在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)保持該氣壓,保持時(shí)間可在2h, 4h, 8h, 16h 內(nèi)選取。(3以不超過15kPa/min的增壓速率,充入符合實(shí)驗(yàn)室溫度的干燥空氣

15、,使氣壓恢復(fù)到初始狀態(tài)。(4然后,按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定檢查包裝及內(nèi)裝物的損壞情況,并分析試驗(yàn)結(jié)果。(5當(dāng)運(yùn)輸包裝件在飛行高度超過3500m的非增壓倉(cāng)內(nèi)運(yùn)輸時(shí),可以按表7.2的壓力及溫度進(jìn)行低氣壓試驗(yàn)。表7.2 大氣層外的環(huán)境條件 §7·2 運(yùn)輸包裝件靜態(tài)試驗(yàn)一、靜載荷堆碼試驗(yàn)靜載堆碼試驗(yàn)可以模擬包裝件在運(yùn)輸和貯存過程中,以堆碼方式放置時(shí),堆碼后底部包裝件將承受上部貨物的重壓。該試驗(yàn)可用于評(píng)定包裝件在堆碼時(shí)的耐壓強(qiáng)度,或?qū)?nèi)裝物的保護(hù)能力。它既可以作為研究包裝件在堆碼中受壓時(shí)的影響(變形,蠕變,壓壞或破裂的單項(xiàng)試驗(yàn),也可從作為測(cè)定包裝件在包括有堆碼壓力危害的流通系統(tǒng)中耐壓能力的一系

16、列試驗(yàn)的組成部分。本試驗(yàn)既適用于包裝件在貯存環(huán)節(jié)中堆碼靜壓力的模擬,也適用于在運(yùn)輸過程中由于堆碼而產(chǎn)生的靜壓力的模擬,但不適合模擬運(yùn)輸過程中產(chǎn)生的動(dòng)載荷問題(包裝件受到動(dòng)載荷作用問題將在本章后繼各節(jié)討論。采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 4857.3-92規(guī)定的三種可使用的靜載荷加載方法中的任意一種方法,將包裝件放置于一個(gè)水平平面上并在其上面均勻地施加載荷。有關(guān)載荷、大氣條件、承載時(shí)間以及包裝件的置放狀態(tài)等都是預(yù)定的,堆碼高度和持續(xù)時(shí)間可從表7.3中選用。如可行,則可對(duì)包裝件在試驗(yàn)中的上下偏斜或左右偏斜進(jìn)行測(cè)定。表7.3 堆碼高度和持續(xù)時(shí)間 此項(xiàng)試驗(yàn)也可用壓力試驗(yàn)機(jī)加載壓力,其特點(diǎn)是效率高、操作方便、實(shí)驗(yàn)

17、結(jié)果較精確。其缺點(diǎn)是試驗(yàn)易受試驗(yàn)機(jī)壓板尺寸和加載行程限制,大型包裝件不適用。本教材不詳細(xì)討論此試驗(yàn)方法,有興趣者可參考國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO2874-1985或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 4857.16-90。(1水平臺(tái)面水平臺(tái)面應(yīng)平整堅(jiān)硬。任意兩點(diǎn)的高度差不超過2mm,如為混凝土地面,其厚度應(yīng)不少于150mm。(2加載裝置加載裝置按照所選定的方法(方法1、方法2或方法3而定,具體如下:方法1: 包裝件組該組包裝件的每一件都應(yīng)與試驗(yàn)中的試驗(yàn)樣品完全相同。包裝件的數(shù)目則以其總質(zhì)量達(dá)到合適的載荷量而定。方法2: 自由加載平板該平板應(yīng)能連同適當(dāng)?shù)妮d荷一起,在試驗(yàn)樣品上自由地調(diào)整達(dá)到平衡。載荷與加載平板也可以是一個(gè)整體

18、。加載平板置于包裝件試樣頂部的中心時(shí),其尺寸至少應(yīng)較包裝件的頂面各邊大出100mm。該板應(yīng)足夠堅(jiān)硬以保證能完全承受載荷而不變形。方法3: 導(dǎo)向加載平板采用導(dǎo)向措施使該平板的下表面能連同適當(dāng)?shù)妮d荷一起始終保持水平,所采用的措施不應(yīng)造成摩擦而影響試驗(yàn)結(jié)果。(3偏斜測(cè)試的裝置所有偏斜測(cè)試裝置的誤差,應(yīng)精確到±lmm。(4安全設(shè)施在試驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意所加負(fù)載的穩(wěn)定和安全,為此,必須提供一套穩(wěn)妥的試驗(yàn)設(shè)施,并能在一旦發(fā)生危險(xiǎn)的情況下,保證載荷受到控制,以便防止對(duì)附近人員造成傷害。(1按GB/T 4857.17(編制運(yùn)輸包裝件試驗(yàn)大綱的一般原理的要求準(zhǔn)備試驗(yàn)樣品。(2按GB/T 4857.1(運(yùn)輸包裝

19、件試驗(yàn)時(shí)各部位的標(biāo)示方法的要求對(duì)試驗(yàn)樣品各部位進(jìn)行編號(hào)。(3按GB/T 4857.2(運(yùn)輸包裝件溫濕度調(diào)節(jié)處理的要求選定一種條件對(duì)試驗(yàn)樣品進(jìn)行溫濕度預(yù)處理。試驗(yàn)應(yīng)在與預(yù)處理相同的溫濕度條件下進(jìn)行。如果達(dá)不到相同條件,則必須在盡可能相近的大氣條件下進(jìn)行試驗(yàn),或在試驗(yàn)樣品離開預(yù)理處條件5min之內(nèi)開始試驗(yàn)。(4按GB/ T4857.18(編制運(yùn)輸包裝件試驗(yàn)大綱的定量數(shù)據(jù)規(guī)定選擇試驗(yàn)強(qiáng)度值。見表7.3。(5將試驗(yàn)樣品按預(yù)定狀態(tài)置于水平平面上,再將加載用包裝件組或自由加載平板或?qū)蚣虞d平板置于試驗(yàn)樣品的頂面中心位置。(6如果使用方法2或方法3,則在不造成沖擊的情況下將作為載荷的重物放在加載平板上,并使

20、它均勻地接觸加載平板,以保證載荷的重心恰好處于包裝件頂面中心的上方。重物與加載平板的總質(zhì)量與預(yù)定載荷值的誤差應(yīng)在±2%之內(nèi)。載荷重心與加載平板上面的距離,不得超過試驗(yàn)樣品高度的50%。(7載荷應(yīng)保持預(yù)定的持續(xù)時(shí)間或直至包裝件壓壞。(8試驗(yàn)期間按預(yù)定的測(cè)試方案記錄試驗(yàn)樣品的變形,必要時(shí),也可以隨時(shí)對(duì)試驗(yàn)樣品的變形情況進(jìn)行測(cè)定。(9去除載荷,按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定檢查運(yùn)輸包裝件及內(nèi)裝物的損壞情況,并分析試驗(yàn)結(jié)果。二、壓力試驗(yàn)本試驗(yàn)可用于評(píng)定包裝件在受到壓力時(shí)的耐壓強(qiáng)度或?qū)?nèi)裝物的保護(hù)能力。它既可以作為研究因受壓而造成的影響(變形、壓壞、碎裂的單項(xiàng)試驗(yàn),也可作為測(cè)定包裝件在包含有受壓危害的流通系統(tǒng)

