纸浆模制品缓冲性能与结构设计的研究

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纸浆模作为一种新型缓冲材料,广泛用于产品的包装当中。本文通过仿真分析和实验验证,讨论了纸浆模的几何斜度、高度、厚度等结构参数变化对纸浆模抗压性能的影响,分析了单一结构与组合结构之间的承载能力之间的关系。运用仿真软件LS-DYNA中的DTM模块对手机类电子产品进行跌落冲击仿真,得到产品的加速度及应力应变曲线,分析得到产品的脆值并进行包装的可靠性设计。主要工作包括以下几个方面的内容:1.测试了纸浆模的力学性能。通过数字相关法测量泊松比、弹性模量,静态压缩实验测量纸浆模的载荷-变形曲线,得到仿真实验的物理参数。 2.利用有限元分析软件ANSYS对缓冲包装结构进行建模、单元选择和网格划分;同时通过对纸浆模缓冲单元结构载荷变形曲线的分析,对缓冲结构单元进行了非线性屈曲分析。在结构参数变化的情况下,对纸浆模单元进行了结构尺寸变化、厚度变化、高度和斜度同时变化时的抗压强度的分析,比较了不同结构在不同结构参数变化下的抗压强度,得到了极限载荷-最大变形量之间的关系曲线。同时,仿真分析了组合结构与单元结构之间的承载能力之间的关系并进行了实验验证。 3.运用ANSYS-LS-DYNA软件对手机类产品进行跌落冲击仿真,分析了模型在不同跌落高度和不同跌落角度时的应力-应变曲线,同时得到模型的最大冲击加速度曲线。通过冲击实验机对仿真结果进行实验验证分析,得出产品的冲击脆值,明确各参数对冲击脆值的影响。 4.运用包装动力可靠性与产品脆值理论,对运输过程中的包装进行可靠性计算,并对结构参数进行设计。主要考虑缓冲材料的设计和缓冲结构的设计,使缓冲包装设计理论得到进一步的发展。
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