[摘要] 利用有限元分析軟件，針對(duì)紙漿模塑典型結(jié)構(gòu)單元建立系統(tǒng)力學(xué)分析模型，以紙漿模塑緩沖結(jié)構(gòu)單元的靜態(tài)壓縮曲線為基礎(chǔ)，研究了緩沖包裝結(jié)構(gòu)緩沖高度對(duì)緩沖性能的影響。研究結(jié)果，為緩沖包系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供一定參考。
[關(guān)鍵詞] 紙漿模塑 緩沖性能 緩沖高度 ANSYS
1．概述
在物流系統(tǒng)中，產(chǎn)品的緩沖包裝越來越受到人們的關(guān)注。緩沖包裝主要是研究產(chǎn)品在流通過程中發(fā)生破損的機(jī)理，以及避免破損應(yīng)該采取的對(duì)策?，F(xiàn)代緩沖包裝技術(shù)的發(fā)展集中于對(duì)流通環(huán)境、緩沖包裝材料及緩沖包裝設(shè)計(jì)理論的研究上。適度的緩沖包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該是有良好的保護(hù)性以及成本低的防震緩沖結(jié)構(gòu)。
基于紙漿模塑材料的緩沖包裝結(jié)構(gòu)的特性并不與傳統(tǒng)材料完全相同，所以相應(yīng)的設(shè)計(jì)重點(diǎn)就放在以緩沖結(jié)構(gòu)充當(dāng)緩沖墊的設(shè)計(jì)上。為了弄清復(fù)雜組合結(jié)構(gòu)的緩沖性能和結(jié)構(gòu)的關(guān)系，將復(fù)雜紙漿模塑組合結(jié)構(gòu)分解為常見的結(jié)構(gòu)單元形式來研究，可以揭示基本單元的緩沖性能與結(jié)構(gòu)參數(shù)的內(nèi)在聯(lián)系，為研究復(fù)雜組合提供研究基礎(chǔ)。
本文主要研究了靜態(tài)載荷作用下的紙漿模塑典型單元緩沖高度參數(shù)的載荷----變形曲線，并據(jù)此為優(yōu)化紙漿模塑緩沖包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了建議。
2．幾何模型的建立及求解思想
2.1幾何模型的實(shí)現(xiàn)
實(shí)驗(yàn)所選用的結(jié)構(gòu)單元分別是相同材料的肋型、桶型和臺(tái)階型三種[1]。在ANSYS分析軟件中，為了使所構(gòu)建的模型能充分反映紙漿模塑材料的特點(diǎn)，選用了雙線性運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)型為研究對(duì)象，其參數(shù)經(jīng)過測(cè)試后設(shè)定為：楊氏模量：150Mpa ；泊松比：0.3 ；屈服極限：0.075Mpa；剪切模量：10Mpa。
2.2 有限元模型的求解思想
有限元法的思想是“化整為零，集零為整”，它將模型劃分成連續(xù)的單元網(wǎng)格，單元之間通過節(jié)點(diǎn)連接，單元內(nèi)部的待求量可由節(jié)點(diǎn)之間通過選定的函數(shù)關(guān)系插值求得，簡單的單元形狀易于由平衡關(guān)系或能量關(guān)系建立節(jié)點(diǎn)之間的方程，給定邊界條件便可求解，單元?jiǎng)澐值脑郊?xì)，計(jì)算結(jié)果越精確[2]。
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