第11章 运输包装试验

1. 第11章 运输包装试验 第一节 概述 一、包装试验的测试对象分类（1）包装流通环境试验：评价流通环境（2）包装材料试验：测定材料的力学性能和缓冲防振能力（3）产品脆值试验：测定产品的强度及耐破损能力（4）包装货物试验：检验包装好的产品在流通环境中的可靠性

2. 二、货物试验 ◆货物试验的目的 （1）可靠性试验：检测包装能否有效保护产品。 （2）暴露试验：暴露包装件的缺陷或薄弱环节，改进包装。 （3）对比试验：比较不同包装结构的优劣。 ◆货物试验的方式 （1）单项试验：评价包装对某一特指的环境下保护产品的能力。 （2）多项试验：检验货物承受多种外部负荷的能力。 （3）综合实验：使两种或两种以上的负荷同时作用于试样，目的是检验货物的综合防护能力。

3. 三.试验方法 （1）随车试验：待测包装件置于车辆上，按即定的装载量、行车速度、行使路面和气象条件走完一定的路程，开箱检查其完好程度。 ◆ 优点：操作简单，试验结果直观； ◆ 缺点：费用大，时间长，有一定局限性。对破损原因很难定量分析；试验条件难控制。 （2）室内模拟试验：在实验室内作模拟完成，考核包装的防护性能。 ◆ 等效模拟：如振动中的正弦波试验； ◆ 完全模拟：如振动中的随机振动试验； ◆ 优点：试验费用小，时间短，实验条件比较典型，且容易控制，重现性较好； ◆ 缺点：投资大，技术要求较高； 国家标准

4. 四.相关的试验标准 ◆纸盒的试验标准 GB451.3 厚度 GB450.2 定量 GB2679.7 戳穿强度 GB1539 耐破强度 GB6546 边压强度 GB4857.4 空箱抗压强度 ◆瓦楞纸箱的试验标准 GB451.2 厚度 GB1538 摇盖耐折 GB2679.7 戳穿强度 GB1539 耐破强度 GB6546 边压强度 GB6548 粘合强度 GB4857.4 空箱抗压强度

5. 第二节 运输试验（随车试验） 一、随车试验简介 1.定义：使用计量和记录仪表等手段，对包装货物的实际运输过程作系统的跟踪和监督。 2.随车试验的方式 （1）以产品为对象，观察了解该产品及其包装在既定的运输过程中破损特性和破损规律——为产品包装设计提供数据。 （2）以环境为对象，了解运输工具、装卸机械本身在运行操作中激励破损的情况、性质和严酷程度——为评价商品的流通环境条件提供基础的统计数据。

6. 二、试验和数据统计方法 1.测定产品的耐破损能力 • 测试设备：使用测震设备，如加速度计（传感器）、冲击记录仪、示波器、信号分析记录仪等。 • 测试方法：仪表固定于被包装产品的适当部位，同产品一同运输。——加速度峰值+加速度发生频率——记录时间长，记录纸运行速度低——记录曲线可反映峰值的大小，峰值发生的次数，而不能反映振动频率

7. ◆可测试数据 （1） 在某一预定的运输区间，包装产品承受加速度的大小和次数； （2） 运输过程的等效跌落高度——根据记录曲线和记录波形的最大峰值换算出来。 试验前（或以后），把装有冲击记录装置的产品沿记录器的感受方向作自由跌落，可得跌落高度和在这一高度下跌落冲击强度的关系。 用随车试验记录到的最大加速度峰值同跌落试验的统一峰值比较，可以找到这个峰值所对应的跌落高度。因为它同跌落高度等效，就称为等效跌落高度。 （3） 货物体积或重量同等效跌落高度的关系。 （4） 某些峰值发生的时刻和这一时刻货物所在的地理位置——调查破损事故的原因 （5） 不同运输方案的对比分析。

8. 2.测定运输工具的激励能力 • 测振设备应直接固着于车厢底板上。记录装置的运输时间较短，可采用快速驱动的记录纸带。按照记录到的曲线，可以读出峰值的大小、冲击振动发生的次数，由于纸带移动的速度是可控的，可以测出单位时间内的振动次数，即频率。 • 整理对运输工具的测量结果可得出以下数据：（1）交通路面的环境特征（路面）（2）运输工具在不同运行状态下的振动特性（起制动）（3）车厢底板不同位置的加速度值（4）车厢底板加速度和包装件内装产品加速度值的比值。这个比值显然同地板位置、缓冲条件、堆码方式等有关。

9. 3.测定运输过程环境温湿度 对温度、湿度很敏感的药品、化工产品、生鲜食品、电子产品尤为重要。

10. 第三节 货物试验 运输包装件基本试验标准GB4857-84中规定：各种试验在实验室进行 货物: (外包装+缓冲保护介质+内装产品)=运输包装件 一、货物试验的一般原理 1.货物破损的外部负荷 （1）冲击：垂直冲击，水平冲击；（2）振动 （3）压力（4）局部应力：堆码中货物倾斜、摇晃、碰撞而产生的局部弯曲、剪切、戳穿和摩擦擦伤等。（5）气象性负荷（6）货物的实验室试验，就是采用一系列机电设备模拟上述主要的环境负荷，检验被包装产品的可靠性。

