液晶电视包装件有限元分析及优化设计

目的将有限元分析技术应用于液晶电视包装件的抗压、抗振性能分析和优化设计中。方法应用Ansys Workbench分析软件,建立液晶电视、缓冲衬垫和瓦楞纸箱的有限元模型。模拟包装件在物流运输和仓库堆码时,包装件受压时的变形受力情况,以及运输过程中的振动情况。以包装件的质量、固有频率及最大变形量为目标函数对液晶电视缓冲衬垫进行多目标优化设计。结果经过静压分析,液晶电视缓冲衬垫最大变形量为0.362 mm,包装件所受最大应力为70 339 Pa;经过模态分析,包装件的一阶固有频率为7.7471 Hz。经过优化分析,缓冲衬垫高度和顶部凹槽深度的最佳设计点分别为200.83,19.34mm,与原始设计值相比,包装件各项性能得到了显著提升。结论通过对液晶电视仿真分析和优化设计,可以对缓冲衬垫结构尺寸进行改进,降低了产品破损率同时节约材料。     

电饭煲运输包装设计及跌落仿真分析

为研究电饭煲在流通过程中运输包装的缓冲性能,选择了环保型的缓冲材料发泡聚乙烯(EPE)为缓冲衬垫、AB型瓦楞纸板为外包装箱进行缓冲包装设计。根据电饭煲的规格和缓冲要求,对缓冲衬垫和外包装箱的结构进行了计算和设计,并利用Solidworks软件进行建模,并将其导入ANSYS中,设置各层缓冲包装材料的参数后,进行了自由落体跌落仿真试验;通过分析电饭煲运输包装件与地面接触瞬间的应力分布云图和最大应力曲线,发现在跌落过程中的最大应力出现在外包装箱与地面接触位置,最大应力小于电饭煲材料ABS的极限应力。因此,所设计的运输包装满足产品的缓冲要求,达到了保护电饭煲的目的。     

基于ABAQUS的液态奶缓冲包装优化设计

目前我国液态奶礼盒的缓冲包装主要采用瓦楞纸板,但其缓冲性能不能满足产品的运输要求。针对上述问题,以某乳制品企业生产的液态奶礼盒的缓冲包装为研究对象,利用SolidWorks绘制包装件的三维立体图,并使用Hypermesh联合ABAQUS软件建立液态奶礼盒的有限元模型,并进行仿真跌落试验;通过分析上衬垫从800 mm处跌落的受力云图和变形云图,找出原有上衬垫的薄弱部位;针对上衬垫的薄弱部位,设计了两种新型的上衬垫,利用AutoCAD和SolidWorks绘制出相应的平面图和三维立体图并进行仿真分析。试验结果表明：两种优化方案的牢固程度均高于原结构,且能满足产品运输要求     

瓷砖产品的全瓦楞纸板缓冲包装设计

以某品牌瓷砖产品为研究对象,用瓦楞纸板替代传统的EPS泡沫塑料,对瓷砖产品进行全瓦楞纸板缓冲包装的优化设计。以原包装的EPS泡沫塑料衬垫和瓦楞纸板的缓冲性能数据为基础,对所选择的材料与结构进行了初步的性能校核。研究表明,从材料性能、成型工艺和成本等方面考虑,采用全瓦楞纸板衬垫取代EPS衬垫进行瓷砖产品的包装是可行的。     

组合瓦楞纸板缓冲衬垫的力学性能研究

本文研究了3A型、3B型、BAB型组合瓦楞纸板缓冲衬垫的抗弯性能和平压性能。抗弯试验结果表明,组合衬垫的载荷一挠度曲线可分为4个阶段,依次为瞬时弹性变形阶段、延迟弹性变形阶段、弹塑性变形阶段和屈服塑性变形阶段;从抗弯性能方面考虑,在对瓦楞纸板进行粘接使用时,可以将A型或B型瓦楞自行组合,但最好不要将B型或A型瓦楞与AB型瓦楞组合。平压试验结果表明,在3A型、3B型及BAB型组合瓦楞纸板缓冲衬垫的静态压缩曲线均存在三个峰值,且峰值与瓦楞纸板层数一一对应,各层按照屈服强度从小到大的顺序依次屈服、破坏;从静态压缩性能方面考虑,BAB结构的抗压性能最好,3B结构次之,3A结构最差。根据静态压缩试验绘制的瓦楞纸板缓冲系数-最大静应力曲线,为采用组合瓦楞纸板衬垫进行缓冲包装设计提供了依据。当采用该曲线进行缓冲包装时,应根据产品特性及流通环境特点,尤其是产品或包装件可能给予缓冲衬垫的静压力范围,合理选择衬垫的组合型式。     

