包装动力学和缓冲包装设计专训课件

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,包装动力学与缓冲包装设计,彭国勋,中国包装技术协会技术顾问,陕西科技大学教授,物流中的运输包装,科学、经济、方便、标准化、系列化、管理现代化、循环经济,面向现代物流的包装技术,在制造企业和商业企业面临日益激烈的全球化竞争的新形势下，降低物流成本已经成为企业的第三利润来源。现代物流系统，以信息技术为核心，集合包括包装技术在内的多种技术，对于传统行业转轨变型、调整结构、优化流程、降低成本，发挥了重大作用，风险进一步减少，服务水平得到提高。包装设计将直接影响物流活动的生产率，没有合理而科学的包装将零散的商品成组化和信息化，就没有现代的物流系统。,2003,年：社会物流总成本,24974,亿，其中：运输,14028,亿，保管,7376,亿，管理成本,3570,亿，相当于,GPD,的,21.4%(1991,为,24%,，美、日等仅,10,，降,1,即,250,亿！,),。落后原因：迂回运输、重复搬运、物资损坏或丢失。,全国社会物流货物总额,295 437,亿，其中：工业品,249570,亿，农产品,11261,亿，进口货物物流总值,34193,亿，邮政物流总额,136,亿。全国货物周转量,57152,亿吨公里，其中：铁路,17092,，公路,7010,，水运,32275,，航空,58,。全国主要港口国际集装箱吞吐量,4735.5,万标箱，占世界的比重达,17.9%,；港口货物吞吐量,33,亿吨。,运输包装的建模,m,1,dx,1,2,/dt,2,=k,1,(x,2,-x,1,)+c,1,(dx,2,/dt-dx,1,/dt)+F,1,(t) m,2,dx,2,2,/dt,2,=-k,1,(x,2,-x,1,)-c,1,(dx,2,/dt-dx,1,/dt)- k,2,x,2,-c,2,dx,2,/dt+F,2,(t),m,1,m,2,m,3,k,1,c,1,c,2,k,2,F,1,F,2,m,1,c,1,k,1,c,2,k,2,m,2,m,3,产品流通中的动力学环境条件,l,储存中的堆码静载荷。主要校核压稳定性。,l,运输中的冲击和振动动载荷。 首先按冲击进行设计，然后检验运输包装系统在共振状态下的损伤情况。,储运中的机械性损坏,基本损坏,典型现象,碰撞,垂直方向,水平方向,c.,静止包装被其他包装碰撞,振动,压力,倾斜与变形,戳穿、撕破、磨损,装卸时包装从吊装网、托盘、车辆、装卸板等上跌落至地面。,包装翻倒而碰撞到另一面。,从滑槽或传送带上落下。,抛掷。,铁路或公路车辆制动或启动。,回转式起重机使被吊包装碰撞墙壁等。,在滑槽或传送带上因停车或其他原因而发生包装间碰撞。,圆筒式包装滚动搬运停止时发生碰撞。,抛掷。,上述情况中，运动的包装互相碰撞。,在工厂、仓库或转运点的搬运设备上的振动。,公路运输中的振动。,铁路运输中的振动。,水运中的振动。,空运中的振动。,1.,堆码。,2.,在车辆上的瞬间载荷。,3.,搬运方法（抓斗、吊索、吊装网、夹具等）引起的压力。,因限制引起的压力。,地面不平、仓储不平引起的不平衡支撑。,吊挂不妥、局部吊挂等引起的不平衡提升。,吊钩、手钩或突出部位的戳伤，滥用搬运设备或错误的搬运方法所致。,机械冲击,装卸作业起重机作业的冲击,作业内容,吊钩速度（,m/s）,冲击加速度(,g),起吊上升,1013,0.10.15,下降时紧急制动,0.91.2,正常着地,913,0.51.4,快速着地,1316,1.07.5,铲车作业的冲击,作业内容,冲击加速度（,g）,垂直方向,左右方向,前后方向,上升启动时,1.7,下降启动时,0.2,0.3,下降结束时,0.4-1,0.1-0.2,0.4-0.8,大量统计表明，包装件重量、跌落高度和发生跌落概率之间，存在一定关系，公布过许多统计关系曲线。如密歇根州立大学包装学院最近通过对某条运输路线的跟踪研究，得到如下结果： 小尺寸包装件,(L,：轻型，,20,磅重；中型，,30,磅重）,c,1,大尺寸包装件（,H,：重型，,45,磅重）,通过数理统计分析，可得如下经验关系式：,G,m,=,W,-,G,m,包装件经受到的最大加速度（,g）；W,包装件的重量（,kg）,、,经验参数，有三种数据：高冲击现象,801，,0.704中冲击现象,203，,0.306低冲击现象,53.2，,0.100,产品损伤模式,l,弹性失效或失稳,l,脆性失效或断裂,l,疲劳失效,l,过度变性,运输作业,通常是研究各种载荷谱。最大值如下：公路运输：汽车以30,km/h,行驶时紧急制动可能产生0.6-0.7,g,的负加速度； 汽车以20,km/h,在农村土路上行驶时可能产生5-35,g,的冲击加速度。