21、中耐壓能力的一系列試驗(yàn)的一個(gè)組成部分。將試驗(yàn)樣品置于試驗(yàn)機(jī)兩平行壓板之間,然后均勻施加壓力,記錄載荷和壓板間的位移,直到試驗(yàn)樣品發(fā)生破裂,或載荷或壓板位移達(dá)到預(yù)定值為止。(1壓力試驗(yàn)機(jī)壓力試驗(yàn)機(jī)用電機(jī)驅(qū)動(dòng),機(jī)械傳動(dòng)或液壓傳動(dòng),壓板型式要能使一個(gè)或兩個(gè)壓板以10±3mm/min的相對(duì)速度進(jìn)行勻速移動(dòng),對(duì)試驗(yàn)樣品施加壓力。壓板應(yīng)平整堅(jiān)硬。壓板尺寸應(yīng)大于與其接觸的試驗(yàn)樣品的尺寸,兩壓板之間的最大行程應(yīng)大于試驗(yàn)樣品的高度。國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上出售的壓力試驗(yàn)機(jī)有多種型號(hào),如深圳新三思計(jì)量技術(shù)有限公司生產(chǎn)的CCT系列微機(jī)控制包裝容器壓力試驗(yàn)機(jī);美國(guó)LANSMONT公司的Model 152 Compres

22、sion Tester壓力試驗(yàn)機(jī)。(2記錄裝置記錄裝置所記錄的載荷誤差不得超過施加載荷的±2%。壓板的位移誤差為±1mm。(1按GB/T 4857.17(編制運(yùn)輸包裝件試驗(yàn)大綱的一般原理的要求準(zhǔn)備試驗(yàn)樣品,試驗(yàn)樣品的數(shù)量一般不少于3件。(2按GB/T 4857.1(運(yùn)輸包裝件試驗(yàn)時(shí)各部位的標(biāo)示方法的要求對(duì)試驗(yàn)樣品各部位進(jìn)行編號(hào)。(3按GB/T 4857.2(運(yùn)輸包裝件溫濕度調(diào)節(jié)處理的要求選定一種條件對(duì)試驗(yàn)樣品進(jìn)行溫濕度預(yù)處理。試驗(yàn)應(yīng)在與預(yù)處理相同的溫濕度條件下進(jìn)行。如果達(dá)不到相同條件,則必須在盡可能相近的大氣條件下進(jìn)行試驗(yàn),在試驗(yàn)樣品離開預(yù)處理?xiàng)l件5min之內(nèi)開始試驗(yàn)。(4

23、將試驗(yàn)樣品按預(yù)定狀態(tài)置于下壓板中心部位,使上壓板和試驗(yàn)樣品接觸。先加220N 的初始載荷,以使試驗(yàn)樣品與上下壓板接觸良好。調(diào)整記錄裝置,以此作為位移記錄的起點(diǎn)。(5以10±3mm/min的速度勻速移動(dòng)壓板距離。應(yīng)加壓到壓縮載荷達(dá)到預(yù)定值或試驗(yàn)樣品尺寸變形達(dá)到預(yù)定值,或試驗(yàn)樣品出現(xiàn)破裂。(6如果需要對(duì)試驗(yàn)樣品的對(duì)角和對(duì)棱的耐壓能力進(jìn)行測(cè)定,須采用上下壓板均不能自由傾斜的壓力試驗(yàn)機(jī)。試驗(yàn)步驟同上。(7試驗(yàn)后按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定檢查運(yùn)輸包裝件及內(nèi)裝物的損壞情況,并分析試驗(yàn)結(jié)果。§7·3 運(yùn)輸包裝件沖擊試驗(yàn)一、跌落試驗(yàn)1. 概述不論是人工裝卸還是機(jī)械裝卸,都可能因人為或偶發(fā)因素

24、使包裝件自由跌落。跌落試驗(yàn)就是模擬包裝件在裝卸和搬運(yùn)中遇到跌落的情況,用于評(píng)定運(yùn)輸包裝件在受到垂直沖擊時(shí)的耐沖擊強(qiáng)度及包裝對(duì)內(nèi)裝物的保護(hù)能力。跌落沖擊發(fā)生于包裝件與地面之間,其沖擊加速度取決于跌落高度,而沖擊力大小除取決于跌落高度外還取決于包裝件重量、內(nèi)襯墊緩沖性能和地面的剛性。跌落高度代表包裝件在流通過程中跌落沖擊能量的大小,跌落高度越高,沖擊能量越大,產(chǎn)品越容易損壞,緩沖防護(hù)就要求越高。通常等效跌落高度確定方法有兩種:一是經(jīng)驗(yàn)公式,二是標(biāo)準(zhǔn)量值法。一般在人工裝卸中,包裝件的跌落高度與重量有如下關(guān)系,它適用于16 kg以上的包裝件:h300W式中h跌落高度,cm;W包裝件重量,kg。標(biāo)準(zhǔn)量值

25、法,就是根據(jù)我國(guó)、日本、美國(guó)等一些國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn),以及一些產(chǎn)品的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來確定跌落高度值。如日本標(biāo)準(zhǔn)JISI0202中規(guī)定的自由跌落試驗(yàn)條件,美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)MILP116H規(guī)定自由落高的試驗(yàn)條件,我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 4857.1892規(guī)定的跌落試驗(yàn)高度,都可根據(jù)產(chǎn)品重量、最大尺寸范圍、運(yùn)輸條件,由表格直接查到跌落高度值(見表7.4。 以上兩種方法是由經(jīng)驗(yàn)及數(shù)理統(tǒng)計(jì)得到。如果要根據(jù)產(chǎn)品價(jià)值、特性和實(shí)際運(yùn)輸條件綜合確定,或采用集合包裝運(yùn)輸(托盤或集裝箱時(shí),等效跌落高度取值就要小很多。2. 試驗(yàn)原理提起試驗(yàn)樣品至預(yù)定高度,然后使其按預(yù)定狀態(tài)自由落下,與沖擊臺(tái)面相撞。3. 試驗(yàn)設(shè)備試驗(yàn)設(shè)備應(yīng)滿足下面要求:(1

