現(xiàn)代經(jīng)濟的迅猛發(fā)展使投人流通的包裝箱數(shù)量愈來愈多,流通范圍愈來愈大,包裝箱在流通過程中的破損問題也愈來愈引起社會的關(guān)注。從力學(xué)角度分析產(chǎn)品破損問題的包裝動力學(xué)就是在這種形勢下應(yīng)運而生的。美國貝爾實驗室的明德林是人們的包裝動力學(xué)的奠基人。
1945年,明德林發(fā)表了他的論文《緩沖包裝動力學(xué)》,受到世界許多國家學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界的重視,在這篇論文中,明德林提出了易損零件的概念,建立了工業(yè)包裝箱的力學(xué)模型——有支座的二自由度振動系統(tǒng),分別按照線性和非線性緩沖墊兩種情況,討論了工業(yè)包裝箱跌落沖擊時的加速度時間曲線;引入了正弦半波脈沖的沖擊譜,分析了易損零件的加速度,提出了評價工業(yè)包裝箱跌落沖擊強度的基本方法。明德林的論文發(fā)表后,許多發(fā)達國家也以此為基礎(chǔ)開展了緩沖包裝的試驗許多世界的企業(yè),如德國的西門子,日本的松下、日立等,都建立了自己的包裝設(shè)計機構(gòu),裝備了的試驗儀器與設(shè)備。
50多年以來,隨著經(jīng)濟的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進步,人們對工業(yè)包裝箱緩沖設(shè)計的研究也在不斷深化,1952年,簡森(R. R. Janssen)提出了緩沖材料的緩沖系數(shù)應(yīng)力曲線。1961年,富蘭克林(P.E.Franklin)又提出了加速度靜應(yīng)力曲線。應(yīng)用這兩種曲線設(shè)計緩沖襯墊,不但更接近材料的實際情況,而且計算公式非常簡單,很快為廣大工業(yè)包裝箱技術(shù)人員所接受。1968年,美國的牛頓(R.E. Newton)以幾種常用脈沖的沖擊譜為基礎(chǔ),繪制出產(chǎn)品破損邊界曲線,為采用程序控制的氣墊沖擊機的研制和完善產(chǎn)品脆值測試技術(shù)提供了理論依據(jù)。20世紀70年代末期,美國MTS公司和密歇根大學(xué)總結(jié)半個世紀來緩沖包裝的設(shè)計理論與經(jīng)驗,共同提出了工業(yè)包裝箱的緩沖設(shè)計五步法。五步研制法以包裝動力學(xué)為基礎(chǔ),以實驗室試驗為主要手段,是一種實用的設(shè)計方法。這種設(shè)計方法理論上更加嚴謹,設(shè)計程序更加合理,試驗項目標準與測試手段更加完善,較之明德林時代是個很大的進步。