铁路运输：车厢连挂、启动与制动的瞬态水平冲击加速度可能达20,g,以上； 堆码高度对冲击加速度影响较大，如货车以5.7,km/h,速度碰撞时，底层加速度为1.7,g,頂层则高达7,g,左右。航空运输：遇恶劣天气产生剧烈颠簸时可能产生23,g,的加速度。水上运输：除装卸外，冲击不大。,频域分析,x(t)=Acos(,t+), f=/2,x(t)=A,0,+,sin(2nf,0,t+,n,),R,x,()=,S,x,()=,R,x,()exp(-i)d,)dt,/,T,t,X(t),X(t),t,S,x,(,),机械振动功率谱(卡车）,火车,空运,水 运,自然环境,雨淋,潮湿,高温,冷冻,阳光,虫、鼠,辐射,防盗,流通中气候引起的损坏,基本损坏,典型环境,高温,低温,低压,光,水,(a),淡水,(b),污水,粉尘,水蒸气,直接日晒。,接近锅炉或高温设备。,在隔热差的仓库或车辆中受间接日晒影响。,较高的环境气温。,1.,寒冷天气时储存在无暖气仓库中。,2.,在无暖气的机舱内。,3.,冷藏,海拔高度改变、无增压机舱中、机舱压力失控。,直接日晒。,紫外线照射。,人造光源照射。,1.,运输、装卸、仓储时下雨。,2.,泥浆或洪水。,3.,冷凝水、船渗水等。,海水溅到甲板上或驳船内的货物上。,码头上的海水泥浆等。,船舱中的污水或海水。,工业泥浆的喷溅。,暴露于风沙或粉尘中。,天然或人为湿气。,储运过程中的生物性损坏,典型现象,微生物、真菌,霉菌、细菌,昆虫、甲虫、,蛀虫、苍蝇、,蚂蚁、白蚁,螨,啮齿动物,这些生物无处不在，能适应各种条件。相对湿度低于,70,时一般不易生长，但存活温度范围很宽。,这些生物喜欢较高温度环境，低于,15,时便不易生长。相对湿度为,70,时最适合大多数昆虫生长，部分昆虫也能在相对湿度低于,50,时成活。包装材料上附着的昆虫卵孵化出小虫时会咬穿包装。从邻近包装或自然栖息地（特别是热带）迁移来的昆虫也可能咬穿包装。,它们不耐干燥环境，相对湿度低于,60,时一般生长缓慢；能在低温下生长。,会出现在仓库、运输货棚、储存区域、船舱等处，对大多数包装材料都会嗑咬，并将一些柔软包装材料拖去做巢穴。,典型包装材料包装食物时被昆虫咬透的速率,包装材料,厚度（毫米）,被咬透的平均周数,纤维性薄膜,聚乙烯薄膜,PVC/PVDC,共聚物薄膜,聚苯二甲酸乙二醇酯,0.023,0.036,0.041,0.038,0.050,0.100,0.038,0.050,0.025,3,3,3.5,3,3,3,3,4,6,污染引起的损坏,被其他货物污染,被相邻包装材料污染,被相邻包装中的泄漏物污染,放射性,标记、印刷等被金属部件擦破。,潮湿的包装材料对易吸水材料、不防水材料、粘合剂和金属部件的影响。,装液体、粉状或颗粒状物质的容器损坏，导致内装物外泄，污染相邻包装。轻者损坏外包装，重者有可能使包装与内装物变质。,出口运输对包装的损坏,出口包装先会遇到国内的搬运、装卸、跌落、压力和潮气的风险，加上运输的风险。经海关和登陆国的储存、多次搬运、转船和交货，又造成损坏的可能。这部分可能避免的损失约占,70,，其中水损（淡水、咸水、冷凝水、湿气）,10,，偷窃或未交货,20,，搬运和储存（容器损坏、破损、渗漏、压坏、与油或其他物质接触、污染、冷藏或其他设备故障）,40,。只有,30,货损属于沉船、搁浅、火灾、碰撞、海水或坏天气造成的偶然损失。,海船航行时存在,6,个方向的运动，每分钟可能摆,7,8,次，摆角可能达,40,度，装在顶部的包装件的摆动幅度可能达到,20,米。出口包装受到的冲击与振动一般是国内运输的,50,倍，尽量采用集装箱运输。,脆值(,Fragility),美国,Mindlin,教授在1945年的“,Dynamics of Packaging Cushioning”,一文中首次提出了脆值概念：,G,m,=,x”/g,max,=P,m,/W,x”,包装件上产生的冲击加速度；,P,m,通过缓冲垫传至包装产品上的最大冲击力；,W,包装件的重量。,当产品受到冲击时，,G,m,值一旦达到某个处于临界状态的极限值就会发生破坏或失效，此值即称脆值。,冲击试验机与跌落试验机,1,试验样件，,2,导轨，,3,冲击台面，,4,程序器，,5,升降装置，,6,测试系统,冲击脆值的测定,利用冲击试验机或跌落试验机,不同脉冲波的冲击谱,1,、有限上升阶跃波；,2,、矩形脉冲波；,3,、半正弦脉冲波；,4,、后峰锯齿脉冲波,Am/A,M,fc,冲击破损边界曲线（,Damage Boundary Curve）,位移破损边界曲线,组合破损边界曲线,振动破坏模式,振动峰值破坏模型可按冲击脆值问题处理。 