缓冲包装的跌落仿真

利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA的跌落模块(Drop Test Module),建立电脑液晶显示器缓冲包装系统的有限元模型,模拟缓冲包装系统的跌落响应试验,得到了液晶显示器的应力应变云图,和加速度响应等动态特性,获取了相关数据,进而利用数据反复修改模型参数,优化电脑液晶显示器的缓冲包装结构及尺寸,设计出合理的电脑液晶显示器缓冲包装。     

缓冲包装的跌落冲击及其参数方程

对缓冲包装系统的跌落冲击过程的动态特性分三阶段进行了分析，以脆值理论作为基础，建立受跌落冲击的缓冲包装系统“无回跳”的参数方程。     

工控设备缓冲包装跌落试验及其仿真分析

目的研究某工控设备缓冲包装的跌落数值仿真技术。方法建立一种工控设备缓冲包装的跌落仿真模型,从仿真结果中获得跌落加速度曲线和产品的等效应力云图,观察缓冲包装的变形动画;对比缓冲包装的跌落试验,验证了跌落仿真模型;基于验证的跌落仿真模型,研究EPE衬垫尺寸对缓冲包装跌落冲击响应的影响规律。结果跌落仿真与跌落试验的加速度曲线趋势基本吻合,峰值加速度相差仅0.8%;仿真的等效应力云图显示产品满足强度要求,未发生永久变形,与跌落试验结果一致。对EPE衬垫尺寸的跌落缓冲研究表明,相对于缓冲面积,缓冲厚度的大小对跌落加速度具有更为显著的影响。结论建立的跌落仿真模型具有较高的模拟精度,为产品的缓冲包装结构设计及其优化奠定了良好基础。     

高效数据采集方法及其实现：缓冲包装中跌落冲击信号的获取

提出了对包装跌落冲击信号的快速,高效数据采集方法及其实现原理,通过设置“采样开始”和“采样结束”控制信号来实现对跌落冲击信号的准确捕捉;采用DMA方式实现内存和外设间数据的快速递。     

阻尼对非线性缓冲包装系统跌落冲击的影响

基于文（１）的结果，进一步研究了阻尼对非线性缓冲包装系统跌落冲击的影响，阻尼使非经性包装系统位移峰值和加速度峰值明显降低，但对脉冲持续时间几乎无影响。     

缓冲包装跌落仿真误差分析

目的研究Ansys/LS-DYNA DTM模块跌落仿真分析与经典缓冲包装设计方法之间的误差,并分析阻尼及摩擦因数对仿真结果的影响。方法基于经典缓冲包装设计方法,分别设计线弹性与双线性材料为缓冲材料的产品-衬垫系统;利用Ansys/LS-DYNA DTM模块对线弹性与双线性缓冲材料的产品-衬垫系统进行跌落分析,对比分析理论设计与仿真分析结果。结果对于线弹性材料与双线性缓冲材料的产品-衬垫系统,Ansys/LS-DYNA DTM模块跌落仿真分析与经典缓冲包装理论设计之间的误差均在5%以内。系统阻尼的增加导致所受最大冲击加速度减小;摩擦因数对所受最大冲击加速度影响较小;线性粘滞系数的增加导致所受最大冲击加速度增加。结论对于一般的工程应用,Ansys/LS-DYNA DTM模块跌落仿真分析方法与经典缓冲包装设计方法之间的误差在允许范围内。     

缓冲包装系统跌落破损边界曲线研究

建立了线性和非线性缓冲包装系统的无量纲跌落冲击方程,得到了产品最大加速度响应,提出了评价线性和非线性包装系统产品安全与否的跌落破损边界曲线概念。对于线性包装系统,固有频率和跌落冲击速度是产品跌落破损的评价量;对于非线性包装系统,系统参数和无量纲跌落冲击速度是产品跌落破损的评价量。     

关键部件跌落冲击响应研究

采用龙格-库塔法对关键部件跌落冲击过程进行数值分析,在MATLAB的语言环境中求出关键部件跌落冲击的位移、速度、加速度的响应曲线,进而分析了系统各参数对关键部件最大加速度的各种影响,所得结论为缓冲包装系统的设计提供了一定的依据.     