26、沖擊臺(tái):沖擊臺(tái)面為水平平面,試驗(yàn)時(shí)不移動(dòng),不變形。它為整塊物體,質(zhì)量至少為試驗(yàn)樣品質(zhì)量的50倍;要有足夠大的面積,以保證試驗(yàn)樣品完全落在沖擊臺(tái)面上;在沖擊臺(tái)面上任意兩點(diǎn)的水平高度差不得超過2mm;沖擊臺(tái)面上任何100mm2的面積上承受10 kg的靜負(fù)荷時(shí),其變形量不得超過0.1mm。(2提升裝置:在提升或下降過程中,不應(yīng)損壞試驗(yàn)樣品。(3支撐裝置:支撐試驗(yàn)樣品的裝置在釋放前應(yīng)能使試驗(yàn)樣品處于所要求的預(yù)定狀態(tài)。 (4釋放裝置:在釋放試驗(yàn)樣品的跌落過程中,應(yīng)使試驗(yàn)樣品不碰到裝置的任何部件,保證其自由跌落。 跌落試驗(yàn)機(jī),常用的有吊鉤式、翻板式和旋轉(zhuǎn)臂式等多種。國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上出售的跌落試驗(yàn)機(jī)有多種型號(hào),

27、如蘇州東菱振動(dòng)試驗(yàn)儀器有限公司生產(chǎn)的PD-315A 型包裝件跌落試驗(yàn)機(jī)(旋轉(zhuǎn)臂式;蘇州試驗(yàn)儀器總廠生產(chǎn)的DLJ-100型跌落試驗(yàn)臺(tái)(旋轉(zhuǎn)臂式;西安捷盛電子公司生產(chǎn)的Y52122/ZF 型跌落試驗(yàn)機(jī)(旋轉(zhuǎn)臂式;日本吉田精機(jī)株式會(huì)社生產(chǎn)的EMH-3000型跌落試驗(yàn)用電磁鉤和DT-100型包裝貨物落下試驗(yàn)機(jī);美國(guó)LANSMONT 公司的PDT-227型跌落試驗(yàn)機(jī)。吊鉤式跌落機(jī)采用普通的電葫蘆起吊,依靠電磁裝置實(shí)現(xiàn)突然的釋放,主要用于大型包裝件跌落試驗(yàn);翻板式跌落機(jī)用兩塊平置的翻板支承貨物的試樣,機(jī)械傳動(dòng)提升,靠手工操作打開活絡(luò)銷,實(shí)現(xiàn)釋放動(dòng)作。圖7.1是一種廣泛使用的旋轉(zhuǎn)臂式跌落試驗(yàn)機(jī)。箱體由鏈條帶

28、動(dòng)并沿立柱垂直升降,升降高度由測(cè)量?jī)x表顯示。試驗(yàn)開始,試件隨箱體提升到規(guī)定高度;到達(dá)規(guī)定高度后,旋轉(zhuǎn)臂突然下降,脫離試件并擺動(dòng)收縮,讓開試件,使試樣保持平直姿態(tài)跌落于沖擊臺(tái)面之上,以形成沖擊。5. 試驗(yàn)程序(1按GB/T 4857.17(編制運(yùn)輸包裝件試驗(yàn)大綱的一般原理的要求準(zhǔn)備試驗(yàn)樣品。 (2按GB/T 4857.1(運(yùn)輸包裝件試驗(yàn)時(shí)各部位的標(biāo)示方法的要求對(duì)試驗(yàn)樣品各部位進(jìn)行編號(hào)。(3按GB/T 4857.2(運(yùn)輸包裝件溫濕度調(diào)節(jié)處理的要求選定一種條件對(duì)試驗(yàn)樣品進(jìn)行溫濕度預(yù)處理。試驗(yàn)應(yīng)在與預(yù)處理相同的溫濕度條件下進(jìn)行。如果達(dá)不到相同條件,則必須在盡可能相近的大氣條件下進(jìn)行試驗(yàn),在試驗(yàn)樣品離開

29、預(yù)處理?xiàng)l件5min 之內(nèi)開始試驗(yàn)。 (4按GB/ T4857.18(編制運(yùn)輸包裝件試驗(yàn)大綱的定量數(shù)據(jù)規(guī)定選擇試驗(yàn)跌落高度,可根據(jù)產(chǎn)品重量、最大尺寸范圍、運(yùn)輸條件,由表格直接查到跌落高度值(見表7.4。(5提起試驗(yàn)樣品至所需的跌落高度位置,并按預(yù)定狀態(tài)將其支撐住。其提起高度與預(yù)定高度之差不得超過預(yù)定高度的±2%。跌落高度是指準(zhǔn)備釋放時(shí)試驗(yàn)樣品的最低點(diǎn)與沖擊臺(tái)面之間的距離。(6按下列預(yù)定狀態(tài),釋放試驗(yàn)樣品:面跌落時(shí),使試驗(yàn)樣品的跌落面與水平面之間的夾角最大不超過2;棱跌落時(shí),使跌落的棱與水平面之間的夾角最大不超過2,試驗(yàn)樣品上規(guī)定面與沖擊臺(tái)面夾角的誤差不大于±5或夾角的10%(

30、以較大的數(shù)值為準(zhǔn),使試驗(yàn)樣品的重力線通過被跌落的棱;角跌落時(shí),試驗(yàn)樣品上規(guī)定面與沖擊臺(tái)面之間的夾角誤差不大于±5或此夾角的10%(以較大的數(shù)值為準(zhǔn),使試驗(yàn)樣品的重力線通過被跌落的角;無論何種狀態(tài)和形狀的試驗(yàn)樣品,都應(yīng)使試驗(yàn)樣品的重力線通過被跌落的面、線、點(diǎn)。(7試驗(yàn)后按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)定檢查包裝及內(nèi)裝物的損壞情況,并分析試驗(yàn)結(jié)果。通過跌落試驗(yàn)還可以達(dá)到另一個(gè)目的,在沒有確定流通環(huán)境的情況下,檢驗(yàn)產(chǎn)品的包裝所能承受多大的高度跌落而包裝件不受損。這種方法可按下列程序進(jìn)行試驗(yàn),首先從一較低的跌落高度開始進(jìn)行跌落試驗(yàn),然后逐漸增加跌落高度,再進(jìn)行跌落試驗(yàn),每次跌落試驗(yàn)后都按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)定檢查包裝

31、及內(nèi)裝物的損壞情況,直到將跌落高度升高到使跌落后的包裝或內(nèi)裝物破損為止。那么此跌落高度就可認(rèn)為是包裝件在流通中所能經(jīng)受的最大跌落高度。二、水平?jīng)_擊試驗(yàn)1. 概述包裝件在運(yùn)輸過程中會(huì)受到水平?jīng)_擊。汽車運(yùn)輸?shù)臎_擊主要取決于路面狀況,車輛的啟動(dòng)和制動(dòng),貨物重量及裝載穩(wěn)定性?；疖囋趻煦^撞合時(shí)產(chǎn)生的水平?jīng)_擊。空運(yùn)中當(dāng)飛機(jī)盤旋時(shí)產(chǎn)生較大的水平?jīng)_擊。海運(yùn)中,由于受海浪的沖擊也會(huì)引起船身的搖晃而產(chǎn)生水平?jīng)_擊。因此可以用水平?jīng)_擊試驗(yàn)?zāi)M包裝件在運(yùn)輸過程中承受水平?jīng)_擊的狀況,用于評(píng)定運(yùn)輸包裝件在受到水平?jīng)_擊時(shí)的耐沖擊強(qiáng)度和包裝對(duì)內(nèi)裝物的保護(hù)能力。2. 試驗(yàn)原理使試驗(yàn)樣品按預(yù)定狀態(tài)以預(yù)定的速度與一個(gè)垂直速度方向的擋