振动疲劳破坏模型振动破损边界曲线（,Vibration Damage Boundary Curve ）,三参数疲劳损伤边界曲线,最近，美国,Gary Burgess,教授提出一种新见解，认为可以把冲击破损边界曲线上的临界速度变化,Vc,和冲击临界加速度,Ac,二参数与冲击循环次数,N,互相联系起来：,缓冲包装设计,20世纪70年代，,MTS,公司与密歇根州立大学包装学院合作，总结出缓冲包装设计,五步法,：,（1）,确定环境条件；,（2）,确定产品脆值；,（3）,选择缓冲材料；,（4）,设计原型包装结构；,（5）,试验评价原型包装。,1986年，,Lansmont,公司,F.C.Bresk,等人提出了缓冲包装设计,六步法,，在五步法的（2）与（3）步之间增加了新的一步“产品重新设计”。此步强调改进产品冲击脆值超标的易损件强度和刚度，增加振动脆值超标易损件的阻尼，考虑成本等。,缓冲材料的缓冲性能,缓冲材料的动力学特性十分复杂，远非常见的线性系统。通过对具体缓冲材料的缓冲系数(,C=G,m,t/H, t,缓冲材料厚度，,H,跌落高度,),曲线的测定，可为缓冲包装结构设计提供基本依据。注意温度影响、压稳定、角冲击等。,C-,m,曲线 最大静应力,C-,曲线 应变,C-E,曲线 比能,G,m,-,s,曲线 静应力（动态）,G,时间,t,，毫秒,加缓冲垫后的响应,输入的冲击脉冲,10,1,0.1,1,10,100,f,Hz,振动衰减,冲击衰减,F,F,C,i-1,i,i-1,i,e,i,静态缓冲系数,由,F/A, ,=x/T;,由应力应变曲线可计算,F,的变形能,E,A,Td,=AT,d,=eAT,缓冲材料单位厚度吸收的能量,E/T,与外力,F,之比定义为缓冲效率,缓冲系数,C=1/,=,=,=,=,其中单位体积缓冲材料的变,e=,量纲与,相同。,为了省材，,可以选为达到破坏时的最大值,m,=,则,C= e,可以用差分法求得：,ei=()+ i-1=()+ (-),m,缓冲系数,C-,m,曲线,例题：产品质量,m=10.2kg,底面尺寸,60400cm,等效跌落高度,H=80cm,产品脆值,Gc=50g,求,T,。解：,m,G,c,mg/A=2.08kPa,对应曲线,4,的最小,C,5.2,，得,T,CH/Gc=8.3cm,动态缓冲系数,更符合实际情况。试验时，选定跌落高度,H,，面积,A,不变，改变厚度,T,和重锤重量,W,，测重锤最大,冲击加速度,G,m,，得试验材料的以,T,为参变量的,G,m,st,(,W/A),曲线族。,跌落时，位能转变为弹性能,WH=,A,Td,=AT,d,=eAT,C= =,G,m,-,st,曲线,例题：产品质量,m=20.4kg,底面尺寸,2525cm,产品脆值,Gm,65g,求缓冲厚度,T,。,解：,st =mg10/A=3.2kPa,与,Gm=65g,交于,A,，内插得,T,5.8cm,蠕变,过大的蠕变使缓冲垫变薄，导致缓冲减少和产品松动。设计时应考虑此厚度减少，一般有,5,10,。,抗轴向弯曲性,缓冲垫厚度与支撑面积之比决定了缓冲垫抗轴向弯曲能力。产品在下一个冲击到来之前可能回不到原位置，导致缓冲垫受弯曲，特别使用小支撑面积缓冲垫时更严重。一般可使用如下公式来避免：,按克斯特拉经验公式,，,最小支撑面积,(1.33,缓冲垫设计厚度,),2,，通常只要设计的支撑面积超过它，弯曲问题便不大。,抗变形性,缓冲垫的压缩强度必须作为整个包装件的一部分来考虑，从而确定堆码高度。,蠕变,h,10,20,200,600,1000,C,静态,动态,m,压缩速度的影响,温度的影响,C,68,25,54,m,预处理的影响,C,m,预处理,角跌落、棱跌落的影响,Gm,平面,角,棱,Gm,平面,棱,平面,角跌落与面跌落,棱跌落与面跌落,最省材设计法,例题 产品重,W,50Kg,，等效跌落高度,H,50cm,，许用,Gm,40g,。确定缓冲垫尺寸。,解：（,1,）按最小缓冲系数法。,Cmin=2.4,对应,m,10Kpa,，则缓冲面积为,A=WG/,m104,5040/(10103)104,2000cm2,T=CH/Gm=2.450/40=3cm,体积,V=AT=20003,6000cm3,(2),按过原点切线法。,C0,2.4,，对应,m,0,11.5Kpa,，则缓冲面积为,A=WG/,m104,5040/(11.5103)104,1739.1cm2,T=CH/Gm=2.650/40=3.25cm,体积,V=AT=1739.13.25,5652cm3,C,C,0,2.6,C,min,2.4,m0,m,，,Kpa,10 11.5,11.5,缓冲材料的放置,角垫、粘结、成型,例题,2,：,棱形产品尺寸,19515,英寸（,481338cm,），毛重,13.6kg.,脆值,40G,临界谐振频率,90Hz,，产量每季度,1000,件，运输公司要求经得住,76cm,高跌落,10,次（,6,面、一角、,3,棱）。,利用前面的,Gm-,st,曲线内插得,3,英寸（,7.6cm,）厚的曲线最低点为,40G,，对应的 ,st,10.3KPa,。