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1、西南交通大学硕士学位论文道路危险货物包装件动力学特性研究姓名:王列妮申请学位级别:硕士专业:安全技术及工程指导教师:牟瑞芳201105西南交通大学硕士研究生学位论文第页摘要在导致危险货物包装件破损的影响因素中,振动对包装件质量的影响最大,因此,本文重点研究了振动对危险货物包装件造成的影响。在运输过程中,将危险货物包装件和运输工具系统看作是二自由度系统,因此,本文应用动力学分析方法,建立起二自由度系统振动模型,求出二自由度系统的在外界随机激励下产生在包装件上的响应加速度随时间运动方程、功率频谱密度函数以及响应加速度均值
2、。另外,由于道路状况的随机性,将会引起振动激励的随机性,从而引起包装件上的响应加速度的随机性,产生在内包装件上响应加速度幅值随时间的变化可以归结为计数随机过程,在运输过程中的随机振动可以看作为大量紧接着的冲击激励的结果。因此,本文根据广义冲击载荷的概念和冲击载荷满足泊松随机过程的假设,如果内包装件上的极限响应加速度值给定,即产品脆值已知,由此则可以写出运输包装可靠性的定义表达式。再认为内包装上响应加速度的时间历程符合高斯随机过程,可利用随机振动理论中有关结构损伤的分析方法,在上述定义式基础上求得包装动力可靠性的计算式
3、。最后,通过实例进行定量分析随机振动与危险货物包装件可靠性之间的关系。从文中计算实例可知,提高可靠性的一种合理有效的途径是尽可能减少内包装件的振动时间。关键词包装破损;影响因素;振动模式:随机理论;可靠性模型甜,锄“.,,.厅,锄髂¨,,锄矗伊,胁,。,、,,嬲耐,啪叫.,嬲,锄,锄’眦.,锄,锄,笛,.衄。行嬲觚。:。;。;。;。。:锄西南交通大学硕士研究生学位论文第页第章绪论.研究背景和意义在货物运输中,凡具有烟燃烧、爆炸、腐蚀、毒害、放射线等性质,在运输、装卸、保管过程中能引起人身伤亡和财产会毁损、环境污染而需
4、要特别防护的货物,均属危险货物【。近年来,我国改革开放政策的不断深化,经济建设的不断发展,加速了全球经济一体化发展的进程,尤其是我国正式加入,道路危险货物运输业发展速度更是显著加快。以当前的形势看来,我国道路危险货物运输正处于高速发展时期,危险货物运输量已位居世界第一。与此同时,我国各方面对道路危险货物运输的广泛关注和投入,也必然推动道路危险货物运输的飞跃发展。由于科学技术的不断发展,每年危险货物产品也不断增多,据有关部门统计,化工产品每年新增品种达上千种,随着危险货物性质和种类的多样化和复杂化,道路危险货物运输也面
5、临着越来越高的危险,当然也就对其运输提出了越来越高的要求。因此,确保道路危险货物运输安全将成为道路运输的一项重要任务。近年来,我国道路危险货物运输每年因各种原因造成的危险货物运输事故屡屡发生,尽管国家采取了一系列的措施和办法,但未从根本上杜绝事故的发生。据有关部门统计分析,危险货物的事故中,%以上是由于运输包装破损引起的。其中由自然性灾害所造成的包装破损,约占%~%;气候环境、运输负载以及其他因素所造成的包装破损,约占%~%,而后者运输负载破损所占比例较高,约占总破损的%【。在运输负载中,对货物包装件损坏最严重的是冲
6、击负载和振动负载。另外,再通过对起危险货物运输事故的统计分析,可以看出由包装破损引起的事故数量居于首位¨。危险货物包装件一旦破损,危险化学品就会和空气中水、杂质等发生剧烈的化学反应,甚至会引发燃烧爆炸,这样不仅会造成人身伤亡和财产损失,同时还会造成较为严重的环境污染。因此,在危险货物运输过程中,将危险货物包装的防护作为一项最重要的任务,能否确保危险货物包装件完好无损,并保持原有的质量和性能的问题,体现了危险货物包装结构设计是否可靠的问题,即运输包装可靠性。运输包装的可靠性分为“固有可靠性’’和“使用可靠性两种,固有可
7、靠性决定于包装的设计和生产过程,而使用可靠性则与包装件的使用条件和环境条件有关。然而,事实上很多包装的损坏或失效,既不是设计和生产中的问题,也不是使用条件不合理的西南交通大学硕士研究生学位论文第页问题,而是在货物运输过程中产生的外力造成的,主要包括货物运输、堆码、装卸和储存等环节中产生的外力。其中绝大部分的破损是由振动造成的。据有关资料显示,%%的失效都直接地或间接地来自由振动产生的疲劳。由疲劳所引起的损伤在宏观上是不可见的,且发展得相当迅速,所以在大多情况下,这种损伤是非常危险的。可见,振动对危险货物包装质量的影响
8、是相当大的。而运输中产生的振动基本上是随机振动,因为从宏观上讲,道路状况的随机性,将会引起危险货物振动的随机性,从微观上讲,对于冲击载荷问题而言,除持续时间以外,外场所观察到的冲击运动与随机振动没有多少不同。因为在道路危险货物运输中的随机振动可以看成是大量连续的冲击激励的结果。可以说,冲击运动是一种特殊的随机振动。因此,本文将根据随机振动的动力
