组件式塑料周转箱结构设计

目的设计卸货时更省时省力的塑料周转箱。方法运用Pro/E软件设计可折叠侧开式塑料周转箱和插板式塑料周转箱,利用Ansys Workbench软件仿真获得组件式塑料周转箱在静态和动态跌落过程的应力、应变和变形等情况。结果塑料周转箱的最大堆码应力发生在侧板底部,最大应变极其微小;角跌落时,应变主要集中在底板、侧板和连接轴上,底板与地面接触点的等效应力最大,其他的最大等效应力都很小。结论周转箱的设计满足强度要求,该设计方案可行。     

电商模式下塑料瓦楞板组合式周转箱应用

目的减少和消除电商模式下运输包装材料的浪费,标准化快递运输载体。方法设计一种模块化、标准化且方便拆卸、能循环使用的塑料瓦楞板组合式周转箱,应用于企业内部,企业与电商之间,以及电商销售物流。结果经Ansys仿真分析,得出所设计周转箱抗压承载达到10 k N,约为同尺寸0201型AB楞五层瓦楞纸箱的2倍。结论内框架组合使所设计的周转箱边压强度出色,可拼接结构极大地增加了周转箱寿命,塑料瓦楞可适应多种缓冲要求,可以在一定程度下减少运输包装材料的使用。     

基于有限元分析的笔记本纸浆模制品包装改进设计

目的在跌落工况下验证笔记本纸浆模制品对产品的保护性,并进行改进设计。方法使用Creo对笔记本电脑及缓冲包装结构进行初步设计,根据实际的物理跌落试验工况建立跌落仿真模型,通过ABAQUS/Explicit进行仿真分析,得到产品跌落加速度曲线和产品应力应变云图。根据仿真结果进行缓冲包装设计改进,对改进后的方案再次进行仿真分析并进行试验验证。结果初步设计方案的正面跌落加速度达到160.1g,超过规定值120g,且键盘面板塑性应变达到4.95%,存在较大变形风险。纸浆模制品缓冲结构改进后,跌落时正面、侧面和底面的跌落加速度分别为118.5g、98.2g、101.2g,均处于规定值范围内。键盘面板塑性应变降低至0.14%,符合要求。此外,仿真数据与实测结果基本吻合,仿真过程能较好地反映包装制品与产品的跌落碰撞过程。结论通过有限元分析法进行跌落仿真分析,相较于传统的试验法,能快速、准确地找到包装方案的风险点,可为产品的缓冲包装结构改进设计奠定良好基础。     

JG3军用合成制动液运输包装跌落仿真分析

目的研究JG3军用合成制动液在不同厚度瓦楞纸箱运输包装情况下,角跌落过程对包装箱内部制动液吹塑桶小包装应力、应变的影响。方法利用ANSYS/LS-DYNA软件,对不同厚度瓦楞纸箱运输包装的JG3军用合成制动液进行角跌落仿真实验,获取内部制动液吹塑桶小包装的有效应力及塑性应变数据,分析不同运输包装条件下制动液吹塑桶小包装的应力、应变特点。结果随着瓦楞纸箱运输包装厚度的增大,相同角跌落条件下,包装箱内的制动液吹塑桶小包装总体应力、塑性应变变小;在最厚的瓦楞纸箱包装条件下,部分制动液吹塑桶小包装存在应力、塑性应变集中区域。结论瓦楞纸箱运输包装对内装物的保护作用并非瓦楞厚度越大越好。     

落地镜缓冲包装设计及仿真分析

目的 基于落地镜的物理特性和运输环境,采用SolidWorks软件建立包装件模型,设计一款满足多款式落地镜使用的包装产品,并提供一种新的包装设计思路。方法 应用Ansys Workbench软件对模型进行仿真,完成模态分析和随机振动仿真分析,应用Ansys Workbench内置的显示动力学插件进行包装件的跌落仿真分析,检验设计的合理性和可行性。结果 对比分析结果可知,新包装件受到冲击时的变形量远小于旧包装件的变形量,且分布均匀,落地镜受其影响而破损的概率极低。在跌落仿真中,旧包装件中落地镜铝合金下边框受到的等效应力为42.158 MPa,大于玻璃镜子的许用应力(28 MPa),导致包装件中的落地镜破损;在新包装件中,铝合金下边框受到的应力小于28 MPa,落地镜不会发生破损。结论 文中设计的落地镜蜂窝纸板箱加聚乙烯泡沫的包装箱具有合理性,其防护性能不仅优于原包装箱,且适用范围更广,证明该设计思路可行。     