32、板相撞,也可以在擋板表面和試驗(yàn)樣品的沖擊面、棱之間放置合適的障礙物以模擬在特殊情況下的沖擊。(1水平?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)水平?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)由鋼軌道、臺(tái)車和擋板組成。鋼軌道為二根平直鋼軌,平行固定在水平平面上。臺(tái)車應(yīng)有如下性能:第一,應(yīng)有驅(qū)動(dòng)裝置,并能控制臺(tái)車的沖擊速度;第二,臺(tái)車臺(tái)面與試驗(yàn)樣品之間應(yīng)有一定的摩擦力,使試驗(yàn)樣品與臺(tái)車從靜止到?jīng)_擊前的運(yùn)動(dòng)過程中無相對(duì)運(yùn)動(dòng)。但在沖擊時(shí),試驗(yàn)樣品相對(duì)臺(tái)車應(yīng)能自由移動(dòng)。擋板應(yīng)安裝在軌道的一端,其表面與臺(tái)車運(yùn)動(dòng)方向成90±1的夾角;擋板沖擊表面應(yīng)平整,其尺寸應(yīng)大于試驗(yàn)樣品受沖擊部分的尺寸;擋板沖擊表面應(yīng)有足夠的硬度與強(qiáng)度,在其表面任何100mm2的面積上承受1

33、60kg的負(fù)載時(shí),變形不得大于0.25mm;需要時(shí),可以在擋板上安裝障礙物,以便對(duì)試驗(yàn)樣品某一特殊部位做集中沖擊試驗(yàn);擋板結(jié)構(gòu)架應(yīng)使臺(tái)車在試驗(yàn)樣品沖擊擋板后仍能在擋板下繼續(xù)行走一定距離,以保證試驗(yàn)樣品在臺(tái)車停止前與擋板沖擊。斜面沖擊試驗(yàn)機(jī)由鋼軌道、臺(tái)車和擋板組成。鋼軌道是二根平直且互相平行的鋼軌,軌道平面與水平面的夾角為10±1;軌道表面保持清潔、光滑,并沿斜面以50mm的間距劃分刻度;軌道上應(yīng)裝有限位裝置,以便使臺(tái)車能在軌道的任意位置上停留。臺(tái)車的滾動(dòng)裝置,應(yīng)保持清潔,滾動(dòng)良好;臺(tái)車應(yīng)裝有自動(dòng)釋放裝置,并與牽引機(jī)構(gòu)配合使用,使臺(tái)車能在斜面的任意位置上自由釋放;試驗(yàn)樣品與臺(tái)面之間應(yīng)有

34、一定的摩擦力,使試驗(yàn)樣品與臺(tái)車從靜止到?jīng)_擊前的運(yùn)動(dòng)過程中無相對(duì)運(yùn)動(dòng)。但在沖擊時(shí),試驗(yàn)樣品相對(duì)臺(tái)車應(yīng)能自由移動(dòng)。 擋板應(yīng)安裝在軌道的最低端,其沖擊表面與軌道平面成90± 1的夾角,并符合前述的要求;在擋板的結(jié)構(gòu)架上可以安裝阻尼器,防止二次沖擊。吊擺沖擊試驗(yàn)機(jī)由懸吊裝置和擋板組成。 懸吊裝置一般由四角用鋼絲繩懸吊起來的長(zhǎng)方形臺(tái)板組成。臺(tái)板應(yīng)具有足夠的尺寸和強(qiáng)度,以滿足試驗(yàn)的要求。當(dāng)自由懸吊的臺(tái)板靜止時(shí),應(yīng)保持水平狀態(tài)。其前部邊緣剛好觸及擋板。懸吊裝置應(yīng)能在運(yùn)動(dòng)方向自由活動(dòng),并且將試驗(yàn)樣品安置在平臺(tái)上時(shí),不會(huì)阻礙其運(yùn)動(dòng)。擋板的沖擊面應(yīng)垂直于水平面,并符合前述的要求。4. 試驗(yàn)程序 (1按G

35、B/T 4857.17(編制運(yùn)輸包裝件試驗(yàn)大綱的一般原理的要求準(zhǔn)備試驗(yàn)樣品。(2按GB/T 4857.1(運(yùn)輸包裝件試驗(yàn)時(shí)各部位的標(biāo)示方法的要求對(duì)試驗(yàn)樣品各部位進(jìn)行編號(hào)。(3按GB/T 4857.2(運(yùn)輸包裝件溫濕度調(diào)節(jié)處理的要求選定一種條件對(duì)試驗(yàn)樣品進(jìn)行溫濕度預(yù)處理。試驗(yàn)應(yīng)在與預(yù)處理相同的溫濕度條件下進(jìn)行。如果達(dá)不到預(yù)處理?xiàng)l件,則必須在試驗(yàn)樣品離開預(yù)處理?xiàng)l件5min 之內(nèi)開始試驗(yàn)。(4按GB/ T4857.18(編制運(yùn)輸包裝件試驗(yàn)大綱的定量數(shù)據(jù)規(guī)定選擇試驗(yàn)強(qiáng)度值。試驗(yàn)時(shí),水平?jīng)_擊速度值可從1.5,1.8,2.2,2.7,3.3,4.0,5.0m/s 中優(yōu)選。公路運(yùn)輸基本值為1.5m/s ,變

36、化范圍為1.52.7m/s ;鐵路運(yùn)輸基本值為1.8m/s ,變化范圍為1.85.0m/s 。變化范圍的選擇由包裝件的運(yùn)輸條件、質(zhì)量、產(chǎn)品的特點(diǎn)而定。對(duì)于斜面沖擊或吊擺沖擊的水平?jīng)_擊速度與臺(tái)車發(fā)車位置高度或臺(tái)板拉起的高度有如下關(guān)系:圖7.3 吊擺沖擊試驗(yàn)機(jī)簡(jiǎn)圖式中 v 斜面沖擊或吊擺沖擊試驗(yàn)中沖擊處的瞬時(shí)速度(m/s ;h 斜面沖擊試驗(yàn)中,臺(tái)車發(fā)車位置高度;或吊擺沖擊試驗(yàn)中,臺(tái)板拉起的高度(m ;g 重力加速度(m/s 2。根據(jù)公式7.2可以通過設(shè)置不同高度來預(yù)定沖擊速度。(5將試驗(yàn)樣品按預(yù)定狀態(tài)放置在臺(tái)車(水平?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)和斜面沖擊試驗(yàn)機(jī)或臺(tái)板(吊擺沖擊試驗(yàn)機(jī)上。利用斜面或水平?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行試

