《包装设计制作工艺与检测技术标准实用手册》

第七篇 包装性能测试

第四章　计算机在缓冲包装试验方面的应用

第二节　包装件性能试验方法

一、模拟质量法

模拟质量法只保留由货物与缓冲材料组成的主弹性系统，而取消其他一切由质量与弹性器件构成的次要弹性系统，以消除系统内的一切会引起干扰的组件。因此就需采用一模拟物，使其质量与质量分布完全与真实货物相同。此外还要把各测试轴上的加速度传感器都布置在模拟货物的质量中心上。

此方法的优点在于可有效地消除跌落试验中常常出现的高频噪音与其他波形畸变。对于贵重货物用此测定包装系统的性能，还可以避免货物因经受实际的跌落试验而受到危害。

此方法的最大缺点是，它不能保证实际的试验状态。在一般的跌落试验中，货物内部产生的高频成分耦合到主系统的响应脉冲上的现象，是反映了货物流通过程的真实情况，因此是应当加以测试的；由这种瞬态高频脉冲引起的残余频谱很可能会有不利的影响，这种不利影响也是必须加以测试的。此外，这种模拟货物制造成本很高，而且很费事，有时还无法保证有价值的测试结果。虽然有以上缺点，这一方法还是常用于重型或贵重货物的包装性能试验。

二、电子滤波法

电子滤波法可测出包装货物的动态响应过程，数据要在示波器或其他数字显示装置上显示之前进行滤波，通常通过低通滤波器或带通滤波器来实现。滤波器一般是装在加速度传感器的放大器内（图7－4－1中虚线以下部分）。在得出数据之前就对高频成分进行滤除。

这种方法的优点是简单明了。由于在滤波器选择方面没有什么标准，很可能使数据发生畸变。为了表现初始的冲击波而进行滤波，会使含有大量振动响应特性的残余频谱发生衰减。这样，试验中的很多有用数据有可能被滤除，从而影响试验的准确性，这时就需要试验人员对数据进行修正。

三、无滤波响应频谱法

无滤波响应频谱法的特点是要在测定货物强度时录下危险部件的响应加速度值作为比较标准。特别是要录下在施加不发生破坏的冲击极限值时危险部件的加速度响应值。

这种加速度响应曲线可以以时间为坐标也可以以频率为坐标。在包装货物跌落试验期间，这两种加速度响应曲线都要针对同一个危险部件，该件的加速度响应值要与强度测定时录下的加速度响应值进行对比。如果包装跌落试验的加速度响应值远远小于强度试验的实测值，那么这个包装结构的性能就是合格的。此方法的优点是不采用任何滤波器，不会使数据发生畸变。这种方法不要求以某种特定波形（通常是方波）来测定强度极限。

这种方法的缺点是响应频率中含有货物内部所有部件的谐振频率成分。因此很难贴切地解释它所产生的复杂波形。如果没有精密的数字或记录仪和精密分析仪，这一缺点就显得更加突出。而且货物内部的许多由质量与弹性元件构成的系统所发生的自然振荡放大作用，将会使测出的冲击值比它的实际值大得多。因此这种方法很少使用。

四、双通道试验

为了弥补上述响应频谱分析法的缺点，现采用一种混合方法，即在强度试验时同时监视冲击输入量与冲击响应量，在包装性能试验时亦同时监视输入量与响应量（在这两项试验中，都是对危险部件进行监视）。如果响应频谱的幅值低于强度试验确定的频谱幅值，就表明包装性能合格。

这种方法的主要优点如下：

（1）由于不用滤波，故精确度很高。

（2）各种传统的缓冲设计方法均可适用。

（3）由于它提供了危险部件的谐振频率，放大系数和相对位移的大量数据，所以对于包装的改进或缓冲系统的评价很有帮助。

缺点是试验比较复杂，而且需要多通道测试手段。

五、记录宽频带的响应脉冲（不滤波）并采用事后的选择性滤波

记录宽频带的响应脉冲这一方法要求执行传统的强度测定方法（利用已建立的强度测试程序），在作包装性能试验时，加速度传感器要装在货物的刚性部分。未予滤波的响应脉冲被录在瞬态存贮器内，记录的资料又都送入数据处理机，加以适当的滤波并对结果进行分析（见图7－4－1虚线下方的流程）。

这种方法的优点是：拥有全部数据，试验人员必要时可随时调用这些数据，还可以事后补充进行滤波，见图7－4－2。此法提供了一种十分有力的分析手段，它可以定量地揭示出滤波对于响应波形峰值的影响。此外，缓冲系统的响应幅值相当于最低的频率成分，很容易识别。货物内频率较高的部件的响应情况也可以清晰地表现出来，并可据此确定这些部件的谐振频率。

此法的缺点是：试验人员要对数据进行处理。

图7－4－2　采用数字瞬态记录器和数据处理机时的冲击响应脉冲

（上部是宽频带曲线，下部是事后滤波曲线，图中每格的时间：主刻度×0．01s）

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