Page 116 - 《振动工程学报》2026年第3期

第 39 卷第 3 期 振 动 工 程 学 报 Vol. 39 No. 3
2026 年 3 月 Journal of Vibration Engineering Mar. 2026

不同材质包装容器在非高斯激励下的损伤分析

苏萌晗 1，2，3 ， 王志伟 1，2，3

（1. 暨南大学包装工程学院，广东 珠海 519070； 2. 暨南大学产品包装与物流广东普通高校重点实验室，
广东 珠海 519070； 3. 暨南大学包装研究所，广东 珠海 519070）

摘要: 包装容器及其内容物在流通过程中，会因车速、路况等因素受到不同程度的冲击，这些冲击造成了包装容器绝大部分的
损伤。为研究冲击对不同材料属性包装容器易损点的损伤规律，对 8 条实测道路信号分别进行冲击的提取，得到 20% 含有大
幅值冲击的非高斯信号和 80% 较低振动幅值的高斯信号。在有限元软件中进行瓦楞纸箱和塑料周转箱的建模，计算各信号
段的损伤占比。结果表明：20% 含有大幅值冲击的非高斯信号在瓦楞纸箱易损点造成的损伤占总损伤的 75% 以上，其中中型
卡车的冲击信号造成的损伤可达 95%；20% 含有大幅值冲击的非高斯信号在塑料周转箱易损点造成的损伤占总损伤的 97%
以上，其中中型卡车的冲击信号造成的损伤可达 99%。冲击信号损伤占比与材料属性参数 b 密切相关。
关键词: 随机振动； 包装容器； 非高斯； 冲击； 振动疲劳
中图分类号: O324； TB485.3 文献标志码: A DOI：10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.202403009

Damage analysis of packaging containers of different materials
under non-Gaussian excitation

SU Menghan 1，2，3 ， WANG Zhiwei 1，2，3
（1. College of Packaging Engineering， Jinan University， Zhuhai 519070， China；
2. Key Laboratory of Product Packaging and Logistics for Guangdong Higher Education Institutes， Jinan University，
Zhuhai 519070， China； 3. Institute of Packaging Engineering， Jinan University， Zhuhai 519070， China）

Abstract: During the circulation process， packaging containers and their contents will be subject to varying degrees of vibration and
shock due to factors such as vehicle speed and road conditions. These shocks cause most of the damage to packaging containers. In
order to study the damage rules of vulnerable points of packaging containers with different material properties caused by shock， 8
measured road signals were extracted for shock respectively， and 20% of the non-Gaussian signals containing large-amplitude
shocks and 80% of the Gaussian signals with lower vibration amplitudes were obtained. Model corrugated cardboard boxes and
plastic turnover boxes in finite element software， and calculated the damage proportion of each signal segment. The results show
that the damage caused by 20% shock signal at the vulnerable points of corrugated box accounts for more than 75% of the total
damage， and the damage caused by the shock signal of the medium-sized truck can reach 95%. The damage caused by the 20%
shock signal at the vulnerable points of the plastic turnover box accounts for more than 97% of the total damage， of which the dam⁃
age caused by the shock signal of the medium-sized truck can reach 99%. The damage ratio of shock signal is closely related to ma⁃
terial property parameter b. The conclusions can provide reference for the design optimization and laboratory evaluation of packag⁃
ing containers.

Keywords: randon vibration； packaging containers；non-Gaussian；shock；vibration fatigue

包装在运输时受到的三轴随机振动激励中，振 容物带来更为严重的损伤 。
［6］
动等级最高的是来自于垂直方向的激励 ［1⁃3］ 。这些 要研究真实非高斯振动对包装造成的损伤，首
激励常被视为高斯信号进行处理，但事实上，真实的 先要对路面实际信号进行分析与研究。国内外进行
路面信号是非高斯的 ［4⁃5］ 。而在相同的振动等级条 了道路信号的统计、测量及分析，并在此基础上制定
件下，非高斯信号激励造成的响应会给包装及其内 了 不 同 等 级 的 标 准 路 面 谱 ，如 ：GB/T 4857.23—

收稿日期: 2024-03-05； 修订日期: 2024-04-17
基金项目: 国家自然科学基金资助项目（50775100）