CN115859643A - 一种文物运输包装箱及设计方法 - Google Patents
一种文物运输包装箱及设计方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115859643A CN115859643A CN202211594234.4A CN202211594234A CN115859643A CN 115859643 A CN115859643 A CN 115859643A CN 202211594234 A CN202211594234 A CN 202211594234A CN 115859643 A CN115859643 A CN 115859643A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- vibration isolation
- cultural relic
- vibration
- support
- packaging box
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 title claims abstract description 48
- 238000013461 design Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims abstract description 65
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000011835 investigation Methods 0.000 claims abstract description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 40
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 40
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 9
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 4
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 3
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000012856 packing Methods 0.000 claims description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012858 packaging process Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Vibration Prevention Devices (AREA)
Abstract
本发明涉及一种文物运输包装箱及设计方法，包括如下步骤：S1、文物包装应用及背景调研；S2、隔振缓冲结构设计；S3、隔振缓冲结构三维模型建模；S4、有限元冲击与振动仿真分析；S5、仿真分析与试验测试比对分析；S6、隔振缓冲结构调整确认。本发明设计科学合理，适用性高，可应对不同体积和重量的文物进行包装运输；采用二级隔振结构，整体缓冲隔振效果明显，能够保证文物在装箱、拆箱和运输全流程中的安全；且包装结构和外箱均可循环使用，降低了文物包装成本；且外箱具有快拆、易操作的特点，装箱和拆箱过程节省人力成本。
Description
技术领域
本发明属于文物运输包装技术领域，具体涉及一种文物运输包装箱及设计方法。
背景技术
随着经济全球化的发展，文化发展方面的变化也愈发突出，国家和地区之间的文化交流日趋频繁。博物馆之间的文物展览、文物合作逐渐加强，实现了博物馆资源共享和综合效益的增加。无论是博物馆之间文物交流，亦或是考古文物的运送，都离不开文物安全运输包装这个话题。
现有的文物运输包装方案中存在一些问题，例如普遍采用木质包装结构，木质包装结构使用周期短、重复使用率低；被包装物与结构之间大量填充缓冲材料，不可重复使用浪费资源；包装过程繁琐，拆卸以及搬运过程中笨拙、浪费人力。
钢丝绳隔振器是由钢丝绳缠绕上下夹板组成一种隔振元件，钢丝绳股之间相互作用产生干摩擦力，输入能量不断被钢丝绳隔振器通过弹性变形和绳股之间的摩擦运动吸收消耗，达到隔振缓冲的目的。近年来钢丝绳隔振器在船舶、精密仪器等行业中得到了广泛应用。