分析天平包装件随机振动仿真分析及优化设计

将有限元分析方法应用于分析天平包装件的模态分析和随机振动的加速度PSD分析,以获得应力分布云图和加速度功率谱密度响应曲线;对缓冲衬垫进行多目标优化设计以获得低成本高性能的缓冲结构。在Solidworks中建立有限元模型,用Ansys Workbench进行动力学仿真,分析包装件运输过程中的变形和振动情况,找出缓冲衬垫的薄弱点,以响应加速度、最大变形量和包装件质量为目标函数对分析天平缓冲衬垫进行响应曲面优化设计。经过响应曲面优化分析,优化值与初始值相比,包装件各项性能得到了提升。通过对分析天平包装件的仿真分析和优化设计,可以对缓冲衬垫结构尺寸进行改进,降低产品运输途中的破损率,并实现缓冲结构轻量化。     

吊灯灯罩缓冲衬垫的随机振动仿真分析及实验验证

目的研究吊灯灯罩纤维模塑缓冲衬垫在随机振动激励下结构设计的合理性,及其对产品的保护性能。方法利用Ansys软件对吊灯灯罩纤维模塑缓冲衬垫包装件进行模态分析,获取包装件的固有频率和振型,将路面随机振动激励谱作用于纤维模塑缓冲衬垫包装件进行仿真分析,得到包装件的应力、应变云图和加速度功率谱密度响应曲线等,以此分析其结构设计的合理性以及对产品的保护性能,并进行实验验证。结果灯罩所受应力值远小于灯罩材料所能承受的最大屈服应力值(75 MPa),吊灯灯罩保存完好;有限元分析得到的结果与实测结果一致。结论纤维模塑缓冲垫结构设计合理,强度可满足保护产品的要求;利用有限元仿真分析解决纤维模塑缓冲包装制品的随机振动问题是可靠的,适用于动态环境下同类缓冲制品性能的研究,为缓冲包装产品性能预测、结构设计及优化提供有效分析手段。     

缓冲包装智能CAD系统的设计与研发

介绍了缓冲包装智能CAD软件系统的设计与实现.着重介绍了利用缓冲包装信息数据库,基于UG的二次开发技术建立的缓冲包装图形处理模块及智能化的缓冲包装设计模块,开发能够集成产品信息数据处理,衬垫纸箱的设计校核计算,包装件的结构优化设计及有限元仿真分析等,功能一体化的缓冲包装CAD软件系统的功能模块与应用特点.     

一种纸质缓冲包装衬垫及其成型工艺研究

研究了一种新型纸质缓冲包装衬垫及其成型工艺。该纸质缓冲包装衬垫主要由瓦楞纸板和蜂窝纸板复合而成,通过对纸质缓冲包装衬垫结构特点和产品性能的分析,确定了纸质缓冲包装衬垫的加工工艺流程。纸制缓冲包装衬垫加工的过程包括原材料的供送和移置、施胶、自动成型等步骤,其关键环节为蜂窝衬垫自动成型机构的设计及涂胶设备的选择。该纸质缓冲包装衬垫具有良好的缓冲性能,且能实现规模化生产,对推动纸质缓冲包装材料的应用将起到积极作用。     

液晶显示器缓冲垫绿色设计及有限元分析

目的设计绿色环保的液晶显示器缓冲衬垫,并对其受跌落冲击时的缓冲效果进行有限元分析。方法采用瓦楞纸板折叠成形的方式对液晶显示器的缓冲衬垫进行绿色设计。在ABAQUS有限元软件中建立液晶显示器和缓冲衬垫的实体模型,通过有限元软件模拟液晶显示器运输过程中角跌落的冲击响应,分析缓冲衬垫的缓冲效果。结果角跌落冲击过程中,等效应力云图表明衬垫跌落角处变形较大,应力集中,显示器跌落角处最大应力达到1.293 MPa,但未超过材料的屈服极限。冲击加速度计算结果表明,以1 m的高度跌落时,显示器上易损件的最大冲击加速度为748 m/s2,未超过液晶显示器的许用脆值。结论瓦楞纸板折叠成形的环保缓冲衬垫满足缓冲包装要求,能有效保护显示器抵抗跌落冲击。     

易碎品容器的瓦楞纸板包装设计研究

目的以瓦楞纸板为材料进行易碎物品容器的缓冲包装设计。方法以玻璃杯为设计对象,基于人机工程及国家标准数据确定易碎品包装的形状及尺寸,探讨其在运输、携带及销售展示中用到的现有包装形式,并找出其优缺点。结果根据瓦楞纸板的包装特性,克服了现有缓冲包装的缺陷,设计出了玻璃杯在运输、携带及销售展示过程中用到的瓦楞纸板包装结构。结论得到了一套较优的瓦楞纸板易碎品包装结构设计。     

B楞双层瓦楞纸板衬垫平压缓动态性能建模

根据B楞双层瓦楞纸板衬垫静、动态平压的测试数据,归纳出瓦楞纸板平压缓冲性能的三个基本特征及其它特点。在构造静态模型的基础上,首次建立了能较全面反映瓦楞纸板衬垫在不同条件下连续多次平压冲击时动态响应的非线性粘弹塑性模型。该模型的建立及其参数的成功识别,不仅解决了瓦楞纸板衬垫的平压动力学计算问题,为缓冲包装优化设计创造了条件;也解决了测试工作量庞大的问题,通过少量测试,识别出模型参数,便可全面掌握瓦楞纸板平压的缓冲性能。     

剩余强度模型对瓦楞纸板疲劳振动的分析研究

对瓦楞纸板进行疲劳振动试验,测定分析振动次数、加速度对瓦楞纸板塑性变形、承载能力的影响,并与未经振动材料进行比较.基于疲劳累积损伤理论中的剩余强度模型,提出瓦楞纸板疲劳振动后剩余承载能力衰减模型.疲劳加载后瓦楞纸板的剩余承载能力,不仅与载荷的循环数有关,还与疲劳加载的加速度峰值和频率有关.拟合了振动频率20Hz、加速度2.0g振动试验后,瓦楞纸板的剩余承载能力与振动次数之间的关系曲线.结果表明,随着振动次数和振动加速度的增加,瓦楞纸板剩余屈服应力减小,经过80000次振动后,其承载能力下降了38.88%.为了确保实现预期包装效果,在进行包装设计时,应考虑到瓦楞纸板的疲劳性能.     

平板玻璃运输包装设计及保护性能分析

目的采用瓦楞纸箱内衬聚氨酯泡沫衬垫设计平板玻璃运输包装,通过仿真分析检验设计的合理性与可行性。方法采用Creo parametric软件建立运输包装件模型,采用Ansys Workbench软件对模型进行仿真分析,完成静态堆码载荷仿真、模态仿真、随机振动仿真,并利用LS-DYNA与Ansys Workbench进行联合模拟跌落仿真。结果将瓦楞纸箱与木箱运输包装形式的仿真结果进行对比分析,得出相同静应力作用下,瓦楞纸箱包装的最大响应应力最小且分布均匀;随机振动过程中,虽然瓦楞纸箱相对于木箱形变量较大,但避免应力集中情况且满足变形限度要求;跌落过程中,瓦楞纸箱相对于木箱传递到平板玻璃的作用力较小,且避免了应力集中现象。结论综合分析结果,瓦楞纸箱加聚氨酯缓冲衬垫的运输包装形式设计合理,能够在运输过程中更好保护平板玻璃的安全,设计方案可行。     

前置净水器瓦楞纸板快递缓冲包装设计

目的完成前置净水器瓦楞纸板快递缓冲包装设计,达到流通中安全保护产品的目的。方法根据产品的特点特性、流通环境等因素,选择瓦楞纸板;利用雅图CAD软件为净水器设计缓冲结构和快递包装箱,并进行相关测试。结果使用该配纸的前置净水器纸板折叠式快递缓冲包装在跌高为107 cm的跌落测试,经受4 h的随机振动测试、50 kg的压力测试中,产品均完好无损。结论只要缓冲结构设计合理且选配材合适,瓦楞纸板完全能够满足净水器的快递缓冲包装需求。     

戴尔笔记本电脑缓冲包装结构设计

目的优化戴尔笔记本电脑Vostro 1440的缓冲包装结构。方法了解产品特性和流通环境,确定缓冲包装材料,提出3个缓冲包装结构改进方案并与原方案进行对比分析,利用Ansys软件对最佳设计缓冲结构和原始缓冲结构进行跌落仿真测试分析。结果采用密度为0.029 g/cm3的EPE为缓冲材料,3个改进方案都不同程度节约了材料的用量并通过了挠度校核,其中方案3用量较少且具有多功能化,在跌落仿真中缓冲效果优于原始缓冲结构。结论产品缓冲包装结构将朝着绿色环保、高效能、低成本、多功能化趋势发展。     

疲劳振动对瓦楞纸板承载能力与缓冲性能的影响

对瓦楞纸板进行疲劳振动试验,测定分析振动次数、加速度对瓦楞纸板承载能力、缓冲性能的影响,并与未经振动材料进行比较.结果表明,随着振动次数、振动加速度的增加,瓦楞纸板剩余屈服应力减小,缓冲系数增大,其中在小应力阶段缓冲系数变化不大,在大应力阶段,缓冲系数显著增大.进行频率20Hz、加速度为2.0g、80000次振动试验后,瓦楞纸板承载能力下降了38.88%,静态应力0.012MPa下的缓冲系数增大了46.37%.缓冲包装设计时,应考虑疲劳效应对瓦楞纸板衬垫缓冲性能的影响,以确保实现预期缓冲包装的要求.     

三角型瓦楞纸板衬垫的静态压缩性能与结构模型研究

通过正交和单因素试验,分析了三角型瓦楞纸板衬垫结构的失效形式,研究了各结构参数对静态压缩性能的影响,构建了该种衬垫的结构模型,为瓦楞纸板衬垫的优化设计和包装开发提供支持。