11. 2.正确选择试验项目和试验强度 （1）选择试验项目或试验项目组成的依据 ◆ 选择的试验项目同该产品的实际流通情况相接近，试验强度规定恰到好处，试验结论稳定可靠，保证货物流通安全； ◆ 控制试验成本 （2）正确规定试验强度：试验强度值分为基本值和最终值两种。 ◆ 基本值是出于标准化和系列化的目的而编制的，它只具有宏观的指导意义。 ◆ 最终值是结合具体的产品，具体的流通条件，对基本值进行修正而规定的。判断试样是否合格，是根据强度最终值作出的。

12. 3.试验大纲 （1）说明货物流通的主要环节；（2）说明主要环境负荷的种类和严酷程度；（3）确定最必要的试验项目或项目组合；（4）规定试样数量，预处理状态、试验次数等附属条件；（5）确定试验强度最终值；（6）规定试验设备及设备必须的性能；（7）确定试验程序； （8）评定试验结果；

13. 4.运输包装件试验标准（GB4857-84） • 适用范围：任何运输方式下流通的运输包装件的性能试验 • 包含标准： （1）运输包装件基本试验总则； （2）运输包装件各部位的标示方法 （3）温湿度调解处理 （4）运输包装件试验信息记录 （5）编制运输包装件试验大纲导则 （6）堆码试验方法 （7）压力试验方法 （8）垂直冲击跌落试验方法 （9）水平冲击试验方法 （10）正弦振动（定频）试验方法 （11）正弦振动（变频）试验方法 （12）滚动试验方法 （13）低气压试验方法 （14）喷淋试验方法 （15）六角滚筒试验方法

14. 二、货物冲击试验 1.冲击载荷：垂直冲击，水平冲击，随机冲击 2.冲击试验： ◆ 垂直冲击试验（GB4857.5-84）——自由跌落试验 设备：吊钩式：电葫芦起吊，依靠电磁装置实现突然的释放； 翻板式：机械传动提升，靠手工操作打开活络销，实现释 放操作； 回转腕式：回转腕突然下降，摆动收缩，让开试样 强度标准：用跌落高度和跌落次数来描述。跌落高度能反映冲击速度的变化。（初速度尽可能为0，试样在跌落过程中保持预定的平直姿态。提高试验精度）。 大型运输件试验（GB5398-85）：面跌落时，棱跌落，角跌落

16. ◆ 水平冲击试验（车辆紧急制动，火车挂接） 替代试验：滑坡试验； 吊摆试验； 强度标准：用水平方向的速度、冲击次数来描述。 理论上： 实际中， L-v的关系受摩擦力影响，L-v特性线显示了在不同负载条件下冲击速度同理论速度的误差。

17. 由于摩擦的影响，实际的冲击速度u要略小于理论值v。误差可用吊摆特性曲线来反映。 强度标准：用水平方向的速度(标准)、冲击次数来描述。

18. ◆ 多方向随机冲击试验（GB4857.8-85） 模拟流通过程的各种随机事故(如低度障碍性跌落、连续数次翻滚、倾倒在凹凸不平的地面上等） 预定转落次数,用于考核包装对 内装产品的保护能力； 试验程序 预定试样的破坏状态，用于检验 包装本身的质量。 N一转落次数；W-试样重量，kg； L-试样最大边长，mm； t-试样最小边长，mm 适用于L/t>3.5,W<35kg的货物 重量W>35kg的货物,N视流通情况确 定,N>12次。

19. 三、货物振动试验 ◆货物振动——随机振动——试验室模拟：技术要求高，成本昂贵。 ◆从包装件的破损来看，有规律振动和随机振动，作用于货物上的效应（力、加速度、变形）是相同的。——振动试验并不模拟真实的振动环境，而是模拟振动对包装产品的破损效果——等效破损模拟原理。 1.定频试验（GB4857.7-84） ◆试验方法是在低频(3—4HZ)和大幅度（Gm=0.75± 0.25g）的条件下考察包装件的强度或检验包装对内装物保护能力的. ◆ 振动台有机械式、液压式和电动式。 ◆ 定频试验的试验强度，由频率、加速度、试验持续时间等几个量值来控制。频率通常为3—4Hz，加速度为0.75g。振动持续时间的基本值为20分，最终值应按具体产品流通时环境的严酷程度来修正，其变化范围为10-60min，GB4857.7-84有推荐值。