本发明专利采用钢丝绳隔振器提供了一种文物运输包装技术方法，考虑文物运输包装的全物流场景，对文物运输进行缓冲结构设计，外包装箱设计；经过理论分析、有限元仿真和实验验证的文物运输包装箱及设计方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种文物运输包装箱及设计方法。
本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：
一种文物运输包装箱设计方法，其特征在于：所述设计方法的步骤为：
S1、文物包装应用及背景调研；
S2、隔振缓冲结构设计；
S3、隔振缓冲结构三维模型建模；
S4、有限元冲击与振动仿真分析；
S5、仿真分析与试验测试比对分析；
S6、隔振缓冲结构调整确认。
2、根据权利要求1所述的文物运输包装箱设计方法，其特征在于：所述步骤S2中隔振缓冲结构设计的具体操作为：
(1)隔振缓冲结构的钢丝绳隔振器采用偶数对称布置，文物和支承结构的重量均匀分布在隔振器上，采用垂向安装方式，
系统刚度目标值和单个隔振器刚度值相关计算公式如下：
K＝(2πfn)2M
Kd＝K/n
其中：M是钢丝绳隔振器承载的总质量；
fn是隔振系统的固有频率；
K是隔振系统刚度；
Kd是隔振系统刚度；
钢丝绳隔振器的最大变形量，最大冲击刚度值和最大静载值均可由产品的技术参数查出，冲击速度V、最小变形量dmin和最大冲击刚度Ks计算公式如下：
其中：at是预估文物允许的最大加速度值；
g是重力加速度；
W是单个隔振器承载载荷；
(2)文物随形缓冲材料设计，通过设计经验公式计算出缓冲材料的最小厚度，采用局部缓冲方案制定缓冲衬垫的尺寸。
一种文物运输包装箱，其特征在于：包括底围板、端板、顶盖及侧板，所述底围板合围成包装箱底座，所述端板、顶盖及侧板合围成包装箱盖，所述包装箱底座与包装箱盖通过搭扣锁紧，所述包装箱盖上设置有视窗，所述包装箱底座内设置有隔振缓冲结构，所述隔振缓冲结构包括固定钢支架A、固定钢支架B、隔振器、旋转钢支架及活动铝合金L支架，所述固定支架A与固定支架B通过螺栓与隔振器连接；所述旋转钢支架通过旋转轴与固定支架B连接实现旋转，所述旋转钢支架与固定支架B通过搭扣锁紧，所述旋转钢支架与固定支架A之间设有两根液压撑杆，所述活动铝合金L支架通过搭扣与旋转钢支架固定，文物固定在活动铝合金L支架上；所述隔振器包括上隔振板、下隔振板及隔振弹簧，所述上隔振板与下隔振板之间安装所述隔振弹簧。
而且，所述包装箱底座上设置有叉车插孔。
而且，所述活动铝合金L支架上设置有文物固定缓冲衬垫及随行缓冲衬垫。
本发明的优点和有益效果为：
1、本发明的文物运输包装箱及设计方法，适用性高，可应对不同体积和重量的文物进行包装运输。
2、本发明的文物运输包装箱及设计方法，采用二级隔振结构，整体缓冲隔振效果明显，能够保证文物在装箱、拆箱和运输全流程中的安全。
3、文物运输包装箱及设计方法，包装结构和外箱均可循环使用，降低了文物包装成本；且外箱具有快拆、易操作的特点，装箱和拆箱过程节省人力成本。
附图说明
图1为本发明包装箱的结构示意图；
图2为本发明隔振缓冲结构示意图；
图3为本发明隔振器结构示意图；
图4为本发明隔振缓冲结构抬起状态示意图；
图5为本发明样品幅值20g、11ms半正弦波冲击有限元仿真应力云图；
图6为本发明样品幅值20g、11ms半正弦波冲击实验测试结果图。
附图标记说明
1-底围板、2-端板、3-顶盖、4-搭扣、5-侧板、6-视窗、7-叉车插孔、8-固定钢支架A、9-隔振器、10-固定钢支架B、11-旋转轴、12-旋转钢支架、13-活动铝合金L支架、14-固定缓冲衬垫、15-文物、16-随形缓冲衬垫、17-液压撑杆、18-上隔振板、19-下隔振板、20-隔振弹簧。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
一种文物运输包装箱设计方法，其创新之处在于：所述设计方法的步骤为：
S1、文物包装应用及背景调研；
S2、隔振缓冲结构设计；
S3、隔振缓冲结构三维模型建模；
S4、有限元冲击与振动仿真分析；
S5、仿真分析与试验测试比对分析；
S6、隔振缓冲结构调整确认。
隔振缓冲结构设计的具体操作为：
(1)隔振缓冲结构的钢丝绳隔振器采用偶数对称布置，文物和支承结构的重量均匀分布在隔振器上，采用垂向安装方式，
系统刚度目标值和单个隔振器刚度值相关计算公式如下：
K＝(2πfn)2M
Kd＝K/n
其中：M是钢丝绳隔振器承载的总质量；
fn是隔振系统的固有频率；
K是隔振系统刚度；
Kd是隔振系统刚度；
钢丝绳隔振器的最大变形量，最大冲击刚度值和最大静载值均可由产品的技术参数查出，冲击速度V、最小变形量dmin和最大冲击刚度Ks计算公式如下：
其中：at是预估文物允许的最大加速度值；
g是重力加速度；
W是单个隔振器承载载荷；