选不同缓冲材料时有不同的结果。,要求的支撑面积,13.6kg981/10.3KPa,129cm2,。,最小支撑面积,(1.337.6cm)2,102.2 cm2,表明上述支撑面积是足够的。,缓冲垫的结构形状应考虑装箱和拆箱方便，需留足够空间，让手能查入取出缓冲垫与产品。由于产品是对称的，重心在中央，缓冲垫可放在产品的,4,个顶角处，办法有,4,：,1,）批量不大，采用挤塑板材较经济。两端各一块，支撑面积要有,64.5 cm2,。板材可选,2,、,3,、,4,英寸厚的。最经济的应是选,2,英寸（,5.1cm,）板材组合成梯形垫，结果是,25,英寸基框外侧粘,4,块厚,1,英寸和长宽,22.5,小梯形块与,2,块,25,大梯形块，使得缓冲厚度为,3,英寸。（见图）,2,）,8,个角，每个支撑面积为,5,英寸,2,。耗材，包装时缓冲垫易搞乱。,3,）克服上述缺点的办法是将最小尺寸的缓冲垫粘贴在箱板上。,4,）批量大时，采用模塑缓冲垫，比组合垫节省材料。,泡沫塑料缓冲材料（,Foam Cushioning,）性能比较,挤塑后二次加工的,模塑的,发泡聚乙烯（,EPE,）,聚氨酯,发泡聚乙烯（,EPE,）,苯乙烯丙稀腈（,SAN,）,发泡聚乙烯共聚物（,EPC,）,发泡聚苯乙烯（,EPS,）,聚氨酯,冲击吸收性,5.5Kpa,以下的静载荷,好,极好,非常好,好,尚好,差,极好,冲击吸收性,5.5Kpa,以上的静载荷,尚好,差,尚好,好,尚好,极好,差,耐多次冲击吸收性,极好,好,极好,好,极好,差,好,振动阻尼,差,差,好,好,好,尚好,原料成本，,$/kg,5.51-6.06,4.41-5.51,4.41-4.96,4.41-4.96,4.41-4.96,1.43-1.54,4.43-4.96,模具成本，,$,5,5,5000-15000,5000-15000,5000-15000,4000-8000,2000,生产复杂部件的能力,差,差,好,好,好,好,好,典型的劳动生产力水平,高,高,低,低,低,低,高,模具加工时间，周,2,3,2,3,8,10,8,10,8,10,4,5,修改设计的能力,好,好,差,差,差,差,尚好,制品的可重复性,变化,变化,好,极好,好,极好,好,表面层状态,尚好,好,极好,好,极好,好,单方向性,变化,好,好,好,好,好,好,拉伸强度,好,尚好,好,差,极好,差,好,韧性,好,尚好,好,尚好,极好,差,好,弹性,好,好,好,好,好,差,好,对热敏感性,高,低,高,中等,高,中等,低,吸水性,低,高,低,低,低,低,高,耐静压蠕变性,尚好,差,尚好,好,尚好,极好,差,永久变形,中等,高,中等,低,中等,低,高,压缩强度,中等,低,中等,高,中等,/,高,高,低,动态变形,低,低,低,中等,低,高,低,静电放电处理,可以,可以,可以,可以,可以,可以,可以,密度，,mg/cm,3,35,24,30,22,19,最佳负荷,Kpa,，,51,厚，从,762,高处跌落,3.45,0.41,4.14,5.52,8.28,单次冲击，,G,45,29,40,30,聚苯乙烯泡沫塑料（,EPS,Expanded Polystyrene,）,可模塑、轻质、半硬的均聚物，成本低，闭孔结构。,1945,美国开始用于缓冲包装。,EPS,原料是用不到,8,的碳氢化合物发泡剂（戊烷）浸泡小粒树脂，加热到,85,96,，发泡剂产生内压，膨胀为珠粒，称为预发泡材料。膨胀倍数,25,40,，密度,16,26mg/cm3,。预发泡材料注入模具，锁模压力几吨，通蒸气加热和使珠粒膨胀。封闭区内的热量与压力使珠粒熔合成为半硬的闭孔泡沫塑料制品。,蒸气透过率和吸水率低，绝缘良好，光滑而微弹性表面不会磨损产品，可模塑成复杂形状，压缩到,75,还有很大回复能力，静压蠕变低，压缩强度高，可浸泡阻燃剂和抗静电剂，食品相容好，耐酸、碱和脂肪族化合物，但不耐溶剂与矿物油。,新模塑与模具设计技术：抽真空、缩短加工周期、正反压密封、使用轻质模具、模塑表面大量排气等。计算机厂等通过使用弹性体添加剂开发出耐冲击和耐环境应力开裂的,ESCR,等，代替高弹泡沫塑料和,ABS,。,扭转、弯曲和伸长能力有限，为轻质易碎品设计狭长筋时受限制，可精密设计解决。适合低脆值产品。,聚乙烯泡沫塑料（,EPE,Expanded Polyethylene,）,低密度、半硬、闭孔结构、耐候的均聚物。比,EPS,易压缩，但不如开孔结构的聚氨酯柔软。密度,29,120 mg/cm3,。可模塑和在烘箱中固化。,软而无磨损，耐多次冲击，低,Tr,，阻尼大，机械强度高，耐酸碱和溶剂，低吸水率（,1,），绝热，,-51,85,范围内有耐变形的高弹性，断裂伸长约,50,，拉伸强度：,30mg/cm3,时,172KPa,；,80mg/cm3,时,448KPa,，蠕变优于聚氨酯而不如,EPS,。