华为手机缓冲包装设计Word格式.docx
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日
1.市场调研…………………………………………………………………3
1.1产品简介………………………………………………………………………3
1.2包装要求………………………………………………………………………4
2.流通环境及脆值的确定…………………………………………………4
2.1流通环境分析…………………………………………………………………4
2.2产品特性分析…………………………………………………………………5
2.3产品脆值确定…………………………………………………………………6
3.缓冲垫结构设计及校核…………………………………………………6
3.1缓冲材料的选择………………………………………………………………6
3.2缓冲衬垫尺寸计算及校核……………………………………………………6
3.3缓冲衬垫结构设计……………………………………………………………8
参考文献……………………………………………………………………10
1.市场调研
1.1产品简介
Mate系列一直是华为终端产品中主打性能和体验的高端旗舰系列,而作为华为终端本年度压轴旗舰产品的Mate9,将带给消费者以革命性的安卓智能手机体验。
Mate9采用1080P分辨率的5.9英寸屏幕,全金属机身设计,造型上采用符合人体工学的背面弧度及四周圆角设计,拥有更好的握持感。
Mate9搭载麒麟960处理器,性能全面升级,并且内置了基于Android7.0的EMUI5.0定制系统,同时使用了4000mAh更高密度的大容量电池和智电5.0技术,支持SuperCharge快充技术,Mate9采用1200万像素彩色和2000万像素黑白的第二代徕卡双摄像头组合,首次采用内置于SOC的深度ISP图像处理芯片。
华为同时还推出了Mate9PorscheDesign限量版,该机型外观汲取了保时捷911车型的设计灵感,全对称设计机身、黑色竖向发丝纹理、石墨金属质感均体现出了Mate9PorscheDesign限量版精致、时尚、华丽的产品气质。
电池类型
Li-Polymer锂聚合物电池
电池容量
最大支持5A大电流充电,4000mAh(典型值)3G通话:
最长可达30小时;
4G网页浏览:
最长可达20小时;
视频播放:
音频播放:
最长可达105小时;
待机时间:
最长可达21天;
充电时间:
约90分钟。
*以上均为华为功耗模型测试数据,实际待机时间和使用时间取决于网络等多种因素。
电池更换
手机内置,不支持
充电时间
约90分钟
数据线接口
Type-CUSB
耳机接口
3.5mm耳机接口
SIM卡类型
NanoSIM卡;
卡槽2(外卡槽)支持NanoSIM和MicroSD二选一
软件升级
HOTA在线升级
设备控制
音量键、电源键
软件名称
华为终端智能设备人机交互通信软件V2.0
工作温度
工作温度:
0~35℃;
存储温度:
-20~45℃
整机充放电温度
放电:
-20℃-60℃;
充电:
0℃-50℃。
电池单体规格书中充电温度范围为0℃-60℃
机身尺寸
156.9×
78.9×
7.9mm
机身重量
约190g(含电池)
包装清单:
手机(含内置电池)x1,5A大电流华为SuperCharge充电器x1,5AUSB数据线x1,金属半入耳式线控耳机x1,快速指南x1,三包凭证x1,取卡针x1,MicroUSB转TypeC转接头x1,雾面保护壳
x1
1.2包装要求
运输区间:
深圳市-武汉市,整个运输过程中,有空运,汽车运输等。
在运输过程中,运输包装能承受装卸、跌落、起吊、堆码等外力作用而无损坏,且要保证在整个流通过程中具有防水、防潮、防晒等保护功能,确保产品完好无损。
缓冲包装要减少各种冲击、震动对产品的影响。