缓冲包装产品的动态特性及其仿真方法

建立了缓冲包装系统的动力学模型,列写了系统在振动、跌落状态下的微分方程,在地微分方程进行拉氏变换的基础上,运用Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ仿真工具来仿真包装件在多种激励下及跌落过程中的动态特性     

包装件跌落冲击研究现状

目的介绍包装件的跌落冲击研究现状。方法从跌落冲击机理、冲击动力学、试验和仿真模拟等方面详细讨论其发展现状,并指出各方面存在的问题。结果对于跌落冲击机理,太多的经验公式忽略了时间、阻尼、摩擦等因素的影响,物理试验不仅试验周期长、试验成本高,且很难观察到包装产品内部冲击后的变化特性,理论分析只局限于对简单的单自由度包装系统的研究,模拟仿真技术解决了物理实验和理论分析的弊端。结论目前的模拟仿真技术还很不成熟,很多数据库还未建立。     

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。     

包装六面体角（棱）跌落时各跌落角误差的关系及控制方法

推导了包装六面体在垂直冲击试验中角（棱）跌落时各跌落角以及角误差之间的关系,以实例说明了满足试验标准时各跌落角误差取值的限制,并提出了仅控制角误差ｄα、ｄβ来满足被测试件记位置要求的方法。     

正切非线性包装系统的缓冲分析

将等高跌落曲面法应用于具有线性阻尼、而刚度为正切非线性的包装系统，对其动态响应特性进行分析。考虑了的各种变化及跌落高度对动态特性的影响，为包装缓冲设计提供了参考依据。     

聚乙烯泡沫缓冲系统跌落冲击过载仿真分析

目的将聚乙烯泡沫静态压缩特性引入有限元中创建材料,并应用于跌落冲击进行过载仿真分析。方法通过聚乙烯泡沫静态压缩实验,得到材料真实应力-应变曲线,并引入基于Ansys的Crushable Foam模型,最后仿真分析聚乙烯泡沫缓冲系统的跌落冲击过载,并与跌落实验结果进行对比分析。结果聚乙烯泡沫缓冲系统的仿真冲击加速度曲线与跌落实验曲线趋势基本吻合。结论基于Crushable Foam模型的聚乙烯泡沫静态压缩性能的引入可行、有效,并为非线性缓冲系统有限元分析提供了参考价值。     

非线性包装系统跌落冲击问题变分迭代法

以三次非线性包装系统为研究对象,用变分迭代理论分析系统跌落冲击问题,获得一阶迭代近似解。为提高解的精度,与包装动力学能量分析法结合求解最大位移及加速度,修正一阶迭代近似解。算例分析表明,修正后一阶近似解在冲击持续时间、加速度峰值及冲击响应波形上与椭圆积分结果非常接近。可为非线性包装系统跌落冲击分析提供新的方法。     

物品包装临界跌落高度与缓冲衬垫特性参数关系初探

运用经典的加速度损坏边界和新提出的位移损坏边界理论，研究了线性包装系统临界跌落高度与缓冲衬垫特性参数（缓冲初垫刚度、最大可压缩量）间的关系，并给出了数值解，为包装动力学理论在工程缓冲设计中的简化应用提供了一种途径和方法。     

EPE缓冲系统跌落冲击响应分析的变分迭代法

目的以EPE缓冲包装系统为研究对象,探讨非线性系统跌落冲击响应分析的近似解析方法。方法基于EPE系统跌落冲击试验,建立系统动力学模型,应用变分迭代法求解动力学方程,获得系统响应的一阶近似解,预测系统跌落冲击时间、最大位移及加速度等参数。结果与实测结果比较,系统跌落冲击时间、位移及加速度峰值等相对误差小于5%。结论非线性系统跌落冲击响应分析的变分迭代法具有普遍意义。     

高硼硅玻璃沙拉碗缓冲包装跌落仿真分析

目的 研究高硼硅玻璃沙拉碗跌落冲击时的应力和变形情况,为沙拉碗安全包装提供参考。方法 运用Pro/E软件和Ansys软件建立沙拉碗及其缓冲包装三维有限元模型,对有无缓冲包装以及不同跌落高度和跌落姿态分别进行跌落仿真模拟,获取沙拉碗跌落冲击过程的应力、变形和加速度分布及变化规律。结果 沙拉碗跌落冲击时,最易损坏的部位在上部边缘、底部缓冲包装棱边及角的冲击部位;无缓冲包装时最大应力和脆值分别为76 MPa和1.84×105g,有缓冲包装时的最大应力和脆值分别为0.139 MPa和73.5g。结论 对沙拉碗进行包装设计时,应加强对上部碗口边缘部位和缓冲垫边角的保护;缓冲包装结构对沙拉碗起到了明显的保护作用,该研究为高硼硅沙拉碗缓冲包装的理论研究和结构优化设计提供了参考。     

C楞瓦楞纸板跌落缓冲包装优化设计

目的研究C楞瓦楞纸板的非线性包装系统在运输过程中的跌落特性,建立非线性包装产品系统模型,并得到系统动力学方程。方法依据物品响应加速度小于许用值及材料用量最小化等2个原则,进行缓冲包装优化设计并获得最优解。结果所建立的缓冲模型,可以直接用于缓冲包装设计。结论克服了用最大加速度-静应力曲线来设计缓冲包装需要大量实验和较多数据的弊端,为其他缓冲材料在缓冲包装设计中提供一般方法。