(2)文物随形缓冲材料设计，通过设计经验公式计算出缓冲材料的最小厚度，采用局部缓冲方案制定缓冲衬垫的尺寸。
以某两种不同型号的钢丝绳隔振器为例，根据产品具体技术参数运算本发明的选型技术路线，可能明显看出型号B实际变形量满足最大变形量要求，通过最大冲击刚度超过技术参数的冲及刚度值，达到隔振缓冲的目的。
幅值20g、11ms半正弦波冲击的应力云图，兵马俑应力最大值位置出现在臀部小于材料的屈服强度，满足设计要求。如图5所示，样品实验测试结果如图6所示，图6中1表示活动铝合金L支架背板加速度响应曲线；2表示兵马俑臀部位置加速度响应曲线；3表示活动铝合金L支架底板加速度响应曲线。
同时对比不同冲击幅值和振动的理论计算、有限元仿真和实验测试结果可知，振动传递率稳定在0.55以下，达到了隔振缓冲的目的，符合技术方案设计要求。
一种文物运输包装箱，其创新之处在于：包括底围板1、端板2、顶盖3及侧板5，所述底围板1合围成包装箱底座，所述端板2、顶盖3及侧板5合围成包装箱盖，所述包装箱底座与包装箱盖通过搭扣4锁紧，所述包装箱盖上设置有视窗6，所述包装箱底座上设置有叉车插孔7，所述包装箱底座内设置有隔振缓冲结构，所述隔振缓冲结构包括固定钢支架A8、固定钢支架B10、隔振器9、旋转钢支架12及活动铝合金L支架13，所述固定支架A8与固定支架B10通过螺栓与隔振器9连接；所述旋转钢支架12通过旋转轴11与固定支架B10连接实现旋转，所述旋转钢支架12与固定支架B10通过搭扣4锁紧，所述旋转钢支架12与固定支架A8之间设有两根液压撑杆17，所述活动铝合金L支架13通过搭扣4与旋转钢支架12固定，文物15固定在活动铝合金L支架13上；所述隔振器9包括上隔振板18、下隔振板19及隔振弹簧20，所述上隔振板18与下隔振板19之间安装所述隔振弹簧20；所述活动铝合金L支架上设置有文物固定缓冲衬垫14及随行缓冲衬垫16。
尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。
Claims (5)
1.一种文物运输包装箱设计方法，其特征在于：所述设计方法的步骤为：
S1、文物包装应用及背景调研；
S2、隔振缓冲结构设计；
S3、隔振缓冲结构三维模型建模；
S4、有限元冲击与振动仿真分析；
S5、仿真分析与试验测试比对分析；
S6、隔振缓冲结构调整确认。
2.根据权利要求1所述的文物运输包装箱设计方法，其特征在于：所述步骤S2中隔振缓冲结构设计的具体操作为：
(1)隔振缓冲结构的钢丝绳隔振器采用偶数对称布置，文物和支承结构的重量均匀分布在隔振器上，采用垂向安装方式，
系统刚度目标值和单个隔振器刚度值相关计算公式如下：
K＝(2πfn)2M
Kd＝K/n
其中：M是钢丝绳隔振器承载的总质量；
fn是隔振系统的固有频率；
K是隔振系统刚度；
Kd是隔振系统刚度；
钢丝绳隔振器的最大变形量，最大冲击刚度值和最大静载值均可由产品的技术参数查出，冲击速度V、最小变形量dmin和最大冲击刚度Ks计算公式如下：
其中：at是预估文物允许的最大加速度值；
g是重力加速度；
W是单个隔振器承载载荷；
(2)文物随形缓冲材料设计，通过设计经验公式计算出缓冲材料的最小厚度，采用局部缓冲方案制定缓冲衬垫的尺寸。
3.一种如根据权利要求1或2所述的文物运输包装箱，其特征在于：包括底围板(1)、端板(2)、顶盖(3)及侧板(5)，所述底围板(1)合围成包装箱底座，所述端板(2)、顶盖(3)及侧板(5)合围成包装箱盖，所述包装箱底座与包装箱盖通过搭扣(4)锁紧，所述包装箱盖上设置有视窗(6)，所述包装箱底座内设置有隔振缓冲结构，所述隔振缓冲结构包括固定钢支架A(8)、固定钢支架B(10)、隔振器(9)、旋转钢支架(12)及活动铝合金L支架(13)，所述固定支架A(8)与固定支架B(10)通过螺栓与隔振器(9)连接；所述旋转钢支架(12)通过旋转轴(11)与固定支架B(10)连接实现旋转，所述旋转钢支架(12)与固定支架B(10)通过搭扣(4)锁紧，所述旋转钢支架(12)与固定支架A(8)之间设有两根液压撑杆(17)，所述活动铝合金L支架(13)通过搭扣(4)与旋转钢支架(12)固定，文物(15)固定在活动铝合金L支架(13)上；所述隔振器(9)包括上隔振板(18)、下隔振板(19)及隔振弹簧(20)，所述上隔振板(18)与下隔振板(19)之间安装所述隔振弹簧(20)。
4.根据权利要求3所述的文物运输包装箱，其特征在于：所述包装箱底座上设置有叉车插孔(7)。
