Page 120 - 《振动工程学报》2026年第3期

720 振 动 工 程 学 报 第 39 卷

S 5.32 ·N = 4.09 × 10 3 （2） 表 3 塑料周转箱材料参数
2. 1. 2 塑料周转箱 Tab. 3 Material parameters of plastic turnover boxes
瓶装包装商品在进行运输周转时，多使用塑料 密度/ 弹性模量/ 剪切模量/ 泊松比
‒3
（kg·m ） MPa MPa
周转箱。本文根据钟琳琳 ［31］ 已测得的周转箱尺寸
958 1080 380 0.418
进行建模，如图 5 所示，模型外部尺寸为 492 mm×
328 mm×317 mm，箱体厚度为简便计算，不考虑筋
HDPE 的 S⁃N 曲 线 也 已 经 在 国 内 外 被 广 泛 研
板，取为 2.5 mm。考虑周转箱在进行堆码运输时会
究 ［35⁃37］ ，本文使用的 S⁃N 曲线为：
进行堆叠，在箱体上沿施加一个大小为 560 N、方向
S 13.32 ∙N = 4.32 × 10 20 （3）
竖直向下的力，模拟真实情况。
2. 2 结果分析

ANSYS Workbench 瞬 态 分 析 模 块 为 时 域 分
析，计算量大，为缩短有限元求解时间，本文分别从
8 个信号段中选取一段 50 s 的信号作为激励，所选
取信号均含有较大冲击，特征参数也与完整信号段
相近，将 8 条信号按照前文所述方法提取冲击段，然
后将其按照加速度均方根大小重新排序得到重组信
图 5 塑料周转箱模型
号。将原始信号和重组信号分别作为激励输入模型
Fig. 5 Plastic turnover box model
进行分析。原始信号时域图和重组信号时域图见附
周转箱一般使用 PP（聚丙烯）、HDPE（高密度 录。下文在结果分析中只展示其中一条信号产生疲
聚乙烯）注塑形成，本文使用 ANSYS 内置材料库中 劳的应力响应及雨流幅值分布，其余信号具体计算
的高密度聚乙烯材料，材料参数如表 3 所示。 结果在表 4 中给出。

表 4 瓦楞纸箱易损点在 8 条信号激励下的累积损伤
Tab. 4 Cumulative damage of vulnerable points of corrugated boxes under eight signals excitations

分段 评价 原始 重组 20% 80% 分段 评价 原始 重组 20% 80%
信号 指标 信号 信号 冲击 高斯 信号 指标 信号 信号 冲击 高斯
均方根/g 0.3623 0.3623 0.5538 0.2956 均方根/g 0.3903 0.3903 0.5263 0.3481
0%-city 峭度 6.4222 6.4222 4.8474 3.1580 0%-city 峭度 4.3132 4.3132 3.9126 3.4072
road⁃medi⁃ 8.8173× 9.4051× 8.8253× 3.6427× road-heavy 4.6496× 5.5361× 4.2858× 6.9980×
损伤 损伤
um truck 10 -14 10 -14 10 -14 10 -15 truck 10 -14 10 -14 10 -14 10 -15
占比/% 93.75 100.00 93.84 3.87 占比/% 83.99 100.00 77.42 12.64
均方根/g 0.2486 0.2486 0.3639 0.2101 均方根/g 0.1730 0.1730 0.2492 0.1479

70%-city 峭度 10.1544 10.1544 9.6316 3.1810 60%-city 峭度 5.4234 5.4234 4.5557 3.5136
road-medi⁃ 2.2695× 2.3918× 2.3100× 8.2228× road-heavy 6.7168× 1.0816× 9.6530× 7.4896×
损伤 损伤
um truck 10 -14 10 -14 10 -14 10 -16 truck 10 -16 10 -15 10 -16 10 -17
占比/% 94.88 100.00 96.58 3.44 占比/% 62.10 100.00 89.25 6.92
均方根/g 0.3744 0.3744 0.5618 0.3104 均方根/g 0.4612 0.4612 0.7007 0.3783
0%⁃high⁃ 峭度 6.7634 6.7634 5.4727 3.2099 0%-high⁃ 峭度 4.9764 4.9764 3.5085 3.4178
way-medi⁃ 1.5381× 1.5649× 1.4706× 9.6454× way-heavy 1.5139× 1.4668× 1.3196× 1.3712×
损伤 损伤
um truck 10 -13 10 -13 10 -13 10 -15 truck 10 -13 10 -13 10 -13 10 -14
占比/% 98.29 100.00 93.98 6.16 占比/% 103.22 100.00 89.97 9.35
均方根/g 0.1855 0.1855 0.2680 0.1583 均方根/g 0.2615 0.2615 0.3522 0.2333

70%⁃high⁃ 峭度 5.5588 5.5588 4.9330 2.9782 60%-high⁃ 峭度 4.8592 4.8592 4.9831 3.1075
way-medi⁃ 1.1683× 1.2502× 1.1762× 4.4078× way-heavy 7.0639× 6.9956× 5.2818× 1.1993×
损伤 损伤
um truck 10 -15 10 -15 10 -15 10 -17 truck 10 -15 10 -15 10 -15 10 -15
占比/% 93.45 100.00 94.08 3.53 占比/% 100.98 100.00 75.50 17.14
注：表中的损伤占比数据均为以重组信号的损伤（100%）为基准的条件下进行计算得出。