,特点：高扭转、伸长、压缩能力，变形回复,98,，高阻尼，低,Tr,，适合重、贵、易碎品。,挤塑厚板、圆柱或薄板便利，但有方向性和装配生产率低。模塑无方向性，可优化设计省料，生产率高，但模具贵。,发泡聚乙烯共聚物（,EPC,Expanded Polyethylene Copolymer,）,40,PE,与,60,PS,的结合体。低密度、半硬、闭孔结构。原料（颗粒泡沫塑料）需在,4,下冷冻保存一月以上。含发泡剂的,EPC,易预发泡而膨胀和扩展，需特殊处理和尽快模塑，模塑周期比,EPS,长。,回弹性高，拉伸韧性高，耐戳穿，密度,20,40mg/cm3,时的拉伸强度,241,324KPa,，蒸气透过率与吸水率低（,1,），压缩蠕变不如,EPS,而比,EPE,好（,23,和,28KPa,下,1000,小时变形为,2.5,），耐一般溶剂（汽油、矿物油、脂肪族化合物），可加抗静电剂，可通过二次连续发泡装置膨胀至,22mg/cm3,以下，多在,32,40 mg/cm3,。,韧性优于,EPS,与,EPE,，耐拉伸和耐戳穿优于现有模塑泡沫材料，回复性优于,EPS,而不如,EPE,，缓冲性能比,EPE,高,7,12G,，适用于重复使用的浅盘和要求编磨损、耐溶剂、能吸收冲击具有超级韧性、无拉压扭疲劳的包装。,发泡苯乙烯,-,丙稀腈共聚物（,SAN,Styrene-acylonitrile,）,可模塑、轻质、高弹性的苯乙烯共聚树脂。用氟碳发泡剂预发泡，并在模塑过程中熔合之。储存期可达,6,月。因发泡剂含量高，加工周期较长，不用烘箱固化。预发泡可得,40,倍膨胀，密度降至,16 mg/cm3,以下，二次发泡至,13 mg/cm3,。可加抗静电剂。,半弹性，吸收冲击，透汽率低，吸水率低（,19 mg/cm3,时，,0.33,），伸长率小，导热率小（,18,19 mg/cm3,和,24,25,时,K,0.26-0.033W/m,）,高弹光滑模塑表面不磨损产品，可制出肋条承受静载荷，变形,75,时回复率,95,，,18 mg/cm3,和,5.2KPa,下的动态变形为,4.5,，压缩蠕变与,EPS,相似（室温,27.6KPa,下,300,小时变形,1.5%,，阻尼良好，缓冲系数与,EPE,相似，优于,EPS,。韧性不如,EPE,。,它是试图取代,EPS,与,EPE,中最好的低密度产品，适合多次冲击（跌,5,次仍很好）、易碎品、高静载等场合；但贵（,ARCO,公司的,Arsan 600,与,DOW,化学公司的,Techmate,），易弯曲开裂。因低密度（,13,18 mg/cm3,）的,SAN,性能近似于,32 mg/cm3,的,EPE,，故使用成本可低于,EPC,与,EPE,。,气垫缓冲材料,过去采用,PVC,薄膜高频热压成型，内充氮气，形成球形或枕形泡，透明而富有弹性，适合小型产品的缓冲包装，但有热胀冷缩缺点。现在采用具有柔性和弹性的聚氨酯或尼龙与传统的,PVC,复合制造气垫缓冲材料，克服了上述缺点，高强而耐磨。,将农作物秸秆粉碎，与粘结剂混合，经交联反应、发泡、浇铸、烘烤成型和自然干燥，即可制成缓冲材料。它在低应力条件下，具有比,EPS,更好的缓冲性能，能降解，价廉。但有待进行产业化开发。,日本针纺合纤公司从玉米中提取出聚乳酸，可制成生物降解缓冲材料。它的强度、缓冲性和耐药性与,EPS,相近，废弃时可做燃料和堆肥。,利用粉碎后的废纸和淀粉混合、发泡、成型为具有多孔的小球，可用于作为缓冲材料，缓冲性能优于,EPS,。,UFP Technologies,，,Inc.,利,用废纸生产缓冲方垫块缓,冲性能极好，适合电子、,仪器和敏感材料的缓冲,包装。,天然植物类缓冲材料,双层叠置,AB,型双瓦楞纸板的冲击与振动特性,用料：,300/180A/180/180B/300 g/m,2,。,静应力，,Pa,跌落高度,DH,cm,699,1361,1635,1875,2474,3169,4055,最大加速度,Gm,g,40,114.05,109.70,77.40,133.33,139.03,221.77,207.10,60,105.70,109.98,125.60,215.40,237.40,332.00,294.60,DH=60,0,100,200,0,1,2,st,KPa,DH=40,Gm,不如,EPS,等泡沫塑料，与蜂窝纸板相近,。