5.根据权利要求3所述的文物运输包装箱，其特征在于：所述活动铝合金L支架上设置有文物固定缓冲衬垫(14)及随行缓冲衬垫(16)。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211594234.4A CN115859643A (zh) | 2022-12-13 | 2022-12-13 | 一种文物运输包装箱及设计方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211594234.4A CN115859643A (zh) | 2022-12-13 | 2022-12-13 | 一种文物运输包装箱及设计方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115859643A true CN115859643A (zh) | 2023-03-28 |
Family
ID=85672327
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211594234.4A Pending CN115859643A (zh) | 2022-12-13 | 2022-12-13 | 一种文物运输包装箱及设计方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115859643A (zh) |
-
2022
- 2022-12-13 CN CN202211594234.4A patent/CN115859643A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106347814A (zh) | 一种减振托盘 | |
| CN104443436B (zh) | 卫星控制力矩陀螺群用微振动并联隔振装置 | |
| CN102689751B (zh) | 集装箱 | |
| CN202133856U (zh) | 减振平台 | |
| Szmidt et al. | Inertially excited beam vibrations damped by Vacuum Packed Particles | |
| CN104008259B (zh) | 基于虚拟振动台的水果类运输包装件动态响应分析方法 | |
| CN115859643A (zh) | 一种文物运输包装箱及设计方法 | |
| CN102878234A (zh) | 截锥螺旋弹簧式缓冲器 | |
| CN102602781A (zh) | 曳引机隔振结构 | |
| CN109292230A (zh) | 一种具有缓冲结构的托盘式物流包装底座 | |
| CN212501900U (zh) | 一种高效率运输防振包装箱结构 | |
| Wang et al. | Finite element analysis and experimental investigation of beer bottle‐turnover boxes transport unit under random vibration excitation | |
| CN202558092U (zh) | 集装箱 | |
| CN202166509U (zh) | 一种车轨耦合振动试验台配重装置 | |
| Zubov et al. | Calculation and choice of grip parameters for garbage truck manipulator | |
| Urbanik | Transportation vibration effects on unitized corrugated containers | |
| CN111196436A (zh) | 一种高效率运输防振包装箱结构 | |
| CN208593839U (zh) | 一种防摇摆机构和堆垛机 | |
| CN209051728U (zh) | 一种模块化运输包装箱 | |
| CN209225679U (zh) | 一种具有缓冲结构的托盘式物流包装底座 | |
| CN213651245U (zh) | 一种新型集装箱振实台 | |
| CN213736292U (zh) | 高强度轻便型薄膜卷材包装箱 | |
| Bazhenov et al. | Comparative analysis of modeling methods for studying contact interaction in vibroimpact systems. | |
| He et al. | Finite element analysis in dynamic conditions of bridge crane beam | |
| CN214191346U (zh) | 一种水平式振动平台 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |