基于ANSYS的产品缓冲包装的分析与设计

以被包装产品的计算机模型为研究对象,以有限元分析软件ANSYS为平台,通过对产品的静态和动态的仿真分析来确定产品的脆值、固有频率等缓冲包装设计的重要参数,并以此为设计依据,来设计产品的缓冲包装衬垫和外包装箱.在设计产品缓冲包装的同时,可以通过ANSYS的优化分析模块对缓冲包装进行优化分析,以避免过度包装并节省包装成本.该研究可以大大缩短并简化缓冲包装的设计流程,其结果也更为科学可靠.     

基于Ansys Workbench的快装箱多目标优化设计

目的研究快装箱在压力作用下的静态特性,并对其结构进行多目标优化设计。方法通过Ansys Workbench建立快装箱的几何模型和有限元模型,对快装箱进行静态分析。以快装箱的各箱板厚度和各钢边厚度为设计变量,以快装箱的质量、最大变形量和最大等效应力为目标函数建立多目标优化的数学模型,对快装箱进行多目标优化设计,并且分析对比优化前后的结果。结果通过分析获得的优化前后快装箱的箱板厚度和钢边厚度都有所减小,在保证强度和刚度的条件下,使得总质量减少了9.018%。结论经分析快装箱的多目标优化设计是合理的,在满足使用要求的前提下,减少了总质量,节约了材料,降低了成本。     

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。     

包装机械设计中计算机辅助设计软件的联合应用研究

目的研究Pro/E,Ansys与Optistruct在包装机械设计中的联合应用问题。方法在分析Pro/E,Ansys及Optistruct软件的特点基础上,结合每个软件在包装机械设计中各自的侧重点及优势,提出了在实际研发中三者联合应用的方法,并对三者间数据传送进行了说明;通过包装机械设计过程中的实例,进行了3个软件的联合应用研究。结果 Pro/E,Ansys和Optistruct等3个软件各具优势,分别侧重于三维建模绘图、有限元仿真分析和结构优化;三者可以进行数据间的相互传送,通过联合应用流程实现在包装机械设计中的联合应用;对托架结构设计的优化实例表明:最大应力减小了18.4%,最大变形减小了58%。结论 Pro/E,Ansys与Optistruct在包装机械设计中的联合应用使得设计过程高效准确,优化效果明显。     

道钉整理装箱生产线设计及平衡分析

目的 为了提高道钉整理装箱效率,提升其生产线的整体自动化程度,研制一种全自动道钉整理装箱系统.方法 该系统采用差速传送带分离的方案,实现道钉的整理和分离;根据道钉装箱的实际要求,选用合适的Delta工业机器人完成装箱;基于Flexsim仿真软件完成生产线平衡前后各设备、暂存区的仿真,并进行优化.结果 设计出了一条全自动道钉整理装箱生产线,并通过生产线平衡分析和平衡操作使得使用率较低的机构的使用率提升的平均值达到83.71％,各暂存区的最大存量趋于平稳,标准差由平衡前的785.73降至平衡后的17.37.结论 该道钉整理装箱生产线有效提高了生产效率,降低了生产成本.     

基于SolidWorks的卡扣快装箱有限元分析

目的木制包装以其轻质高强的特性被广泛应用于大中型机电产品的外包装,且其材料符合绿色可持续包装的特点,为了避免在性能测试过程中浪费材料,采用有限元分析对其受力状态进行模拟。方法通过SolidWorks软件对1500 mm×800 mm×733 mm卡扣包装箱进行建模,在Simulation插件中进行静态力测试、跌落测试,并获得应力云图、应变云图、位移云图及相关数据。结果在对卡扣快装箱进行有限元分析后,得到了箱体应力、应变、位移云图及最大应力、应变发生点的坐标。结论卡扣箱的底板、托盘一体化可以降低卡扣箱底板产生的应力,在静态力作用下的最大应力发生点与跌落过程中的最大应力发生点位置不同。     

基于 Ansys Workbench 的整体包装件动态缓冲特性仿真分析

目的探索整体包装件的仿真分析方法。方法首先对整体包装进行定频振动试验分析,得到产品响应加速度曲线,然后建立整体包装件的有限元模型,运用有限元软件Ansys Workbench中的瞬态动力学模块(Transient Structural)对其进行了振动仿真分析,得到了包装件的响应加速度、总体位移、等效应力、各向应力等结果。结果由仿真所得响应加速度及试验结果的对比验证了仿真的可靠性,并对缓冲衬垫的动态缓冲特性进行了分析,发现缓冲衬垫内侧承受了较大应力,在振动过程中起主要缓冲作用,而上部护角衬垫外侧边角稳定性稍弱。结论可采取增加厚度的优化措施来提高缓冲保护功能,为非线性材料整体包装件的有限元仿真分析提供了一种可行的创新方法。     

"不知火"柑橘全自动包装生产线的设计与研究

目的为了解决柑橘在实际包装过程中因于人工手动装袋、装箱等导致的效率低下问题,设计一条全自动柑橘包装生产线。方法基于“不知火”柑橘的特殊体型特征,使用传送带分级装置对其进行分级;通过倾斜皮带解决柑橘排列姿态的整理问题;经给袋式包装机装袋后,采用扭结式扎口装置对其进行封口;利用并联机器人对其进行装箱。通过计算生产节拍,合理规划每个工序的循环时间,并通过Flexsim软件对该生产线进行仿真分析与平衡优化。结果该生产线整体效率由89%提升到93%,能够正常运行且满足生产力的需求。结论该柑橘包装生产线实现了柑橘的分级、整料、装袋、装箱等工序,降低了工作强度,提高了生产效率,实现了包装过程的自动化。     

空调缓冲衬垫有限元分析及优化设计

目的将有限元分析技术运用于空调包装件的静态堆码和跌落冲击性能分析和优化设计中。方法运用有限元分析软件,建立空调、缓冲衬垫的有限元模型。模拟包装件在静态和动态下的变形受力状况。以衬垫体积最小为目标函数,以衬垫及空调的最大应力值和变形值控制在许用值范围内为边界条件,对缓冲包装衬垫长光面省料槽的开槽宽度和长度进行尺寸优化。结果经过静压分析,缓冲衬垫变形量的最大值达到0.97mm,包装件受到的静应力最大值为1.56MPa;经过跌落分析,空调的最大加速度为493 m/s~2,空调外壳受到的最大静应力达到2.3 MPa;衬垫最大应力为1.12 MPa,衬垫应变为0.6%;经过优化分析,省料槽宽度约为26 mm,长度约为141 mm,分析表明衬垫设计满足缓冲防护要求。结论通过仿真分析和优化设计,可以对缓冲衬垫结构尺寸进行改进,在节约材料的同时能有效保护内装产品,可满足运输包装轻量化设计需求。     

电暖器包装结构优化仿真分析及试验验证

目的 基于有限元软件对运输条件下的电暖器包装件进行踩踏损伤分析和包装结构优化,解决运输环境下的电暖器发生踩踏损伤的问题.方法 依据售后问题对电暖器包装件进行踩踏试验,并基于Creo对电暖器和缓冲包装进行建模,利用有限元软件对产品包装件进行仿真分析,依据仿真结果对电暖器缓冲包装结构进行优化设计,最后对比优化前后的踩踏结果,并进行相关包装运输的测试试验,确保新的包装件符合包装运输的标准要求.结果 包装件原有的缓冲包装结构并未对产品起到保护作用,外罩发生了较大面积的应力集中,最大应力为304.5 MPa.优化包装结构后,新的缓冲结构承受了绝大部分的力,很好地保护了电暖器,满足各项包装运输试验测试的要求.结论 通过利用有限元软件进行包装结构优化设计,有效地解决了电暖器踩踏问题,合理优化了电暖器的缓冲包装结构,节省了新包装结构的开发时间.     

机电产品木质包装箱的有限元分析与研究

目的 为了优化使用不同材质的木材资源,研究某型机电产品木质包装箱的力学性能。方法 利用UG软件建立包装箱的三维模型,并对包装箱的底架枕木和纵梁进行理论分析,得到松木和杨木2种材质的包装箱在堆码工况下的最大挠度与最大弯曲应力,然后在Ansys Workbench中对2种材质的机电产品包装箱进行有限元分析和对比。结果 采用理论分析法和有限元法得到的结果基本一致,最大误差仅为7.962%;在相同载荷条件下,杨木包装箱产生的最大挠度大于松木,但最大弯曲应力与松木相同。结论 用杨木代替松木作为机电产品包装箱的材料,完全满足其强度和刚度要求。     

包装件缓冲特性的有限元仿真可靠性分析

目的研究计算机有限元仿真在缓冲包装研发环节的可靠性。方法利用计算机仿真进行缓冲包装研发,能够较全面地提供所需参数,缩短开发周期,但计算机仿真的可靠性有待进一步验证。通过Ansys Workbench对智能灯泡包装件的缓冲特性进行仿真分析,主要分析包装衬垫的加速度响应,并结合传统的振动与跌落试验进行对比。结果振动、跌落的仿真结果与真实试验的结果误差分别为9%和15.91%,排除客观存在的误差,两者差异在可接受范围内。结论验证了有限元仿真方法在缓冲包装研发环节的可靠性,可为传统的包装研发环节提供新方法。     

输电线路金具出口产品的分类包装设计

目的研究出口产品的包装设计方法,确保输电线路金具出口产品安全抵达目的地。方法利用分类包装设计的方法,先对出口输电线路金具产品按品种、材质、质量、尺寸等因素分类,按类别的不同特点有针对性地进行包装设计。具体类别的包装设计过程中,利用CAD等绘图软件进行模拟排布试装,确定包装件外形尺寸。结果通过对输电线路金具进行分类包装设计和模拟排布试装,针对不同品种设计出了合理的产品外包装,出口产品安全抵达了目的地,节省了包装成本。结论对于输电线路金具产品的包装设计,分类包装设计和模拟排布试装方法切实可行。     

不同缓冲材料的堆码包装振动特性分析

目的 研究物流运输中采用不同缓冲材料的堆码包装件的振动特性。方法 以缓冲材料聚乙烯泡沫(EPE)和聚苯乙烯泡沫(EPS)为研究对象,采用三维建模软件SoildWorks和有限元仿真软件Workbench建立有限元模型进行模态与谐响应分析,结合扫频振动试验和随机振动试验对各层堆码件的振动响应特性进行分析。结果 2类包装件共振频率处的第一激励能量都大于第二激励能量,振动幅值随层数增加而升高。EPE包装件第一和第二共振频率的激励能量占比分别为35.7%和3%,EPS包装件第一和第二共振频率的激励能量占比分别为26.8%和16.8%。EPE包装件共振区域主要分布于15～40 Hz,而EPS包装件共振频率区域分布于15～40 Hz和60～80 Hz。三层堆码件的中上层包装件受第一共振频率控制,EPS材料的底层包装件受多个共振频率影响,EPE材料的底层包装件受到第二共振频率控制。结论 经过循环载荷作用后的EPE的吸振缓冲性能优于EPS的。通过试验与有限元仿真数据绘制了相应的防振性能曲线,同时验证了有限元仿真的可靠性。这为堆码产品选择不同缓冲材料组合提供了的理论指导。     

某型包装箱跌落动力学仿真分析

目的研究某新型导弹包装箱跌落工况下的冲击动力学响应,校核箱体结构是否满足设计要求。方法采用有限元仿真技术,研究包装箱结构跌落冲击动力学行为。建立箱体结构三维仿真模型,分析水平跌落和棱边跌落等2种工况,得到箱体的应力分布以及加速度响应,进一步对仿真分析结果的可靠性进行试验验证。结果 2种跌落工况下,箱体所受最大应力均小于材料的屈服极限。经跌落试验测试,箱体结构完好,无损伤和变形,试验结果与仿真结果吻合。结论有限元分析结果合理可靠,包装箱结构性能满足设计要求。     

