摘 要

在经济化发展如此迅猛的今天，供应运输关系不再被距离所约束，这样就导致物品在运输过程中环境变化变得复杂和多样，这也就对产品的包装性能比以前更加的严格。因此，这些现实问题就让供求双方都开始研究，于是如何评价物品的运输包装是否足够保护物品的完好，探索更为低廉高效的测试方法成为趋势。

本文基于python数值仿真软件为开发工具构建运输包装件振动仿真测试平台，采用试验，理论计算和仿真并用的研究方法，得到基于Python构建单层负载振动的包装测试模型。

首先对本文研究的背景以及中外研究现状进行研究，并针对振动测试研究，计算机仿真技术进行了简要的分析，根据现有的包装测试方法和技术及发展形势，确认本课题的研究意义。

其次，研究了python及其在单自由度振动系统仿真的可行性。对python的发展，python的特点以及相关工具库的功能进行了分析，掌握python语言的基本编程应用。在包装动力学模型的基础上，通过对单层负载振动的动力学研究，之后进行数学理论模型的建立，并利用python构建单层负载振动仿真模型，最后通过对理论状态下的单层负载振动进行理论计算和模型仿真的对比验证。

最后通过对0432型瓦楞纸箱的水果进行振动试验，采集相关的数据，利用理论公式将实验采集的数据转换成仿真参数，对单层负载振动进行仿真研究。

关键词：包装测试，振动，仿真，Python，可视化

Abstract

With the rapid development of economy, the relationship between supply and transportation is no longer constrained by distance, which leads to the complexity and diversity of environmental changes in the process of transportation, which also makes the packaging performance of products more strict than before. Therefore, these practical problems make both supply and demand begin to study, so how to evaluate whether the transport packaging of the goods is enough to protect the integrity of the goods, and how to explore more low-cost and efficient test methods become the trend.

In this paper, based on the python numerical simulation software for the development of tools to build a vibration simulation test platform for transport packaging. Using the research methods of test, theoretical calculation and simulation, we get the packaging test model of single-layer load vibration based on python.

In this paper, based on the python numerical simulation software for the development of tools to build a vibration simulation test platform for transport packaging. Using the research methods of test, theoretical calculation and simulation, we get the packaging test model of single-layer load vibration based on python.

Secondly, the feasibility of Python and its simulation in single degree of freedom vibration system is studied. This paper analyzes the development of python, the characteristics of Python and the functions of related tool libraries, and grasps the basic programming application of Python language. On the basis of packaging dynamic model, through the dynamic research of single-layer load vibration, the mathematical theoretical model is established, and the single-layer load vibration simulation model is built by using python. Finally, the theoretical calculation and model simulation of single-layer load vibration under the theoretical state are compared and verified.

Finally, through the vibration test of 0432 type corrugated box fruit, collect the relevant data, use the theoretical formula to convert the data collected in the experiment into simulation parameters, and simulate the vibration of single-layer load.

Key words: packaging test, vibration, simulation, python, visualization

目 录

第1章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 包装测试国内外研究进展 1

1.2.1 振动的研究方式 2

1.2.2 振动的研究方式 2

1.2.3 缓冲材料的防振效果 2

1.3 研究的目的和意义 3

1.4 研究的基本内容、目标、技术方案及措施 3

1.4.1 研究内容 3

1.4.2 技术路线 4

第2章 基于Python的单自由度振动系统构建 5

2.1 Python简介 5

2.2 Python语言的特点 5

2.3 单自由度有阻尼系统自由振动仿真 6

2.3.1 单自由度系统自由振动 6

2.3.2 单自由度系统自由振动仿真及分析 9

2.4 单自由度有阻尼系统强迫振动仿真 12

2.4.1 单自由度系统强迫振动 12

2.4.2 单自由度系统强迫振动仿真和分析 14

2.5 章节小结 15

第3章 单层负载振动仿真 16

3.1 单层负载模型构建及验证 16

3.1.1理论公式转换原理 16

3.1.2 仿真原理 16

3.1.3 验证分析仿真模型 19

3.2 章节小结 20

第4章 单层果箱振动仿真分析 21

4.1 单层果箱振动试验方案设计 21

4.2 单层苹果扫频不同固定环境下的试验 21

4.2.1 试验设备 21

4.2.2 试验准备 22

4.2.3 完全固定条件下的苹果的扫频试验及参数转换 22

4.2.4 不完全固定条件的苹果的扫频试验及参数转换 24

4.3 本章小结 25

第5章 结论 26

参考文献 27

第1章 绪论

1.1 引言

随着经济全球化的发展和通信技术的发展以及电商平台多样化，使得人们越来越习惯在网上购物，而商品的流通也使得物流，供应链行业飞速发展。据中国产业网的统计，我国在家进行网络购物的人数在飞速增加，到2020年3月，人数已经增加到7.10亿人，2019全年网络购物的交易总额达到10.63亿元，相对于2018年增加了16.5%。由于经济全球化的不断发展，使得供应链可以布满全球，这使得全球的资源可以更加合理分配，也使得物流运输和储存条件变得更加复杂多变。在各种暴力装卸的事件不断地被报道的情况下，使得产品对缓存包装材料，结构等要求更加严格。缓冲包装不同于销售包装，销售包装是为了传达产品的信息，吸引消费者，而缓冲包装的根本任务是让产品在从工厂到消费者的过程中完好无损，缓冲材料对于产品的保护尤为重要。

目前我国在包装运输方面的经济损失非常大，其中大多是因为缓冲包装没有达到要求使得产品在流通过程中发生了破损。这说明包装设计缺乏科学性与缓冲性能测试实验缺乏验证性，这都会使得产品在流通过程中破损的概率大大增加。