37、驗(yàn)時(shí),試驗(yàn)樣品的沖擊面或棱應(yīng)與臺(tái)車前緣平齊;利用吊擺沖擊試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí),在自由懸吊的臺(tái)板處于靜止?fàn)顟B(tài)下,試樣品的沖擊面或棱恰好觸及擋板沖擊面。對(duì)試驗(yàn)樣品進(jìn)行沖擊時(shí),其沖擊面與擋板沖擊面之間的夾角不得大于2。試驗(yàn)樣品進(jìn)行棱沖擊時(shí),其沖擊棱與擋板沖擊面之間的夾角不得大于2。如試驗(yàn)樣品為平行六面體,則應(yīng)使組成該棱的兩個(gè)面中的一個(gè)面與擋板沖擊面的夾角誤差不大于±5或在預(yù)定角的±10%以內(nèi)(以較大的數(shù)值為準(zhǔn)。(6利用水平?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí),使臺(tái)車沿鋼軌以預(yù)定速度運(yùn)動(dòng),并在到達(dá)擋板沖擊面時(shí)達(dá)到需要的沖擊速度。(7利用斜面沖擊試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí),將臺(tái)車沿鋼軌斜面提升到可獲得要求沖擊速度

38、的相應(yīng)高度上,然后釋放。(8利用吊擺沖擊試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí),拉開臺(tái)板,提高擺位,當(dāng)拉開到臺(tái)板與擋板沖擊面之間距離能產(chǎn)生所需沖擊速度時(shí),將其釋放。(9無論采用何種試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn),沖擊速度誤差應(yīng)在預(yù)定沖擊速度的±5%以內(nèi)。(10試驗(yàn)后按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)定檢查包裝及內(nèi)裝物的損壞情況,并分析試驗(yàn)結(jié)果。三、 可控水平?jīng)_擊試驗(yàn)1. 概述雖然上述水平?jīng)_擊試驗(yàn)可以模擬包裝件在流通中的受水平?jīng)_擊的狀況,但是由于試驗(yàn)條件與實(shí)際運(yùn)輸環(huán)境有差別,所以試驗(yàn)結(jié)果可能不理想。例如火車在掛鉤撞合時(shí),車輛連接裝置將吸收一部分能量,而包裝件受到的沖擊將比直接水平?jīng)_擊載荷要小。又如運(yùn)輸過程中包裝件一般以堆碼形式放置在車廂內(nèi),其

39、后部或周圍有其他貨物,沖擊時(shí),包裝件除受到?jīng)_擊外,還將受到后部貨物的擠壓,因此需要用脈沖程序裝置產(chǎn)生所需要的沖擊脈沖,通過這樣的可控水平?jīng)_擊試驗(yàn)?zāi)M包裝件在運(yùn)輸過程中承受水平?jīng)_擊的狀況,用于評(píng)定運(yùn)輸包裝件在受到水平?jīng)_擊時(shí)的耐沖擊強(qiáng)度和包裝對(duì)內(nèi)裝物的保護(hù)能力?？煽厮?jīng)_擊試驗(yàn)的試驗(yàn)結(jié)果更接近實(shí)際的運(yùn)輸環(huán)境對(duì)包裝件作用。2. 試驗(yàn)原理使試驗(yàn)樣品按預(yù)定狀態(tài),以一定的沖擊速度沖擊,通過脈沖程序裝置產(chǎn)生更接近實(shí)際的運(yùn)輸環(huán)境的沖擊脈沖(見圖7.4。隔板 圖7.4 可控水平?jīng)_擊試驗(yàn)原理圖止回載荷裝置的作用:放置在試驗(yàn)樣品之后,與試驗(yàn)樣品相同或相似的模擬裝置。沖擊時(shí),止回載荷裝置對(duì)試驗(yàn)樣品所產(chǎn)生的擠壓力,即為

40、止回載荷。用止回載荷可以模擬在運(yùn)輸車輛中包裝件后部所受到的載荷,即水平?jīng)_擊時(shí)包裝件間的相互作用。脈沖程序裝置的作用:安裝在隔板或沖擊面上,這種裝置可采用液壓、彈簧或緩沖材料等形式,用以產(chǎn)生所需沖擊脈沖(如:脈沖的波形、峰值加速度和持續(xù)時(shí)間的裝置。該裝置可以模擬運(yùn)輸中的部分彈性碰撞。隔板的作用:隔板垂直固定在臺(tái)車的臺(tái)面上,碰撞時(shí)包裝件與之相撞擊,以模擬實(shí)際運(yùn)輸過程中包裝件與車廂內(nèi)壁的水平?jīng)_擊情況。(1可控水平?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)可控水平?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)由臺(tái)車、沖擊座和脈沖程序裝置組成。臺(tái)車:臺(tái)車臺(tái)面應(yīng)平整,具有足夠的尺寸,以滿足放置試驗(yàn)樣品和止回載荷裝置的要求。臺(tái)面上應(yīng)有直立隔板,隔板與臺(tái)面成90±0

41、.5。臺(tái)車臺(tái)面與隔板應(yīng)具有一定的強(qiáng)度和剛度,在試驗(yàn)時(shí)保持剛性。隔板與試驗(yàn)樣品相接觸的表面應(yīng)平整,且其尺寸應(yīng)大于試驗(yàn)樣品受沖擊部分的尺寸。需要時(shí),可在隔板上安裝障礙物,以便對(duì)試驗(yàn)樣品某一特殊部位做集中沖擊。臺(tái)車應(yīng)有導(dǎo)向裝置,使臺(tái)車向脈沖程序裝置沖擊面作單一方向運(yùn)動(dòng)。采取適當(dāng)措施,使試驗(yàn)樣品與臺(tái)車從靜止到?jīng)_擊前的運(yùn)動(dòng)過程中無相對(duì)運(yùn)動(dòng),并有沖擊后限制臺(tái)車運(yùn)動(dòng)(防止二次回彈的裝置。沖擊座和脈沖程序裝置:沖擊座應(yīng)有足夠的尺寸以承受臺(tái)車的沖擊。在沖擊座和臺(tái)車隔板之間應(yīng)安裝脈沖程序裝置,在臺(tái)車隔板撞擊沖擊座時(shí)能產(chǎn)生需要的沖擊脈沖。(2止回載荷裝置可采用特殊的止回載荷裝置提供一個(gè)適當(dāng)?shù)闹够剌d荷,也可以采用與試