基于LS-DYNA的修枝机跌落仿真分析

目的寻找修枝机整机跌落时的易破损部件,以便针对易损部件设计更合理的结构和缓冲防护包装。方法基于Hypermesh和LS-DYNA软件对修枝机水平跌落、竖直侧向跌落这2种极限工况进行仿真分析。结果在2种工况下,旋转管均会发生应力集中,出现破损,影响修枝机使用寿命。结论在今后的产品设计中,要重点对旋转管的结构进行优化设计;在运输过程中,要着重针对旋转管部件设计合理的运输包装防护结构。     

某型包装箱跌落动力学仿真分析

目的研究某新型导弹包装箱跌落工况下的冲击动力学响应,校核箱体结构是否满足设计要求。方法采用有限元仿真技术,研究包装箱结构跌落冲击动力学行为。建立箱体结构三维仿真模型,分析水平跌落和棱边跌落等2种工况,得到箱体的应力分布以及加速度响应,进一步对仿真分析结果的可靠性进行试验验证。结果 2种跌落工况下,箱体所受最大应力均小于材料的屈服极限。经跌落试验测试,箱体结构完好,无损伤和变形,试验结果与仿真结果吻合。结论有限元分析结果合理可靠,包装箱结构性能满足设计要求。     

空调塑料材料的碰撞失效模拟研究

研究空调内机塑料材料ABS-121H在跌落工况下的力学行为。通过准静态、动态拉伸力学实验和失效实验,分别建立了不同应变率下材料弹塑性模型及LS-DYNA软件的GISSMO失效模型,并通过整机零部件实验及仿真对材料弹塑性模型和失效模型准确性进行验证。结果表明:考虑应变率效应的材料弹塑性模型可以准确反映结构的加速度和刚度,GISSMO失效模型可以准确预测材料复杂应力状态下的断裂失效行为。该研究为空调跌落仿真的材料模型建立提供参考。     

无伞空投储液罐的高空跌落仿真分析

目的为提高液体类空投物资补给效率,研究椭球型结构的无伞空投储液罐跌落冲击地面过程的力学响应。方法基于欧拉-拉格朗日耦合算法,建立含有内盛物的椭球形储液罐有限元模型,通过Abaqus CAE仿真跌落得到罐壁材料层为聚乙烯-发泡-聚乙烯在不同厚度比条件下含内盛物跌落的最大等效塑性应变(简称最大塑性应变)云图、应力-时间曲线。结果不同层间厚度比与储液罐的最大塑性应变、塑性应变的时间和应变集中区域有密切联系,当厚度比为1∶2∶1时,罐体达到最大塑性应变的时间短,把手部位出现应变集中现象的概率增大;厚度比为1∶1∶2时,罐体的塑性应变相对降低,抗冲击能力没有达到理想优化效果;厚度比为1∶1∶2时,罐体的塑性应变最小,在此情况下能承受的冲击地面的瞬时速度最大,罐体的结构性能最好。结论基于此提出了一种结构优化思路,在添加中间发泡层以减轻配重的基础上,适当增加外层聚乙烯材料的厚度或者使用缓冲性能更好的材料,增加罐壁的缓冲吸能,改善材料结构强度。     

快速凝固粉末铝合金的超塑性

用超声气体雾化法制备了两种合金化程度较高的新型铝合金,在超声雾化的快速凝固过程中合金得到了很细的显微组织,因而在一定的温度和应变速率下合金具有超塑性。一种 A1-6.7Mg-1.6Li 铝合金在325℃,开始应变速率10~(-2)/秒下显示的最大延伸率为184%,而另一种×7091合金在400℃,开始应变速率9×10~(-3)/秒时呈现218%的延伸率。和常规铸造加锻造的铝合金不同,快速凝固的粉末铝合金在比较高的应变速率下(10~(-2)/秒)即可出现超塑性。     