,蜂窝纸板变频振动数据,st,KPa,扫频范围，,Hz,峰值频率，,Hz,传递率,Tr,阻尼比,1.635,3-350,255,6.352,0.079,350-480,360,5.592,0.089,1.875,3-180,145,9.648,0.052,180-240,210,1.178,0.324,240-330,270,2.878,0.164,330-450,370,2.924,0.162,1.361,3-220,200,5.894,0.085,220-340,240,5.691,0.088,340-450,350,4.497,0.111,缓冲包装设计时要避免主共振点（,255,、,145,、,200,）,蜂窝纸板防振性能实验分析,a,m/s,2,f,Hz,5,4,3,2,T,cm,固定装置,2.5kg,质量块,蜂窝纸板,振动台,T,共振频率，,2,313, 0.0544,3,256, 0.0487,4,250, 0.0451,5,210, 0.0582,Tr=9-11,面纸,300g/m,2,芯纸（再生纸）,120 g/m,2,，内切直径,10.4mm,孔径比,1,。,20,、,30,、,40,、,50mm,厚的共振频率为,313,、,256,、,250,、,210Hz,，衰减系数,0.05440,、,04870,、,04510,、,0582,。,1,时最大振动传递率,Tr,8,11,；,0.3,（,80Hz,）时，,Tr,1,，不防振；,1.5,（,380Hz,）时，,Tr1,，具备减振功能。,50,40,30,20,10,71 141 353 706 1411 3528 7056 14110,st,Pa,fn,Hzz,1cm,2cm,4cm,12cm,8cm,5cm,可见：蜂窝纸板最低固有频率在,7056Pa,附近，与硬橡胶及聚氨酯相近；轻载荷时最大固有频率低于硬橡胶，高于聚氨酯和,EPE,；固有频率随静应力变化先缓降，后上升。,蜂窝纸板固有频率与静应力关系,厚度,T,，,mm,面纸定量，,g/m,2,芯纸定量，,g/m,2,孔径，,mm,面积，,cm,2,10,20,40,50,80,120,250,140,140,170,170,170,170,15,1010,缓冲包装设计程序,设计考虑因素：,1,、产品尺寸。如长宽高、直径与高度等线型尺寸均影响缓冲包装的设计，并可确定流通环境。,2,、产品重量。要考虑毛重与重心位置，若重心大大偏离中心，缓冲材料分布要做相应调整。,3,、产品脆值。不同脆值的产品要按优化原则考虑不同的缓冲材料及其厚度。,4,、流通环境。根据国标或参考国内外相近产品流通环境数据，最好自己实测。,设计程序：,1,、获得产品的信息。尺寸、毛重、质量分布、脆值等。,2,、获得流通环境数据与相关试验标准。,3,、获得其他限制条件，如成本限制、流通环境条件限制、市场营销限制等。,4,、根据已有缓冲材料的缓冲系数曲线选择缓冲材料，新材料需测定其缓冲系数。,5,、根据已有缓冲材料的振动传递率曲线等动力学参数核对所选缓冲材料。,6,、优化计算缓冲垫的结构尺寸。,7,、校核静载荷的压缩蠕变。,8,、初步估算缓冲包装系统的成本。,9,、根据实际流通环境条件对缓冲包装系统进行局部修改。,10,、制作包装样件供试验用。,11,、按设计的试验程序进行试验。,12,、若不满足要求，则需重新设计。若满足，则可批准设计，并提交设计报告。,实例,1,美国,Critikon,的电子医疗设备开始时运输破损率达,40,。试验发现冲击脆值仅,38,76,；共振频率为,22,和,35Hz,。加缓冲后，,18”-30”,跌落高度试验均无问题，但缓冲包装系统的共振频率刚好也是,22Hz,其放大率为,9,，是破损的关键因素。于是增加振动易损件的刚度，使脆值提高到,110,以上，并调整缓冲结构，使固有频率提高到,80Hz,。新的产品,/,包装系统可承受,48”,跌落高度，破损率降至,0.1%,以下。,实例,2,三菱对生产的,14”,电视机试验发现，显象管下部塑料框架的脆值仅为,25,，四个螺钉的固定扭矩不足造成管子脱落。只是增加固定扭矩,30,，更换螺钉垫片，便使产品脆值增加一倍多，大大减少缓冲材料用量，包装费用减少约一半。代价极少，效果显著。,实例,3,三菱生产的手提煤油炉，最初设计的稳定用底版边缘突出,76mm,，试验发现炉体脆值为,50,，而底版仅,5,，需很多缓冲材料才能保证底版在流通中不坏，包装成本和运输成本很高。第一次改进是减少突出长度，从而降低包装体积，但脆值未提高。后又再底版上增加加强筋，结果脆值提高到,25,；同时降低油箱和电机重心，使包装与运输成本大幅度减少。,实例,4,浙江冰箱厂最初生产的冰箱在运输中破损严重。试验发现是箱体结构强度太弱脆值仅,28,。改型设计时，对箱体钢板进行二次弯曲翻边，增加了刚度，材料成本不变，脆值提高到,54,。同时选用优质缓冲材料，使用量减少。结果，该厂每年可减少,200,万包装、流通和维修费。,实例,5,合肥搪瓷厂生产的橱柜用,5,步法设计：,1,、根据,GB4857-84,并结合国内运输统计资料，确定产品跌落高度为,76cm,。,2,、用,EPS,缓冲材料，在跌落试验机上测得脆值为,80,。