基于Ansys Workbench的砖垛无托盘打包结构分析

目的通过有限元软件分析砖垛无托盘打包结构的安全性与可靠性。方法对砖垛静置状态和转移状态进行理论分析和有限元模拟。将SolidWorks中建立的模型导入Ansys Workbench进行分析,得到有限元模型。通过施加不同载荷和不同的约束条件得出仿真结果。结果砖垛在只受载荷静置时,砖垛最大应变、应力集中在从下而上叉车孔所在上层的砖垛第2层;砖垛在转移过程中,砖垛最大应变、应力仍集中在该位置,并产生了挤压与压碎的趋势;捆扎带在砖垛转移过程中,最大形变集中在砖垛底面中心处和竖直方向靠近叉车孔位置。捆扎带的受力已达其许用值的41.2%。结论在该种打包方式下,砖垛虽然在叉车孔位置处出现横向挤压的破碎趋势,但并未超出砖块的强度范围;捆扎带依旧在许用范围中,能够满足该种打包和堆码方式的需求。     

发泡聚乙烯包装系统动力学有限元分析

设计了八角衬垫结构发泡聚乙烯包装系统。基于发泡聚乙烯的应力-应变数据,用有限元思想,计算了发泡聚乙烯包装系统角跌落冲击响应。得到了包装物品应力分布,为角跌落缓冲包装设计、计算提供了有效方法。     

真空平板玻璃托盘集装包装系统设计与跌落测试验证

目的 对真空平板玻璃进行托盘集装包装系统设计,并进行跌落仿真测试,验证包装方案的可靠性。方法 提出运输包装设计五步法。第1步产品及流通环境调研,得到相关信息;第2步包装方案设计及建模,选用瓦楞纸板、胶合板、EVA泡沫和捆扎带等包装材料,利用SolidWorks软件进行三维建模,建立各跌落工况下的几何模型;第3步有限元模型建立,对各包材选用合适的材料模型,并利用试验测得相关性能参数,在所建几何模型的基础上进行接触设置、网格划分和载荷设置;第4步有限元模型可靠性验证,对模型进行实际试验和相应仿真测试,两者结果对比分析;第5步多工况下仿真测试,涉及跌落、冲击、振动等。结果 展示最具代表性的角、面和棱跌落仿真测试与相应试验结果,最大误差小于10%,验证了有限元模型的可靠性。进一步展示了跌落下各块玻璃的响应加速度,其中峰值加速度远小于真空平板玻璃脆值所允许的加速度,满足防护要求。结论 基于上述运输包装设计五步法,所提出的包装方案满足跌落防护要求,也证实了基于该五步法进行包装防护设计的可行性。     

基于Ansys Workbench的电炖锅包装设计与仿真分析

目的优化电炖锅包装,比较EPS与瓦楞纸内衬的包装效果,以及替代可能性。方法参考电炖锅产品流通过程中的环境参数,对产品进行有限元建模和约束处理,基于Ansys Workbench中的有限元思想,通过模态分析、随机振动、跌落等情况,分析得到不同力学载荷作用下产品的变形、应力、应变,以及破损情况,通过改变包装内衬实现电炖锅的包装优化设计。对优化后的包装件进行仿真分析,并与原包装件进行比较。结果最大应力出现在产品的螺栓连接处。裸机、EPS泡沫包装件和瓦楞纸(B楞)包装件的最大应力分别为353.25,115.69,171.84 MPa。结论瓦楞衬垫的抗压强度、抗冲击性能、抗振性虽都差于EPS泡沫包装,但还是可以很好地保护电炖锅,因此具有良好包装结构设计的瓦楞纸包装可以取代传统EPS泡沫包装。