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1脆值的確定及提高產(chǎn)品脆值的方法

經(jīng)驗估算法、試驗測定法都可作為脆值的確定方法，其中試驗測定法是屬于比較精確的方法，但相對其精確度對來說，試驗成本也很高，因為這種方法必須具備側(cè)錄儀器和試驗設(shè)備才可以。但是由于脆值試驗所具備的破壞特性，對于單價很高，并且更新?lián)Q代很快的電視機產(chǎn)品來說并不合適。通過相關(guān)數(shù)據(jù)的研究顯示，在結(jié)構(gòu)失效問題上，局部裂紋、表面摩擦損傷等外殼問題占據(jù)了主要影響因素，還有由結(jié)構(gòu)失效引起的液晶屏和顯像管破損、移位等，因此，在設(shè)計產(chǎn)品和包裝時要仔細分析液晶屏、外殼和包裝三者之間的受力關(guān)系，在提高產(chǎn)品脆值的同時，尋求到產(chǎn)品設(shè)計和包裝設(shè)計之間成本的平衡。

2緩沖包裝的力學(xué)模型及對包裝設(shè)計的啟示

變形過程中產(chǎn)生的能量損耗是泡沫塑料緩沖機理，一般包括

（1）由基體變形產(chǎn)生的能量損耗；

（2）基體單元間摩擦產(chǎn)生的能量損耗；

（3）開孔泡沫塑料中流體的粘性流動產(chǎn)生的能量損耗；

（4）閉孔結(jié)構(gòu)中氣體的不可逆壓縮產(chǎn)生的能量損耗。因此，在設(shè)計緩沖包裝時，要想緩沖效果越好，所選取的緩沖材料單位體積吸收能量就要越大。我們可以用C代表緩沖系數(shù)，Q代表作用于緩沖材料上的應(yīng)力，E代表單位體積緩沖材料所吸收的能量，用公式來表示，即：C=Q/E，從這個公式我們可以看出，當(dāng)緩沖材料單位體積吸收的能量越多，則緩沖系數(shù)越小。在電視機設(shè)計中，難以界定易損件。但在理論上我們可以得出這樣的結(jié)論，產(chǎn)品主體設(shè)計和包裝設(shè)計之間存在著密不可分的內(nèi)在聯(lián)系，對于能夠有效減低沖擊響應(yīng)幅值的阻尼問題，我們要從理論上和實踐上都提高認識，從而降低易損件對外界的沖擊影響。

3緩沖包裝設(shè)計的傳統(tǒng)方法及有限元數(shù)值模擬的應(yīng)用

發(fā)泡聚苯乙烯（EPS）作為目前家電行業(yè)中使用最廣泛的緩沖材料，對其靜態(tài)和動態(tài)特性研究已經(jīng)非常成熟。緩沖包裝設(shè)計的基本方法是緩沖系數(shù)-最大應(yīng)力曲線（C-m）法與最大加速度-靜應(yīng)力曲線（G-s）法。闡述了產(chǎn)品設(shè)計與緩沖包裝之間的關(guān)系，對于包裝設(shè)計具有指導(dǎo)意義。目前，作為輔助產(chǎn)品和包裝設(shè)計的一個重要工具，越來越廣泛的應(yīng)用有限元仿真軟件，對產(chǎn)品進行仿真跌落分析，從而達到優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計和包裝設(shè)計的目的。在產(chǎn)品和包裝設(shè)計完成后，運用數(shù)值模擬的方法提前對產(chǎn)品的包裝和產(chǎn)品的設(shè)計進行了解，有效優(yōu)化產(chǎn)品和包裝設(shè)計。有限元仿真軟件對于跌落時產(chǎn)品和包裝的各個位置的應(yīng)力和變形，及指定位置的加速度曲線，這些我們評價設(shè)計的關(guān)鍵指標(biāo)都能計算出來。當(dāng)然，實際的試驗結(jié)果和模擬結(jié)果無論使用哪種有限元軟件都會有些出入，其原因是很多方面的：比如有限元模型中理論材料參數(shù)和產(chǎn)品外殼和包裝的真實材料參數(shù)之間存在的差異，選取的電視機不同計算部位，結(jié)構(gòu)件之間的聯(lián)結(jié)和接觸的處理方法，以及阻尼值的考慮等多種因素。在實驗中，因為試驗設(shè)備和人為操作的元素，有限元仿真模擬的處理是按照理想跌落方向進行的，而試驗中對緩沖包裝件跌落方向卻不能與模擬完全保證一致，這就導(dǎo)致了試驗結(jié)果出現(xiàn)了一定的誤差。同時，影響試驗結(jié)果差異的因素還包括試驗環(huán)境、跌落情況等。因此，模擬數(shù)值結(jié)果在實際設(shè)計中，只能作為參考來使用，不能成為根本設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。近年來，國內(nèi)外在數(shù)值模擬方面提出了機電產(chǎn)品穩(wěn)健設(shè)計優(yōu)化概念的最新成果，對設(shè)計人員具有積極啟示意義。一套適合自己公司的產(chǎn)品設(shè)計系統(tǒng)的建立，需要結(jié)構(gòu)設(shè)計人員將設(shè)計經(jīng)驗和數(shù)值模擬有效統(tǒng)一結(jié)合，通過不斷的設(shè)計、模擬與試驗產(chǎn)生的產(chǎn)品結(jié)晶。

4結(jié)束語

結(jié)構(gòu)設(shè)計和包裝設(shè)計在實際的電視機產(chǎn)品設(shè)計過程中，其關(guān)系非常密切。產(chǎn)品的脆值是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計中一個非常重要的因素，因此，在產(chǎn)品設(shè)計中要重點關(guān)注，從而打好緩沖包裝設(shè)計的基礎(chǔ)。同時，為了產(chǎn)品在運輸安全和包裝設(shè)計的經(jīng)濟性上得到保證，對緩沖材料的特性能夠更充分的利用，就要了解緩沖材料的基本特性和緩沖包裝的力學(xué)模型。同時有效利用有限元數(shù)值模擬軟件，爭取達到縮短設(shè)計周期、降低成本、優(yōu)化設(shè)計的目的。

作者：王彬單位：新創(chuàng)維RGB電子有限公司