在包装达到各种标准的基础上,要尽可能的减少包装成本。
2.流通环境及脆值的确定
2.1流通环境分析
2.1.1产品的流通区间
产地:
深圳目的地:
全国各地
2.1.2产品的主要运输方式
铁路和公路运输
由于产品销往全国各地,既有长途运输又有短途运输。
一般产品从出厂到发货火车站使用汽车运输,从发货站到全国各地的代理商使用火车运输,而从各地代理商到零售商和从零售商到消费者手中多使用汽车运输。
汽车运输的冲击,主要取决于路面状况,车辆的启动和制动,货物重量及装载稳定性。
汽车运输振动加速度的大小也与路面状况、行驶速度、车型和载重量有关,但主要因素为公路的起伏和不平。
汽车运输是包装件的共振频率一般小于25HZ,实验测得,汽车运输发生二次共振时其基频为8.2~8.5HZ,二次共振频率范围为17.3~18HZ,共振加速度增大为外界激励的18倍。
汽车运输的随机振动加速度垂直方向最大,汽车运输振动能量绝大部分分布在0~200HZ,其中能量最集中处于0~50HZ频带内。
汽车运输随机振动功率谱密度在2HZ和10HZ左右各有一个较大峰值。
通常2HZ出的峰值为全频带内最大值,所以公路运输包装件的固有频率应避开这两个频率值。
铁路运输时产生的冲击有两种:
一种是车轮滚过钢轨接逢时的垂直冲击,在普通路轨上为80~120次/分,加速度最高为1g;
另一种是火车在挂钩撞合时产生的水平冲击,加速度可达2~4g。
若速度为14.5km/h时作溜放挂钩,车体撞合瞬间可能产生18g的冲击加速度。
火车驶过钢轨时受到冲击,以正常速度70km/h驶过钢轨时,垂直方向加速度峰值为5~8g。
2.1.3装卸与搬运
装卸作业包括人工与机械两种方式。
按常规产品的跌落高度定为90cm。
2.1.4贮存环节
采用一般仓库贮存,堆码高度2.5m,堆码层数1层。
2.1.5流通环境的气象条件
由于产品在深圳,销售范围为全国各地,从华南到全国含盖了几个气候带,虽然温度随地域的变化,变化较平缓,但产品包装件常常在短时间内经历较剧烈的温度变化。
手机为电子产品,为了防止包装内产生结露现象,应严格控制包装材料的含水量。
用标准化的环境条件,该产品的运输条件可表示为2K2/2B1/2S1/2M1。
2.2产品特性分析
产品外形尺寸:
7.9mm
产品重量:
190g(含电池)
产品重心:
位于手机的中部。
易损件:
屏幕表面正中位置垂直方向为易损部位。
也就是显示器内部的显像管和玻璃屏幕。
显像管位于显示器的内部,是显示器的核心部件,受到剧烈振动或冲击可能会造成显像管脱落;
而屏幕也是显示器功能主体部件,有意破损的玻璃构成,所以屏幕也是显示器包装的重点保护对象;
底座连接装置位于显示器的底部,安装使用时与底座连接,属于凸出部件,缓冲设计时也应考虑到,不能够承载,并要与外包装容器离有一定的距离,以免冲击是受损。
2.3产品脆值确定
在进行缓冲包装设计时,必须先确定产品的冲击脆值。
脆值是产品经受振动和冲击时表示其强度的定量指标,又称产品的易损度。
脆值的计算的方法有振动模型估算法、非线形缓冲包装系统估算法、经验估算法、类比法和冲击响应谱法,确定方法有扫荡振动实验法、疲劳曲线反求法和随机振动实验法。
脆值是设计产品缓冲包装中的最重要的参数。
在实际生产中,一般要通过实验来测定产品的脆值,在课程设计中我们只能通过比较同类产品的脆值来确定。
通过查阅相关资料,取手机脆值[Gm]=90g。
3.缓冲垫结构设计及校核
3.1缓冲材料的选择
当前电子产品最常用缓冲包装材料是泡沫塑料:
聚乙烯泡沫塑料(EPE)、聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)、聚氨酯泡沫塑料(PU)、发泡聚乙烯等。
其次是纸制品,包括瓦楞纸板、蜂窝纸板和纸浆模等。
本次设计直接从以上材料中选择。
发泡聚苯乙烯(EPS)特性:
