纸浆模塑是以纸浆(或废纸)为主要原料,经碎解制浆、调料后,注入模具中成型,生产的一种极具缓冲性和韧性极佳的新型可降解环保包装制品.具有与包装物外型相吻合的几何形状和良好的防震、防冲击、防静电、防腐等优点,在工业包装领域中有着广阔的市场和发展前景. 本文着重研究了纸浆模塑材料的力学特性,通过不同密度和加载速率下的短距压缩实验,得出纸浆模塑材料的应力一应变关系对密度和加载速率敏感.在结构分析基础上,提出了纸浆模塑制品的缓冲机理,即纸浆模塑主要通过凸台侧壁的屈曲变形与破坏来吸收能量,并延长载荷作用时间来达到缓冲目的,其材料本身几乎没有缓冲性. 本文通过有限元数值分析方法优化设计纸浆模塑制品结构,首先与实验对比验证了该方法的精确性.然后分别讨论了各几何结构参数、凸台个数和凸台之间的相对位置对凸台承载能力、缓冲性及强度的影响.增加凸台厚度、受载边总长度、凸台个数以及改用圆柱或圆锥凸台有利于提高凸台的承载能力、减小凸台的最大应力,但是相应缓冲性能有所降低；虽然凸台高度的增加缓冲性能有所提高,但凸台过高时凸台容易失稳,承载能力相应降低,通过分析当凸台的高度等于凸台的承载面边长时不但凸台的承载能力、缓冲性能较好而且被包装物的最大应力最小,即被包装物被最不易破坏；在进行制品设计时为满足简化模具加工和产品生产要求,可以根据脱模要求在2°～8°范围内选择合适的斜度,脱模斜度不宜过大. 通过对纸模变形过程的模拟与归纳,总结出参数单位长度载荷K<,1>、被包装物单位面积上的支撑点个数K<,2>、支撑点分布均匀性系数K<,3>,以初步预测纸模结构设计的合理性.