,3,、根据,4.4cm,厚,EPS,的实测缓冲系数曲线查得,Cmin=3.7,对应的,m,7,。产品重,42.5kg,从而可算出,t=3.5cm.,4,、设计外包装与缓冲系统原型。,5,、按国标进行堆码、跌落试验。结果表明完全符合要求。,实例,6,国外某食品厂生产薄脆,1,、,2,、,3,，炸脆片,1,、,2,，甜饼等,6,种产品。冲击试验表明，除薄脆,3,外，其不同方向的有效跌落高度是不同的。可改变冲击面减少包装材料用量,产品,底面,侧面,端面,薄脆,1,61.0,132.1,48.3,薄脆,2,86.4,152.4,63.5,薄脆,3,45.7,45.7,45.7,炸脆片,1,35.6,35.6,81.3,炸脆片,2,43.2,27.9,43.2,甜饼,62.0,15.2,76.2,实例,7,按缓冲与振动失效确定衬垫尺寸,某仪器悬臂关键件,f,c,=60Hz,G,m,=30g,包装件重,F,50kg,与左图,7.6cmEPS,曲线相交，其最低点的,s,0.7,，得衬垫面积,A,G,m,F/ ,s,214.3cm,2,。计算得包装系统,f,n,=,=22.15,由图可见接近共振点。传递率,T,r,=1.7,对于汽车产生,2.5g,时，,产品,G,p,=1.72.5=4.25g,。,G,e,=Gf,n,/f,c,=0.369,远小于,1,，故关键件的,G,e,=G,p,=4.25g,。考虑汽车激振关键件，,f,o,=f,c,时,f,e,/f,n,=2.71,查,EPS,传,递率曲线，得,T,r,=0.1,G,p,=0.12.5=0.25g,。,EPS,的平均阻尼比,0.01,T,e,=1/2,=50,G,e,=0.2550,12.5g,。重,0.025kg,的关键件,悬臂梁,f,e,=,=60Hz,由材力算得关键件,m,=,=2971.7N/cm,2,，,动应力,12.52971.7=37146.25N/cm,2,。,查得钢制关键件疲劳寿命为,0.6410,5,。,MENASHA Co.,悬挂式裹包（,SUSpension wRAP),适合异形产品、缓冲好、堆码强度高,折叠三角形瓦楞纸板衬垫,折叠三角形瓦楞纸板衬垫可替代泡沫塑料。结构：一层、加强型一层、二层、加强型二层、三层,Sealed Air Co.Korrvu,悬挂式,(suspension),缓冲包装,用高强度、高弹性、高韧性、低滑动塑料薄膜，粘结在瓦楞纸板框架上，产品被夹在两个薄膜框架内。 适合电子零部件包装的高性能保护技术。,Korrvu,固位式,(retention),缓冲包装,侧板上翻，放松薄膜，形成袋形空腔，放入产品；侧板下折，拉紧固位薄膜，放入纸箱。展示性好，适合异形产品无需设备，用再生纸,30,，省材,30,，节省仓储空间，可复用。,发展动态,l,产品脆值的合理化：冲击脆值保守性；,Shock Response Spectrum Analysis；,三维缓冲特性（,G,m,-,s,-f,c,）,曲线。,l,包装动力学可靠性分析。,Ps=exp-(T,x,/2,x,)exp(-G,2,/2,x,2,) （）,l,运输包装,CAD。,l,运输包装,CAE(,有限元分析,FEA,统计能量分析,SEA),l,运输包装,CAT.,发展动态,产品脆值的合理化（冲击脆值保守性）：实际冲击波并非矩形波。两类脆值结合考虑。,Shock Response Spectrum Analysis,：有限元法。,三维缓冲特性（,G,m,-,s,-f,p,）,曲线：,G,m,fp,s,包装动力学可靠性分析,Ps=exp-(T,x,/2,x,)exp(-G,2,/2,x,2,) （）,T,为运输实际时间，,x,脆值的标准差，,G,为产品脆值。,实例：系统,M,10Ns,2,/m,k=2000N/m,白噪声,So=0.2m2/s,4,/Hz.,时间越长，,Ps,越低；,G,值取的高，,Ps,越高。,运输时间，天,1,3,5,10,15,Ps,，,97.35,92.39,87.66,76.84,63.26,企业的成功，,20%,在策略，,80%,在执行,P197,企业的核心竞争力，就在于执行力。没有执行力，一切都是空谈。,执行力决定企业的成败，任何企业的失败都是执行的失败，任何企业的成功都必然是执行的成功。,84,、制定正确的战略固然重要，但更重要的是战略的执行,联想集团总裁兼,CEO,杨元庆,85,、战略越精炼，就越容易被彻底地执行,花旗银行董事长约翰,?,里德,86,、三流的点子加一流的执行力，永远比一流的点子加三流的执行力更好。,日本软银公司董事长孙正义,87,、让流程说话，流程是将说转化为做的惟一出路,战略专家姜汝祥,88,、企业的执行力靠的就是纪律,中国台湾华建公司总裁卢正昕,第十三章现代企业离不开危机管理,P211,斯坦福大学教授理查德,?,帕斯卡尔说过一句至理名言：“,21,世纪，没有危机感是最大的危机。”