随着“中国制造2025”及“互联网+”行动指导意见的持续推进,以家用电器、消费电子等为代表的电子产品爆发式发展^[1]。与之同时,对于家电等电子产品在运输过程中的防护标准也愈加严苛。在运输过程中,路面不平、发动机的固有振动等造成包装件的振动,都会造成产品的外部损坏或产品内部电子元器件的失效。因此,为了减轻产品破损的可能性,降低运输过程中由于包装不当造成的经济损失,需对家用电子产品进行合理的包装优化。介此,对家用电子产品运输过程中的动态响应进行分析与研究,设计出合理的运输包装。首先,本文以EPS泡沫塑料作为角垫材料,通过实验确定密度、厚度等参数是否会影响隔振缓冲效果,得到具有最优缓冲性能的EPS泡沫材料各项参数,并由此参数设计最优隔振包装系统。建立一种效果优良的家用电子产品隔振缓冲包装。其次,建立家用电子产品的动力学模型后,将隔振缓冲包装系统中缓冲材料对家用电子产品的施力效果及阻尼,等效为布置在产品8个角上的泡沫角垫的弹簧刚度系数与阻尼系数,为了便于分析计算,将8个刚度系数与8个阻尼系数分别沿x、y、z三个轴的方向进行正交分解,得到24个弹簧的刚度系数与24个缓冲材料的阻尼系数,24弹簧、24阻尼动力学模型就此建立。然后,设定家用电子产品等效模型的尺寸。鉴于其在运输过程中的特性,分为线性和非线性两种情况进行讨论。运用能量守恒定律推导家用电子产品的线性及非线性六自由度隔振系统的动力学微分方程。对于线性系统,不考虑阻尼,先求得此隔振系统的总动能,再求系统总势能,得到系统总能量并对其求导,将其分解为六个自由度方向的动力学微分方程。对于非线性系统,先求得此隔振系统的总动能,再求得系统总势能以及缓冲材料阻尼产生的内能,得到系统总能量并对其求导,即得到此六自由度非线性隔振系统的动力学微分方程。接着,基于所推导出的线性六自由度隔振系统的动力学微分方程,代入所设定的产品各项参数以及通过实验研究得到的EPS泡沫角垫的尺寸参数以及缓冲参数,通过MATLAB程序进行计算机仿真,得到六个自由度方向对应的响应加速度激励图像。设计并制作等效试验装置,其尺寸、质心位置、弹簧的刚度系数等与计算机模拟一致,以沿y方向的平动为例,连接INV9822A型压电加速度传感器,Coinv DAPS V10信号采集软件测定此线性六自由度隔振系统的y方向平动的振动响应,并得到其振动曲线及其加速度峰值。将计算机理论模拟得到的理论加速度峰值与实际测得的加速度峰值比较,结果表明:两者之间的相对误差为13.7198%,在工程允许的误差范围内。最后,基于所推导出的非线性六自由度隔振系统的动力学微分方程,考虑阻尼且其质心位置并非几何中心,代入所设定各项参数,对所推导的非线性微分方程进行计算机模拟计算,得到六个自由度方向对应的响应加速度激励图像。设计并制作等效试验装置,其尺寸、质心位置、弹簧的刚度系数等与计算机模拟一致,以沿y方向的平动为例,连接型号为INV9822A的压电加速度传感器用Coinv DAPS V10振动信号采集系统采集振动响应,采集非线性六自由度隔振系统的y方向平动的振动响应,并得到其振动曲线及其加速度峰值。将理论计算的结果和实验结果进行对比分析,结果表明:两者的相对误差值为11.7068228%,说明动力学方程和模拟计算结果都可信。因此,本文所建立的六自由度隔振系统模型和理论计算方法对家用电子产品在运输过程中的防护具有实际意义。