CN105784106A - 一种缓冲材料共振特性的描述方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种材料共振特性的描述方法，其能够通过少量的实验获得材料的共振特性。主要用于运输包装防振设计领域。该方法以应力为自变量，共振频率为因变量，通过实验数据优化拟合的到材料的共振特性函数描述。大大减少了材料共振特性确定的试验量，使材料的共振特性描述简单方便。
Description
技术领域
本发明属于材料特性描述的技术领域，具体地涉及一种材料共振特性的描述方法，主要用于运输包装设计时共振点的确定。
背景技术
冲击和振动载荷是造成产品在运输过程中损坏的重要因素，因此防共振技术是产品包装设计重要技术。产品的防振包装主要是通过缓冲材料来实现的，缓冲材料的共振特性是防共振包装设计的基础，目前材料共振特性主要是通过共振曲线来描述。材料的共振曲线的获得首先要进行多次振动试验得到不同应力下的共振频率，然后在共振频率-应力平面内描点，并进行光滑连接得到的。该方法确定材料的共振特性需要大量的实验，耗费的人力、物力大，并且用曲线进行描述储存和应用极为不便。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种材料共振特性的描述方法，通过少量试验获得材料共振特性的描述函数，为运输包装防共振设计提供依据。
本发明所采用的技术解决方案是，一种材料共振特性的的描述方法，按照以下步骤实施：
步骤1、扫频试验确定被测材料的共振点
按照GB/T8168将被测材料切割成被测试件，将切割好的被测试件的下底面通过粘接的方式固定在振动试验台面中心位置，将质量为的质量块的重心与被测试件的形心对齐，并粘接在被测试件的上底面上；按照GB/T4857.10进行性扫频试验，找到共振频率，得到被测材料的一个共振点，其中，为被测材料的底面积；
步骤2、得到被测材料的共振点序列
改变质量块的质量，重复步骤1，得到被测材料的共振点序列
，其中测量次数；
步骤3、得到被测材料的共振特性描述函数
以材料的应力为自变量，以共振频率为因变量，根据步骤2中得到的共振点序列，根据函数采用最小二乘法拟合建立被测材料的共振特性描述曲线得到被测材料的共振特性函数描述。
式中材料参数、通过实验数据优化得到。
本发明的有益效果：
（1）可以用少量的试验获得材料的共振曲线；
（2）用函数式代替曲线描述材料的共振特性，简便易存储。
附图说明
图1给出了扫频试验时各部分的相对位置示意图。
图1中：1为振动台体，2为被测试件，3为质量块。
图2给出了某材料的实验数据和优化的到的共振特性曲线，横坐标为应力,单位为N/m2，纵坐标为共振频率,单位为Hz。
具体实施方式
本发明涉及一种材料共振特性的描述方法：通过振动试验测定确定材料的若干（3-5个）共振点，对这些共振点数据进行优化，得到该材料的共振特性描述的函数式。
使用例：
（1）选取厚度为4cm，长宽均为10cm的EPE材料，将其底面粘接于振动台台面中心，取质量块，将其重心对准EPE材料的形心粘结与EPE材料的顶面上；按照GB/T4857.10进行扫频试验记录试验的共振频率和载荷应力，得到第一个共振点：
（2）重复步骤（1）5次得到该材料的5个共振点：
（3）利用（2）中得到的数据用下式进行优化拟合：
（4）优化拟合的结果为，；
（5）该材料的共振特性描述为：
（6）该材料的共振曲线如图2；
（7）重复步骤（1）10次，得到10组共振数据，利用该10组数据对步骤（5）的式子进行拟合优度检验，拟合优度参数为：R-square=0.981；RMSE=2.745。
Claims (3)
1.一种缓冲材料共振特性的描述方法，其特征在于按照以下步骤实施：
步骤1、扫频试验确定被测材料的共振点
按照GB/T8168将被测材料切割成被测试件，将切割好的被测试件的下底面通过粘接的方式固定在振动试验台面中心位置，将质量为的质量块的重心与被测试件的形心对齐，并粘接在被测试件的上底面上；按照GB/T4857.10进行性扫频试验，找到共振频率，得到被测材料的一个共振点，其中，为被测材料的底面积；
步骤2、得到被测材料的共振点序列
改变质量块的质量，重复步骤1，得到被材料的共振点序列
，其中测量次数；
步骤3、得到被测材料的共振特性描述函数
以材料的应力为自变量，以共振频率为因变量，根据步骤2中得到的共振点序列，采用最小二乘法拟合建立被测材料的共振特性描述曲线的函数表达式：。
2.根据权利要求1所述的缓冲材料的共振特性的描述方法，其特征在于步骤2中，。
3.根据权利要求1所述的缓冲材料的共振特性的描述方法，其特征在于被测材料的共振特性描述曲线的函数表达式为：
其中：为共振频率，为应力，、为拟合参数，不同材料的材料参数、不相同。
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2016
- 2016-04-07 CN CN201610211005.8A patent/CN105784106A/zh active Pending
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