紙漿模塑包裝結(jié)構(gòu)的緩沖性能及其可靠性研究.pdf

1、紙漿模塑作為一種新型可降解環(huán)保材料，目前已廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品的緩沖包裝中。對(duì)紙漿模塑類緩沖包裝結(jié)構(gòu)的緩沖性能及其包裝動(dòng)力可靠性進(jìn)行探討，具有重要的理論意義和較大的工程應(yīng)用價(jià)值。本文通過仿真分析和實(shí)驗(yàn)研究紙漿模塑的結(jié)構(gòu)參數(shù)和緩沖性能間的關(guān)系，主要包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容： 1．對(duì)特定紙漿模塑材料的力學(xué)性能進(jìn)行參數(shù)測(cè)試。運(yùn)用數(shù)字相關(guān)法測(cè)量材料泊松比和彈性模量，運(yùn)用靜態(tài)壓縮實(shí)驗(yàn)測(cè)量了材料的承載能力和彈性系數(shù)，得到了準(zhǔn)確的材料力學(xué)參數(shù)。

2、 2．對(duì)復(fù)雜的異型緩沖包裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，從中提取具有代表性的單元結(jié)構(gòu)：立方體型、桶型及臺(tái)階型，利用有限元分析軟件ANSYS對(duì)三種典型結(jié)構(gòu)單元的緩沖性能進(jìn)行靜態(tài)壓縮仿真分析，得到了不同尺寸下的載荷一應(yīng)變曲線，描述了紙漿模塑典型結(jié)構(gòu)單元的受力變形的情形，得到了紙漿模塑典型結(jié)構(gòu)單元的彈性載荷小于最大載荷的80％時(shí)，緩沖結(jié)構(gòu)單元將發(fā)生彈性變形，此時(shí)結(jié)構(gòu)具有較好的彈性的結(jié)論。并對(duì)三種典型結(jié)構(gòu)單元靜態(tài)緩沖性能進(jìn)行了比較，為靜態(tài)緩沖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了

3、建議。 3．運(yùn)用ANSYS/LS-DYNA軟件，對(duì)三種典型結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行了動(dòng)態(tài)沖擊仿真分析，得到了各典型結(jié)構(gòu)在沖擊載荷下的加速度一時(shí)間曲線，通過對(duì)靜態(tài)載荷—最大加速度曲線的分析，明確了各結(jié)構(gòu)單元在受到?jīng)_擊載荷時(shí)的響應(yīng)情形。并對(duì)幾種典型結(jié)構(gòu)單元?jiǎng)討B(tài)緩沖性能進(jìn)行了比較，給出了典型結(jié)構(gòu)的使用范圍。 4．通過靜態(tài)壓縮和動(dòng)態(tài)沖擊仿真分析，研究了紙漿模塑的紙模厚度、拔模斜度、緩沖高度及接觸邊長(zhǎng)等結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)立方體型、桶型和臺(tái)階型等典型結(jié)

4、構(gòu)單元緩沖性能的影響狀況，得到了紙漿模塑典型結(jié)構(gòu)單元的緩沖性能和紙模厚度成正比；拔模斜度在5-7度左右最優(yōu)；緩沖高度對(duì)緩沖性能的影響和典型結(jié)構(gòu)的底半徑或周長(zhǎng)有關(guān)，其比值在一定范圍內(nèi)時(shí)，有著良好的緩沖特性；接觸邊長(zhǎng)與緩沖性能成反比的結(jié)論。 5．運(yùn)用了正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，探討了典型單元的結(jié)構(gòu)參數(shù)存在交互作用的情況下，組合因素對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緩沖性能影響的情形，綜合考慮了多個(gè)因素作用下系統(tǒng)緩沖性能的穩(wěn)健性。 6．通過計(jì)算機(jī)仿真與實(shí)驗(yàn)，

5、研究了典型結(jié)構(gòu)單元的組合結(jié)構(gòu)與典型結(jié)構(gòu)單元間緩沖性能的關(guān)系，得到了緩沖結(jié)構(gòu)單元為n個(gè)的組合紙漿模塑制品承受的最大載荷是單個(gè)緩沖結(jié)構(gòu)單元承受最大載荷的n倍以上的結(jié)論；對(duì)實(shí)際的組合模型的仿真結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較，具有較好的吻合性；并根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論提出了紙漿模塑制品的緩沖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單方法。 7．建立了緩沖包裝結(jié)構(gòu)分析可靠性模型，并利用ANSYS軟件的PDS模塊進(jìn)行概率分析，明確了最大應(yīng)力與若干隨機(jī)分布參數(shù)的概率關(guān)系；根據(jù)紙漿模塑包