42、驗(yàn)樣品相同的包裝件作為止回載荷裝置,以獲得需要的載荷質(zhì)量。止回載荷裝置和試驗(yàn)樣品相接觸面的面積應(yīng)相等。在試驗(yàn)樣品后設(shè)置止回載荷就是模擬在運(yùn)輸車輛中包裝件的后部所受到的載荷。(3測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試系統(tǒng)由加速度傳感器、信號(hào)放大器、顯示和記錄裝置組成。要求能顯示并記錄試驗(yàn)樣品所承受沖擊加速度時(shí)間歷程。測(cè)試系統(tǒng)要有足夠的加速度量程,在任何沖擊點(diǎn)上不得出現(xiàn)過載現(xiàn)象。測(cè)試系統(tǒng)的頻率響應(yīng)至少為20倍的測(cè)量頻率。在測(cè)量范圍內(nèi),測(cè)試系統(tǒng)的精度應(yīng)在±5%之內(nèi),測(cè)試系統(tǒng)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定。需要時(shí),應(yīng)有附加測(cè)試儀器,用于測(cè)定臺(tái)車的沖擊速度變化。該系統(tǒng)的響應(yīng)精度應(yīng)為實(shí)際值的±2.5%。測(cè)量的速度

43、變化精度應(yīng)在±5%以內(nèi)。(1按GB/T 4857.17(編制運(yùn)輸包裝件試驗(yàn)大綱的一般原理的要求準(zhǔn)備試驗(yàn)樣品。(2按GB/T 4857.1(運(yùn)輸包裝件試驗(yàn)時(shí)各部位的標(biāo)示方法的要求對(duì)試驗(yàn)樣品各部位進(jìn)行編號(hào)。(3按GB/T 4857.2(運(yùn)輸包裝件溫濕度調(diào)節(jié)處理的要求選定一種條件對(duì)試驗(yàn)樣品進(jìn)行溫濕度預(yù)處理。試驗(yàn)應(yīng)在與預(yù)處理相同的溫濕度條件下進(jìn)行。如果達(dá)不到預(yù)處理?xiàng)l件,則必須在試驗(yàn)樣品離開預(yù)處理?xiàng)l件5min之內(nèi)開始試驗(yàn)。(4確定試驗(yàn)強(qiáng)度參數(shù)。進(jìn)行試驗(yàn)時(shí),試驗(yàn)樣品的數(shù)量、試驗(yàn)順序、試驗(yàn)次數(shù)及沖擊速度、脈沖持續(xù)時(shí)間等試驗(yàn)強(qiáng)度參數(shù)由試驗(yàn)?zāi)康?、?nèi)裝物特點(diǎn)、運(yùn)輸裝卸環(huán)境條件等因素決定,如無特殊規(guī)定,也

44、可參照下述內(nèi)容:沖擊速度變化在0.55.0m/s范圍內(nèi)選擇。對(duì)于公路運(yùn)輸,其沖擊速度基本值為1.5m/s;對(duì)于鐵路運(yùn)輸其沖擊速度基本值為1.8m/s。在鐵路運(yùn)輸中,其沖擊加速度一般在0.16g范圍內(nèi)變化,最大可達(dá)18g。脈沖持續(xù)時(shí)間從幾毫秒到300ms。在公路運(yùn)輸中,其沖擊加速度一般在0.115g范圍內(nèi)變化,脈沖持續(xù)時(shí)間從40ms800ms,有時(shí)可達(dá)1s。當(dāng)托盤包裝用叉車裝卸時(shí),托盤包裝將經(jīng)受水平?jīng)_擊力的作用。最大沖擊強(qiáng)度為10g、50ms和40g、10ms的脈沖。對(duì)于四面均能插入的托盤,試驗(yàn)時(shí),托盤應(yīng)旋轉(zhuǎn)90°在第二面上也需進(jìn)行水平?jīng)_擊試驗(yàn)。包裝件在運(yùn)輸中可能經(jīng)受的沖擊次數(shù)應(yīng)視具體

45、流通環(huán)境而定。一般沖擊次數(shù)為215次。如果需要,建議進(jìn)行一系列較低值沖擊試驗(yàn)或一系列逐步增加沖擊強(qiáng)度的試驗(yàn),而不是進(jìn)行單一的高值沖擊試驗(yàn)。這種試驗(yàn)可在二個(gè)沖擊值之間分出損壞點(diǎn)。止回載荷裝置的重量由運(yùn)輸工具的性能和運(yùn)輸環(huán)境條件決定。如果包裝件為均質(zhì),一個(gè)特定的載荷裝置減速時(shí)產(chǎn)生的作用力與該載荷裝置的質(zhì)量成正比。實(shí)際上,在正常情況下這個(gè)相互關(guān)系可以以公式(7.3表達(dá):gFP=(7.3式中:P 止回載荷裝置對(duì)試驗(yàn)樣品單位面積上的擠壓力,Pa;試驗(yàn)樣品密度,kg/m3;g重力加速度,9.8m/s2,F 比例因子,m。比例因子F決定于車輛牽引裝置,脈沖持續(xù)時(shí)間和包裝件與車廂底板面的摩擦系數(shù),經(jīng)驗(yàn)上, F

46、 = 0.89m。在無特殊要求的條件下,止回載荷裝置的重量可由下面的經(jīng)驗(yàn)公式(7.4決定:L FWW P=(7.4式中:W 止回載荷裝置重量,kg;W P試驗(yàn)樣品重量,kg;L試驗(yàn)樣品在平行沖擊方向的長(zhǎng)度,m。如果用斜面沖擊試驗(yàn)機(jī)做試驗(yàn),為適應(yīng)非水平面,止回載荷裝置重量應(yīng)適當(dāng)減少。(5將試驗(yàn)樣品放置在臺(tái)車的軸向中心的位置上,接受沖擊的面或棱穩(wěn)定地靠著隔板。止回載荷裝置放在試驗(yàn)樣品的后部,緊靠著試驗(yàn)樣品(注:如果試驗(yàn)樣品為托盤包裝時(shí),則不必附加止回載荷裝置。試驗(yàn)樣品進(jìn)行面沖擊時(shí),其沖擊表面與隔板之間夾角應(yīng)不大于2°。試驗(yàn)樣品進(jìn)行棱沖擊時(shí),其沖擊棱與隔板之間夾角應(yīng)不大于2°。如

47、試驗(yàn)樣品為平行六面體,則應(yīng)使組成該棱的兩個(gè)面中的一個(gè)面與隔板面的夾角為預(yù)定角,其角度誤差不大于±5°,或在預(yù)定角的±10%以內(nèi)(兩者取較大值。(6根據(jù)要求的沖擊加速度值,沖擊波形和持續(xù)時(shí)間選擇合適的脈沖程序裝置,按預(yù)定的沖擊速度進(jìn)行沖擊。沖擊速度誤差應(yīng)不大于預(yù)定水平?jīng)_擊速度的±5%。(7試驗(yàn)后按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)定檢查包裝及內(nèi)裝物的損壞情況,并分析試驗(yàn)結(jié)果。§7·4 運(yùn)輸包裝件振動(dòng)試驗(yàn)一、振動(dòng)試驗(yàn)的目的包裝件在運(yùn)輸過程中,無論是公路運(yùn)輸、鐵路運(yùn)輸,還是空運(yùn)與海運(yùn),都存在因運(yùn)輸工具本身及其與運(yùn)輸環(huán)境之間的作用而引起振動(dòng)。除了使產(chǎn)品或容器表面磨