瓦楞纸箱自锁底结构的设计与分析

目的以奶品瓦楞纸箱的自锁底结构为研究对象,研究不同自锁底结构的力学特性。方法以奶品礼箱为对象,设计6种不同自锁底结构、3种不同尺寸的18种瓦楞纸箱,根据国家标准,分别进行空箱抗压实验与95 cm的跌落实验。结果空箱抗压实验结果显示,18种自锁底箱体能够承受的最大压力在1133~1437 N之间,其中2片粘合翼均在侧面板上的X2-0结构能够承受的最大压力最大,达到了1437N;X2-5结构能够承受的最大压力接近X2-0结构,达到1421 N。6种不同自锁底结构的底面跌落数据显示,底面跌落时最大加速度均在51~59 m/s2之间,其中X2-0结构纸箱的薄弱角缩进尺寸最小,为11mm。结论对比了不同缩进量的6种自锁底结构的抗压和跌落试验结果,X2-5型具有较大的抗压性能和耐冲击性能。     

圆柱形动力锂电池的绿色包装设计及跌落仿真试验

目的 对圆柱形的车用动力锂电池进行运输包装设计及跌落仿真试验分析。方法 运用运输包装设计五步法,根据产品特性、运输包装要求与流通环境条件,分析现有包装的不足,提出包装解决方案,并依据包装设计方案设计包装材质、结构尺寸,对设计的包装进行强度校核,最后对包装件进行跌落仿真试验,分析和评价所设计的包装方案。结果 设计的运输包装解决方案分为内外包装两部分,内包装使用材质为EPE发泡聚乙烯塑料材料,结构为多孔结构,外包装使用的材质为C楞瓦楞纸板,结构为0201型箱型结构,对所设计的包装方案进行底面跌落模拟仿真试验,锂电池产品所受到的最大等效应力值为5.865 MPa,低于圆柱形动力锂电池材料的许用应力值132.2 MPa。结论 所设计的圆柱形动力锂电池运输包装方案合理,对锂电池类危险品的运输包装设计具有一定的借鉴意义。     

框架式灯具缓冲包装结构设计

目的 在绿色包装设计的新要求下,改进传统塑料包装方案,以框架式灯具的安全运输为例,设计一种面向框架类产品的全瓦楞纸板的绿色缓冲包装.方法 以缓冲包装六步法为依据,利用平面材料立体化造型设计方法,设计全瓦楞纸板缓冲包装结构,并利用E和B型瓦楞纸板分别制作出2套结构尺寸相等的缓冲包装.根据ISTA-1A标准对2组包装件进行跌落试验,通过安装在灯具上的传感器测试的数据及包装件的变形,研究瓦楞板厚度对包装件缓冲性能的影响,综合评价包装件的缓冲性能.结果 对2套不同厚度的瓦楞纸板缓冲包装结构,分别进行一角、三棱、六面的跌落测试,得出了相应加速度-时间曲线和包装件变形图.结果 表明,跌落过程中灯具系统的最大加速度为684.17 m/s2,小于灯泡脆值(784 m/s2),并且灯架未变形,灯泡及配件均未损坏,B型瓦楞板制作缓冲包装结构在试验后相对于E型瓦楞板制作的变形更小.结论 2套全瓦楞缓冲包装具有良好的缓冲性能,厚度大的纸板具有更好的缓冲效果,能有效缓冲框架灯具在物流运输过程中所受到的冲击,适用于装卡在其他框架类产品的两端,具有较好的使用价值和应用前景.     

光伏组件运输包装的设计和有限元分析

针对目前铝合金边框光伏组件的运输包装中存在的不足,以规格为1665mm×1000mm×50mm的组件为例,综合考虑了客户要求、产品特性、包装成本、包装效率和产品保护性等因素,设计了一种更为合理的运输包装方案。在方案的内包装中,设计了一种用于固定和分隔组件的塑料围框。利用ANSYS Workbench软件,参考ISTA 3E实验中的底楞跌落试验,进行了围框和组件的瞬态响应有限元分析。结果显示,围框能够维持包装的稳定性和安全性。     