21. 2.变频试验（GB4857.10-86） ◆功能：考验内装物或包装的抗震性能； 通过扫描确定包装件（振动系统）的固有频率，找出共振点， 是对定频试验的扩大和功能的延伸。 ◆设备：定频试验装置，只要有扫描功能，都可以用作变频试验。 ◆实验强度：扫描频率为3—100Hz； 加速度在0.25g、0.5g、0.75g中选择； 变频振动试验的持续时间： f—基准频率上限，f0—基准频率下限，n—扫描速度，通常取每分钟1/2倍频程。 ◆变频形式：分点振动 线性扫描 分段线性扫描 指数扫描（包装测试常用）；指频率变化的时间历程呈指数函数形式，即：

22. 改变交流电的电流大小和频率——改变了振动台面振幅的大小和振动频率。改变交流电的电流大小和频率——改变了振动台面振幅的大小和振动频率。

23. 3.随机振动试验 ◆正弦（定频）和变频振动能模拟振动的破损效果； ◆正弦（定频）和变频振动不能模拟真实的振动环境；对复杂或精密产品，不能反映随机振动产生的破坏。 如随机振动10min，80%焊点出现故障； 正弦振动2h， 50%焊点出现故障； ◆随机振动的试验方法： 采集实际振动的信号 控制随机振动试验台 或计算机产生随机信号 成本高，操作比较复杂，能模拟真实环境，试验效率高，效果好，——发展方向

24. 四、货物其他试验 将试样按运输状态平放在坚硬平直的地面上，在顶部堆积重物。重量>500kg，顶部压强>=0.05kg/cm2，侧面压强>=0.1～0.2kg/cm2， 重量<500kg，其压载量按下式计算： K——受环境条件影响的恶化系数，可参照表11-6数据选用。 堆码试验的强度量主要是承载量（堆码高度）和承载持续时间。其基本和适用范围可按表11-7选取。 1.压力试验 （1）堆码试验（GB4857.3—84）

25. （2）压力试验（GB4857.4—84） • 将试样置于压力机两平行压板之间，压板以10 ± 3mm/min的速度相对移动以形成压力——应力—应变曲线。 • 施压时间短，效率高，操作省力，比堆码试验有明显的优点。缺点是受压力机压板尺寸和施压行程的限制，尺寸过大的货物不宜使用。 （3）喷淋试验（GB4857.9-86） 喷水： 喷水量100 ± 20L/m2/h; 持续时间为5—60min。 垂直、端面、侧面45度方向喷水。 防水试验 浸水： 将试样平放在悬吊起落的笼中,以 300cm/min的速度缓缓浸入水中, 要求水面没过箱顶.保持预定时间后提起。 用来检测防水要求很高的货物,或者用来检 查某些容器的密封性能。 透湿

26. 第四节 选择试验方法的原则 • 试验项目很多——对一具体的包装件,并不要求经历全部的试验——选择其中的若干项,并按特定的顺序组合。 一、影响选择试验方法的因素 1.产品特性 2.流通特性 3.试验特性：◆大而重的货物——人工装卸跌落的可能性小，不必做水平方向的跌落试验，用水平冲击和面、棱、角的局部试验代替。 ◆对于可任意堆放（无方向要求）的货物，必须进行垂直跌落试验，不必做水平冲击试验。相反，对不允许倒置，不允许翻滚的货物，除了要进行垂直冲击试验以外，尚需进行水平冲击试验。经过六角滚筒试验的货物，可不再做滚动试验。 ◆固有频率较低（小于100Hz）的货物，做过冲击试验，可不做振动试验。

27. 例11-1]一机床产品的运输包装件，采用框图木箱包装，缓冲比较充分，包装件总重2000kg，外形尺寸3000mm×2500mm×2000mm。此机床系出口货物，预计的流通过程是：工厂总装完成后贮存→卡车运输300km到海港→海港仓库贮存→装船运输700km→铁路运输200km到用户仓库。例11-1]一机床产品的运输包装件，采用框图木箱包装，缓冲比较充分，包装件总重2000kg，外形尺寸3000mm×2500mm×2000mm。此机床系出口货物，预计的流通过程是：工厂总装完成后贮存→卡车运输300km到海港→海港仓库贮存→装船运输700km→铁路运输200km到用户仓库。 解：1.影响因素分析 （1）大型包装件，需用起重机装卸多次，受垂直冲击的机会较多；（2）有较长距离的卡车运输，会承受垂直方向的冲击与振动；（3）有一定距离的火车运输，将经受水平方向的冲击； （4）长距离远洋运输，将经受振动。在深仓内与其它货物混放，会受到顶压和挤压；（5）露天存放及海洋运输，要经受雨淋；（6）出口货物，距离远，周期长，要经受显著的温度和湿度变化。 2. 试验项目和试验顺序如下： （1）温湿度预处理：在-18°C的条件下，放下置24h。（2）堆码试验：堆码高度7m，持续1周。（3）调节处理：温度38°C，相对湿度85%放置24h。（4）垂直冲击试验：面跌落，跌落高度200mm。（5）喷淋试验：喷淋0.5h。（6）调节处理：温度38°C，相对湿度85%，放置24h。（7）振动试验：定频振动，堆码7m，连续加振1h。（8）水平冲击试验：冲击速度1.8m/s，两相对侧面各受冲击一次。