48、損,漆或鍍膜脫落外,還會(huì)發(fā)生內(nèi)部部件因反復(fù)施加作用力而脫落及螺釘松動(dòng),部件變形、彎曲、產(chǎn)生裂紋、斷裂、造成部件間的相互碰撞等。特別當(dāng)激振的頻率與包裝件的固有頻率相接近時(shí),會(huì)引起共振現(xiàn)象而導(dǎo)致產(chǎn)品損壞。由于激勵(lì)的多樣性和影響因素的隨機(jī)性,實(shí)際上包裝件的振動(dòng)屬于復(fù)合隨機(jī)振動(dòng)。但是為了使試驗(yàn)簡(jiǎn)單,振動(dòng)試驗(yàn)一般用于模擬振動(dòng)環(huán)境的破壞效果,并不要求再現(xiàn)客觀的振動(dòng)環(huán)境,因此,振動(dòng)試驗(yàn)常用最容易產(chǎn)生、又最容易測(cè)量的正弦振動(dòng)來代替。正弦振動(dòng)試驗(yàn)分為定頻和變頻的兩種。定頻振動(dòng)試驗(yàn)的頻率較低,主要考核貨物的耐振性能;用于評(píng)定運(yùn)輸包裝件在正弦定頻振動(dòng)情況下的強(qiáng)度及包裝對(duì)內(nèi)裝物的保護(hù)能力。變頻振動(dòng)試驗(yàn)主要用來掃描確定

49、貨物的固有頻率;用于評(píng)定運(yùn)輸包裝件在正弦變頻振動(dòng)或共振情況下的強(qiáng)度及包裝對(duì)內(nèi)裝物的保護(hù)能力。值得注意的是,前述兩種振動(dòng)試驗(yàn)方法具有一定實(shí)用性,但它們都很難將實(shí)際過程的振動(dòng)情況在實(shí)驗(yàn)室再現(xiàn)出來。因?yàn)樵趯?shí)際的運(yùn)輸環(huán)境中,運(yùn)輸包裝件不可能長(zhǎng)時(shí)間的經(jīng)受某一固定頻率的振動(dòng)或長(zhǎng)時(shí)間在共振頻率上振動(dòng),而且振動(dòng)波形也不只是正弦形式,包裝件所接受的振動(dòng)完全是以隨機(jī)形式體現(xiàn)的。運(yùn)輸包裝件隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn),由于能模擬現(xiàn)實(shí)的振動(dòng)情況,已在發(fā)達(dá)國(guó)家內(nèi)得到了普遍地認(rèn)同和使用。美國(guó)的ASTM(材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)在1991年就制定了運(yùn)輸包裝件隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),1995年又進(jìn)行了修訂。2001年國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織也制定了運(yùn)輸包裝件隨機(jī)振動(dòng)

50、試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。而一些大型的國(guó)際化公司早在1994年就開始要求我國(guó)進(jìn)行這項(xiàng)試驗(yàn),所以運(yùn)輸包裝件隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)值得我們重視。2003年我國(guó)也制定了“運(yùn)輸包裝隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)方法”的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。限于篇幅,本書將不涉及運(yùn)輸包裝隨機(jī)振動(dòng)的試驗(yàn)方法,感性趣者可參考GB/T 4857.23-2003 、ASTM D4728-1995和ISO 13355-2001等標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗(yàn)。二、 試驗(yàn)原理對(duì)于正弦定頻振動(dòng)試驗(yàn),在預(yù)定的溫濕度條件、試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間、最大加速度、試驗(yàn)樣品放置狀態(tài)及固定方 法等條件狀態(tài)下,將試驗(yàn)樣品置于振動(dòng)臺(tái)上經(jīng)受振動(dòng)。對(duì)于正弦變頻振動(dòng)試驗(yàn),按預(yù)定狀態(tài)將試驗(yàn)樣品置于振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面上,在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)按規(guī)定的加速度值

51、及掃頻速率在3100Hz 之間來回掃描。隨后可在3100Hz之間的主共振頻率左右偏離10%范圍內(nèi)經(jīng)受預(yù)定時(shí)間的振動(dòng)。必要時(shí)可在試驗(yàn)樣品上添加一定載荷,以模擬運(yùn)輸包裝件處于堆碼底部條件下經(jīng)受正弦振動(dòng)環(huán)境的情況(見圖7.5。三、 試驗(yàn)儀器設(shè)備(1振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)臺(tái)是進(jìn)行振動(dòng)試驗(yàn)的最主要設(shè)備,是運(yùn)輸包裝件振動(dòng)的輸入設(shè)備。振動(dòng)臺(tái)應(yīng)具有充分大的尺寸、足夠的強(qiáng)度、剛度和承載能力。將其架在一個(gè)機(jī)械結(jié)構(gòu)上,該結(jié)構(gòu)應(yīng)能保證振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面在振動(dòng)時(shí)保持水平狀態(tài)。臺(tái)面最高點(diǎn)與最低點(diǎn)之間的水平高度差不得超過10mm 。振動(dòng)臺(tái)上可配備:低圍框:用以防止試驗(yàn)樣品在試驗(yàn)中向兩端和兩側(cè)移動(dòng);高圍框或其他裝置:用以防止加在試驗(yàn)樣品上的載荷

52、在振動(dòng)時(shí)移位;以及用以模擬運(yùn)輸中包裝件的固定方法的裝置。此外,還要根據(jù)包裝件的重量、運(yùn)輸過程中的振動(dòng)特性,使振動(dòng)臺(tái)具有合適的工作頻率范圍、合適的臺(tái)面額定位移和額定試驗(yàn)負(fù)荷。定頻振動(dòng)試驗(yàn)具體要求如下:振動(dòng)頻率在3 4.6 Hz 之間,其最大加速度為5 11m/s 2。振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)時(shí)最大位移要求要大,它與最大加速度的關(guān)系如下:A f a 22(= (7.6 式中:a 振動(dòng)加速度,m/s 2;f 振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)頻率,Hz ;A 振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)的振幅,mm 。例如,當(dāng)振動(dòng)頻率在3Hz ,最大加速度為11m/s 2時(shí),振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)時(shí)最大位移為:mm m f aA 31(03099.0314.341142222=圖7

53、.5 振動(dòng)試驗(yàn)原理圖變頻振動(dòng)試驗(yàn)具體要求如下:頻率范圍為3 100 Hz,振動(dòng)臺(tái)最大加速度為2.5 7.5 ± 1 m/s2。掃頻應(yīng)是連續(xù)的,頻率按指數(shù)規(guī)律變化,掃頻速度為每分鐘1/2個(gè)倍頻程。常用振動(dòng)臺(tái)的類型主要有電動(dòng)、機(jī)械、液壓三大類振動(dòng)臺(tái)。國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)振動(dòng)臺(tái)的主要廠家有:北京中元微型儀器公司;蘇州試驗(yàn)儀器總廠;航天總公司702所;蘇州東菱振動(dòng)試驗(yàn)儀器有限公司;西安捷盛電子公司;日本IMV公司;日本吉田精機(jī)株式會(huì)社;美國(guó)MTS公司;美國(guó)LANSMONT公司。(2測(cè)試儀器測(cè)試儀器,包括加速度計(jì)、電荷放大器、信息顯示器、記錄儀或貯存裝置。該測(cè)試系統(tǒng)對(duì)本試驗(yàn)所規(guī)定的頻率范圍的響應(yīng)應(yīng)精確到