周转铝箱的轻量化设计

目的 以某周转铝箱作为研究对象,通过有限元分析方法和正交试验设计对周转铝箱进行轻量化设计,以解决结构强度设计过剩的问题。方法 利用有限元分析软件Ansys Workbench对周转铝箱进行堆码工况的仿真分析,通过2个失效准则对分析结果进行评价,基于正交试验设计优化方案,通过Matlab软件对优化方案进行数学模型的建立及计算。结果 通过仿真分析,第1阶模态载荷因子为6.98,基于失效准则,周转铝箱的安全余量较大。根据极差分析,以箱体自身质量为唯一指标,确定了周转铝箱箱体侧柱厚度尺寸对箱体自身质量的影响最大,继而通过Matlab进行数学模型的建立以及计算,轻量化方案在满足工况使用条件的同时箱体的自身质量减少了9.88%。结论 轻量化设计后的周转铝箱符合强度失效和稳定失效2个准则,且满足实际工况使用条件,进一步说明采用正交试验法和有限元分析法进行轻量化设计的方案是可行的,实现了成本的减少,也提高了材料的利用率。     

基于Ansys Workbench的吸尘器振动与跌落仿真

目的验证立式吸尘器整体包装方案优化设计的保护和安全性能。方法参考立式吸尘器产品流通过程中的环境参数,对产品进行有限元建模和约束处理,基于Ansys Workbench中的有限元思想,分别模拟运输过程中随机振动、刹车、转弯、跌落等各种物流情况,分析得到不同力学载荷作用下产品包装的变形、应力、应变以及破损情况。结果瓦楞顶衬开槽处的设计还有待改进,瓦楞纸箱在跌落时垂直方向上的变形和应变数值较小,不影响整体包装的安全性和保护性。结论瓦楞衬垫和瓦楞纸箱的抗压强度、抗冲击性能、抗震性均符合要求,该立式吸尘器整体包装方案合格。     

平板玻璃运输包装设计及保护性能分析

目的采用瓦楞纸箱内衬聚氨酯泡沫衬垫设计平板玻璃运输包装,通过仿真分析检验设计的合理性与可行性。方法采用Creo parametric软件建立运输包装件模型,采用Ansys Workbench软件对模型进行仿真分析,完成静态堆码载荷仿真、模态仿真、随机振动仿真,并利用LS-DYNA与Ansys Workbench进行联合模拟跌落仿真。结果将瓦楞纸箱与木箱运输包装形式的仿真结果进行对比分析,得出相同静应力作用下,瓦楞纸箱包装的最大响应应力最小且分布均匀;随机振动过程中,虽然瓦楞纸箱相对于木箱形变量较大,但避免应力集中情况且满足变形限度要求;跌落过程中,瓦楞纸箱相对于木箱传递到平板玻璃的作用力较小,且避免了应力集中现象。结论综合分析结果,瓦楞纸箱加聚氨酯缓冲衬垫的运输包装形式设计合理,能够在运输过程中更好保护平板玻璃的安全,设计方案可行。     

基于正交试验的枕型空气衬垫优选方法

目的 基于正交试验的方法,探究枕型空气衬垫的规格、初始充气压强、温度、压缩速率在准静态压缩试验下对其缓冲性能影响的主次关系,得到一组使衬垫缓冲性能优良稳定的试验变量和一种枕型空气衬垫的优选方法.方法 采用正交试验的方法设计L9=(34)的正交试验,以枕型空气衬垫为研究对象进行准静态压缩试验,将试验结果归纳整理并进行极差分析和综合优选,判断所研究因素对枕型空气衬垫缓冲性能影响的主次关系,综合优选缓冲性能最优的枕型空气衬垫.结果 通过极差分析,得到了影响枕型空气衬垫缓冲性能的主次因素,由主到次依次为枕型空气衬垫规格、初始充气压强、温度、压缩速率,继而结合试验的易操作性综合优选了枕型空气衬垫的规格为100 mm×150 mm,初始充气压强为5 kPa,温度为30℃,压缩速率为100 mm/min,确定了一组使衬垫缓冲性能优良稳定的试验因素.结论 采用正交试验方法综合优选缓冲性能最优的枕型空气衬垫这一方法是可行的,结果也明确了4个试验变量对枕型空气衬垫缓冲性能影响的主次关系,这种思路能够为后续类似缓冲包装试验研究设计提供参考.