用纸浆模塑材料作缓冲垫的包装系统CAE分析与设计
随着国际社会地位的日益提高,我国生产的商品在国际贸易中的竞争力也日趋强大。在我国扩大内需的政策下,国内工业、生活产品也得到了充分的发展。但是在商品生产极具扩大的同时,国家对发展绿色包装的要求也更加强烈。当今国际社会对环境问题日渐重视,促使着包装材料的绿色变革在各国中积极的推进着。为了应对日益严峻的出口形势和国内环境的污染破坏,除了产品设计的加速升级换代外,作为包装工程的研究人员,有必要进行新的包装材料、包装方式方法的研究,使得工业、生活产品的包装能够适应国内外的要求,同时满足环境友好的绿色理念。
纸浆模塑,以回收的废弃纸张作为原料,逐渐出现在人们的视野里。它具有良好的缓冲性能、绿色环保的原材料以及相对低廉的综合成本的优点。但由于其结构的相对复杂,生产设备的限制,在国内还没有成熟的如EPS的生产技术,特别是设计方法上未能达到使用EPS的合理程度,也就使纸浆模塑缓冲材料的优势不能充分的利用起来。在这方面我们还与发达国家有着很大的差距。本文通过对纸浆模塑研究的总结探索,对其现有的计算方式进行合理的分析组合,完善计算过程中缓冲单元的高度、厚度、拔模角度、截面形状以及分布的参数设计基本靠经验的现状,通过合理的计算,最终完成对具体的包装物的缓冲衬垫设计。
论文同时引入了跌落虚拟实验的技术,着重阐述了通用有限元软件ANSYS/LS-DYNA的运算原理和联合求解在虚拟跌落实验问题的应用方法。基于三维造型软件Pro/E模型建造,从而使有限元软件分析求解能够在纸浆模塑包装设计问题上得到实际的应用。通过虚拟实验,特别是对于显示器一类的贵重商品的跌落试验,可以达到减少试验次数,直观的看到整个实验过程的变化量,方便控制和选择外部条件,第一时间发现设计缺陷,从而达到降低成本的目的。
通过合理的计算,将设计出的包装产品在Pro/E中建模,最终通过LS-DYNA后处理的试验模拟,对试验数据进行总结和分析,对缓冲效果进行评估,从而验证和分析纸浆模塑缓冲衬垫设计的合理性以及不足之处。模拟过程中也会发现设计的纸浆模塑缓冲衬垫需要完善加强的结构,为今后研究人员对不同包装件设计缓冲衬垫时,提供一定的理论依据、优化方法及设计经验。
陕西科技大学
硕士
机械设计及理论
陈满儒
2010
中文
TB485.1;TH122.5
62
2011-02-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）