54、±5%。另外,可以配備用于監(jiān)控包裝容器和內(nèi)裝物的儀器?？捎脗鞲衅饔涗浥c振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的強(qiáng)迫振動(dòng)有關(guān)的內(nèi)裝物的或試驗(yàn)樣品外表面的振動(dòng)速度、振幅和頻率。一個(gè)典型的測(cè)量系統(tǒng)框圖如圖7.6所示。目前國(guó)內(nèi)外比較先進(jìn)的測(cè)量系統(tǒng),已經(jīng)把數(shù)據(jù)采集和振動(dòng)臺(tái)的控制集成為一體,使用十分方便。 圖7.6 測(cè)量系統(tǒng)框圖四、試驗(yàn)程序1. 定頻振動(dòng)試驗(yàn)程序(1按GB/T 4857.17(編制運(yùn)輸包裝件試驗(yàn)大綱的一般原理的要求準(zhǔn)備試驗(yàn)樣品。試驗(yàn)樣品的數(shù)量一般不少于3件。(2按GB/T 4857.1(運(yùn)輸包裝件試驗(yàn)時(shí)各部位的標(biāo)示方法的要求對(duì)試驗(yàn)樣品各部位進(jìn)行編號(hào)。(3按GB/T 4857.2(運(yùn)輸包裝件溫濕度調(diào)節(jié)處理的要

55、求選定一種條件對(duì)試驗(yàn)樣品進(jìn)行溫濕度預(yù)處理。試驗(yàn)應(yīng)在與預(yù)處理相同的溫濕度條件下進(jìn)行。如果達(dá)不到預(yù)處理?xiàng)l件,則必須在試驗(yàn)樣品離開預(yù)處理?xiàng)l件5min之內(nèi)開始試驗(yàn)。(4將試驗(yàn)樣品按預(yù)定的狀態(tài)放置在振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面上。試驗(yàn)樣品底面中心(或重心與振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面中心的水平距離在10mm之內(nèi)。試驗(yàn)樣品可以固定在振動(dòng)臺(tái)上,也可以周圍框圍住。必要時(shí)可在試驗(yàn)樣品上添加載荷,其加載程序應(yīng)符合GB/T4857.3(靜載荷堆碼試驗(yàn)方法的規(guī)定。(5使振動(dòng)臺(tái)在頻率34.6Hz之間振動(dòng),其最大加速度為511m/s2。該臺(tái)面運(yùn)動(dòng)的垂直分量應(yīng)近似正弦運(yùn)動(dòng),允許振動(dòng)含有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。振動(dòng)持續(xù)時(shí)間可按GB/T4857.18的規(guī)定選擇。即其基本值為2

56、0分鐘;根據(jù)包裝件在流通領(lǐng)域中路程長(zhǎng)短的不同,其他振動(dòng)持續(xù)時(shí)間可按表7.5選為: 10分鐘,40分鐘,60分鐘。(6試驗(yàn)后按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)定檢查包裝及內(nèi)裝物的損壞情況,并分析試驗(yàn)結(jié)果。表7.5 振動(dòng)持續(xù)時(shí)間 2. 變頻振動(dòng)試驗(yàn)程序(1按GB/T 4857.17(編制運(yùn)輸包裝件試驗(yàn)大綱的一般原理的要求準(zhǔn)備試驗(yàn)樣品。試驗(yàn)樣品的數(shù)量一般不少于3件。(2按GB/T 4857.1(運(yùn)輸包裝件試驗(yàn)時(shí)各部位的標(biāo)示方法的要求對(duì)試驗(yàn)樣品各部位進(jìn)行編號(hào)。(3按GB/T 4857.2(運(yùn)輸包裝件溫濕度調(diào)節(jié)處理的要求選定一種條件對(duì)試驗(yàn)樣品進(jìn)行溫濕度預(yù)處理。試驗(yàn)應(yīng)在與預(yù)處理相同的溫濕度條件下進(jìn)行。如果達(dá)不到預(yù)處理?xiàng)l件,則

57、必須在試驗(yàn)樣品離開預(yù)處理?xiàng)l件5min之內(nèi)開始試驗(yàn)。(4將試驗(yàn)樣品按預(yù)定的狀態(tài)放置在振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面上。試驗(yàn)樣品底面中心(或重心與振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面中心的水平距離在10mm之內(nèi)。試驗(yàn)樣品可以固定在振動(dòng)臺(tái)上,也可以用圍框圍住。必要時(shí)可在試驗(yàn)樣品上添加載荷,其加載程序應(yīng)符合GB/T4857.3(靜載荷堆碼試驗(yàn)方法的規(guī)定。(5按下列兩種方法進(jìn)行試驗(yàn)。方法1 使振動(dòng)臺(tái)作垂直振動(dòng),按下列要求進(jìn)行掃頻試驗(yàn):頻率范圍:3100Hz;重復(fù)掃描次數(shù)為:3 Hz 100Hz3 Hz,重復(fù)兩次。掃頻速率為: 每分鐘1/2個(gè)倍頻程。最大加速度: 可根據(jù)不同的運(yùn)輸條件在2.5± 1 m/s2、5± 1 m/s2、7

58、.5± 1 m/s2中選擇。使用加速度計(jì)測(cè)量時(shí),要將加速度計(jì)盡可能緊貼到靠近包裝件的振動(dòng)臺(tái)面上,但要有防護(hù)措施,以防止加速度計(jì)與包裝件相接觸。當(dāng)存在水平振動(dòng)分量時(shí),由此分量引起的加速度峰值不應(yīng)大于垂直分量的20%。方法2 試驗(yàn)按方法1的程序進(jìn)行,在主共振頻率的±10%內(nèi)變化。也可用在第二和第三共振頻率±10%內(nèi)變化的垂直振動(dòng)頻率來進(jìn)行。振動(dòng)持續(xù)時(shí)間為: 在共振頻率上停留l5分鐘。(6試驗(yàn)后按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)定檢查包裝及內(nèi)裝物的損壞情況,并分析試驗(yàn)結(jié)果。§7·5 運(yùn)輸包裝件的碰撞試驗(yàn)一、 概述包裝件碰撞試驗(yàn)的目的是為了確定運(yùn)輸包裝件因重復(fù)沖擊所引起的累積損傷或所規(guī)定的性能下降,用于評(píng)定運(yùn)輸包裝件在運(yùn)輸過程中承受多次重復(fù)性機(jī)械