没有危机感，其实就有了危机；有了危机感，才能有效地避免危机。,89,、一个伟大的企业，对待成就永远都要战战兢兢，如覆薄冰,海尔集团总裁张瑞敏,90,、危机不仅带来麻烦，也蕴藏着无限商机,美国大陆航空公司总裁格雷格,?,布伦尼曼,91,、微软离破产永远只有,18,个月,世界首富比尔,?,盖茨,92,、预防是解决危机的最好方法,英国危机管理专家迈克尔,?,里杰斯特,93,、,21,世纪，没有危机感是最大的危机,哈佛商学院教授理查德,?,帕斯卡尔,第十四章奖励什么，就会得到什么,P223,管理者必须在工作与奖励之间建立恰当的联系。想要什么就应该奖励什么，奖励什么，你就会得到什么，有效的奖励可以引导员工努力工作。,94,、奖励什么，就会得到什么,管理专家米契尔,?,拉伯福,95,、我们宣布讲究实绩、注重实效，却往往奖励了那些专会做表面文章、投机取巧的人。,管理专家米契尔,?,拉伯福,96,、不能搞平均主义，平均主义惩罚表现好的，鼓励表现差的，得来的只是一支坏的职工队伍,管理学者史蒂格,97,、 不只奖励成功，而且奖励失败,通用电器公司总裁杰克,?,韦尔奇,98,、无法评估，就无法管理,管理学家琼,?,玛格丽塔,99,、你不能衡量它，就不能管理它,管理大师彼得,?,杜拉克,100,、如果强调什么，你就检查什么,“,不耻最后。,”,即使慢，驰而不息，纵令落后，纵令失败，但一定可以达到他所向往的,目标,。,鲁迅,2,、不经一翻彻骨寒，怎得梅花扑鼻香。,宋帆,3,、不要失去信心，只要坚持不懈，就终会有成果的。,钱学森,4,、常常是最后一把钥匙打开了门。,彦语,5,、成大事不在于力量的大小，而在于能坚持多久。,约翰生,6,、达到重要目标有两个途径,努力及毅力。努力只有少数人所有，但坚韧不拔的毅力则多数人均可实行。,拿破仑,7,、点点滴滴的藏，集成了一大仓。,德国谚语,8,、读不在三更五鼓，功只怕一曝十寒。,郭沫若,9,、告诉你使我达到目标的奥秘吧，我惟一的力量就是我的坚持精神。,巴斯德,10,、革命道德不是从天上掉下来的。它是从日常的坚持不懈的斗争和锻炼中发展和巩固起来的，正如玉石越磨越亮，黄金越炼越纯一样。,胡志明,11,、苟有恒，何必三更起五更眠；最无益，只怕一日曝十日寒。,毛泽东,12,、古今之成大事业、大学问者，必经过三种之境界：,“,昨夜西风凋碧树，独上高楼，望尽天涯路,”,，此第一境界也；,“,衣带渐宽终不悔，为伊消得人憔悴,”,，此第二境界也；,“,众里寻他千百度，蓦然回首，那人却在灯火阑珊处,”,，此第三境界也。,王国维,13,、古人学问无遗力，少壮工夫老始成。,陆游,14,、故天将降大任于是人也，必先苦其心志，劳其筋骨，饿其体肤，空乏其身，行拂乱其所为，所以动心忍性，增益其所不能。,孟轲,15,、贵有恒，何必三更起五更眠。最无益，只怕一日曝十日寒。,毛泽东,16,、坚持对于勇气，正如轮子对于杠杆，那是支点的永恒更新。,法,雨果,17,、进锐退速。,孟珂孟子,18,、精诚所至，金石为开。,蔡锷,19,、涓滴之水终可以磨损大石，不是由于它力量强大，而是由于昼夜不舍的滴坠。,贝多芬,20,、科学的永恒性就在于坚持不懈地寻求之中，科学就其容量而言，是不枯竭的，就其目标而言，是永远不可企及的。,卡,冯,伯尔,21,、逆水行舟用力撑，一篙松劲退千寻。,董必武,22,、骐骥一跃，不能十步；驽马十驾，功在不舍。（骐骥：俊马。驽马：跑不快的马。驾,，马行一日为一驾。,先秦荀子,劝学,；你不检查，就等于不重视,IBM,公司总裁郭士纳,影响世界的,100,条管理名言,世界上最伟大的管理大师和世界著名企业家的最实用、最经典的,100,条管理名言，这些千锤百炼、流传甚广的管理名言融汇了管理大师们的思想精华，浓缩了世界著名企业的管理智慧。很多管理者在管理实践中经常引用这,23,、锲而舍之，朽木不折；锲而不舍，金石可镂。,荀况,24,、取得成就时坚持不懈，要比遭到失败时顽强不屈更重要。,拉罗什夫科,25,、人们还往往把真理和错误混在一起去教人，而坚持的却是错误。,歌德,26,、忍耐和坚持虽是痛苦的事情，但却能渐渐地为你带来好处。,奥维德,27,、日日行，不怕千万里；常常做，不怕千万事。,金樱格言联壁,28,、思诚为修身之本，而明善又为思诚之本。,佚名,29,、泰山不让土壤，故能成其大；河海不择细流，故能就其深。,李斯,30,、为学须刚与恒，不刚则隋隳，不恒则退。,冯子咸,31,、为学犹掘井，井愈深土愈难出，若不快心到底，岂得见泉源乎？,张九功,32,、伟大变为可笑只有一步，但再走一步，可笑又会变为伟大。,佩思,33,、伟大的作品不是靠力量，而是靠坚持来完成的。,约翰逊,34,、我们应有恒心，尤其要有自信心！我们必须相信，我们的天赋是要用来做某种事情的。,居里夫人,