EPS材料的优点是轻质、透明、强度大、防潮、耐腐蚀。
最大弱点是用后不能自行分解,从而其废弃物如果不回收处理则会适合对环境的大量污染。
此外,它还有材料体积较大,堆置空间等缺点。
聚氨酯泡沫塑料(PU)特性:
聚氨酯泡沫塑料,英文缩写PU,俗称海绵。
可制成软质、半硬质和硬质发泡材料。
聚氨酯材料的特点:
密度小;
具有一定的机械强度,可承受压缩变形小;
受冲击振动后回弹性好;
能防霉、防潮;
使用方便、成型简单。
它是一种理想的缓冲包装材料。
综合考虑到华为MATE9PRO的规格156.9×
7.9mm,重量190g,脆值为90g;
还有充电器,规格70×
42×
30mm,质量100g;
耳机,质量15g。
选用聚氨酯泡沫塑料作为缓冲材料。
3.2缓冲衬垫尺寸计算及校核
根据聚氨酯泡沫塑料的缓冲系数与最大应力曲线,使用最小缓冲系数法,在聚氨酯泡沫塑料的缓冲系数与最大应力曲线中作一条水平切线,切点的纵坐标对应最小缓冲系数Cmin,横坐标对应一个最大应力σm,取等效跌落高度H=90cm。
由公式T=CH/G,可以求出衬垫厚度T,由公式A=WG/σm可以求出衬垫面积A。
已知产品重190g,脆值为85g,等效跌落高度为90cm。
选取C=3.3,对应的σm=0.6×
105Pa。
则有,
A=WG/σm=0.19×
9.8×
90×
104/(0.6×
105)=27.93cm2
T=CH/G=3.3×
90/90=3.30cm.
①挠度校核:
衬垫尺寸的面积与厚度之比小于一定厚度时,衬垫容易挠曲或变弯,大大降低衬垫的负重能力。
为了避免挠曲,其中承载面积Amin与厚度之比应符合以下规定
Amin/(1.33T)2>1
27.93>
(1.33×
3.3)2=1.14>
1可知符合挠度要求。
②跌落姿势的校核:
在衬垫基础设计中所引用的一系列试验特性曲线和数据。
都是以假定的理想姿态(试验平直,底面着地)为前提的,但衬垫的实际工况远非标准姿态。
实际的流通过程中,受力情况变化较大,因而有必要对基本设计尺寸作相应的调整。
由于面着地时.其对产品的冲击能力最大,因此需对面着地进行校核。
当面着地时,承载面积为此衬垫的三个缓冲面在水平面上的投影面积.计算此面积可通过以下公式:
式中Ae—等效投影面积;
L—产品的长;
b—产品的宽;
d—产品的高;
k—系数;
这里取k值为1;
由公式(4)得纸箱在进角跌落时的承载:
A=182.2cm2
此时静应力:
r=W/Ae=0.06(kg/cm2),结合图2得,静应力为0.06kg/cm2对应的最大加速度定小于产品的脆值70g,因此基于面跌落设计的缓冲垫满足角跌落的要求,只要通过了角冲击校核,就一定能满足棱冲击的要求,所以整个设计过程中没有进行缓冲击校核。
③蠕变校核:
缓冲材料在长时间的静压力作用下,其塑性变形量会随时间的增加而增加,这种蠕变使衬垫厚度变小,缓冲能力下降,所以设计衬垫尺寸时应加一个蠕变补偿值,称为蠕变增量。
设计尺寸为:
Tc=T(1+Cr)
式中:
Tc—修正后的厚度cm;
Cr—蠕变系数%,取10%;
T—原设计厚度cm;
Tc=T(1+Cr)=3.30×
(1+10%)=3.63cm
经过各项较核后,衬垫尺寸为T=3.63cm,A=27.93cm2.
3.3缓冲衬垫结构设计
考虑到华为MATE9作为贵重的电子产品,所以采用缓冲衬垫结构设计采用全面缓冲包装法。
全面缓冲衬垫是在产品与纸箱之间填满缓冲材料,如纸屑、木屑、棉花、塑料丝、纸浆发泡块、纸纤维成型材料等。
全面缓冲包装由于产品与缓冲材料之间接触面积大,静应力小、缓冲厚度小,因而可以缩小包装件尺寸,降低物流成本。
但是,这种结构缓冲材料的部位也用了同样厚度的缓冲材料,浪费了贵重的缓冲材料,包装
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