叠置组合缓冲衬垫设计算例及数值仿真对比分析

目的提出叠置组合缓冲衬垫的设计思路,并对该方法的正确性进行数值仿真验证。方法基于数学思想对叠置组合缓冲衬垫设计方法进行分析,设计线弹性材料模型算例,并获得解析解,最后基于Ansys软件的DTM模块进行数值仿真验证。结果数值仿真结果与解析解的误差为2.1%,验证了叠置组合缓冲设计方法的正确性。结论从数学意义上理解,叠置组合缓冲衬垫设计方法是不确定方程组求解问题,需要通过施加更多的约束条件获得确定的设计结果。Ansys软件的DTM模块可以用于缓冲包装系统的性能评价,是一种简单高效的分析工具。     

高脚杯缓冲包装力学性能有限元分析

目的研究设计的包装结构对高脚杯的缓冲效果。方法建立高脚杯缓冲包装件实体模型,导入Ansys/LS-DYNA中,确定材料的性能参数及边界条件,进行跌落仿真,分析仿真结果。结果根据跌落仿真得到的应力云图,分析在跌落和回弹过程中包装件及内装物的应力变化,通过对最大加速度进行分析表明,设计的缓冲包装结构能够使高脚杯的最大加速度在80g以下。结论设计的缓冲包装满足产品脆值要求,达到了缓冲包装的效果。     

基于 ANSYS 的植物纤维缓冲包装跌落仿真分析

建立了基于有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA的植物纤维缓冲包装件模型。根据实际的运输流通环境,对模型进行了跌落试验,获得了跌落冲击地面时的等效应力分布和独立部件加速度峰值曲线;分析跌落冲击时衬垫对内装产品加速度峰值的弱化程度,为植物纤维衬垫设计提供可靠的参数。     

吊灯灯罩纸浆模塑缓冲衬垫跌落仿真

目的验证纸浆模塑缓冲衬垫是否具有缓冲性能,能否有效保护产品不受损伤。方法基于吊灯灯罩与纸浆模塑衬垫之间的装配关系,以跌落冲击为环境载荷,采用Ansys/LS-DYNA软件进行高度为1000 mm的跌落仿真分析,获取纸浆模塑缓冲衬垫应力-应变云图、加速度响应曲线等动态特征和相关参数,以此分析吊灯灯罩纸浆模塑衬垫在整个跌落过程中的作用。结果纸浆模塑衬垫凸台发生了变形,作用力由纸浆模塑衬垫向灯罩扩散;整个模型重心点的加速度小于最低点的加速度;整个模型重心点和最低点速度与位移变化符合实际情况。结论纸浆模塑缓冲衬垫通过结构的变形和破坏来吸收外界冲击能量,以及延长作用力时间起到缓冲作用,能在物流过程中对产品进行有效保护。     

侧吸式油烟机包装件的跌落分析及优化设计

目的基于侧吸式油烟机包装件的跌落试验与仿真研究,对侧吸式油烟机缓冲包装的结构进行改进设计。方法首先对侧吸式油烟机包装件进行原方案的跌落试验,然后运用Pro/E软件建立三维模型,并利用Workbench和LS-DYNA软件进行跌落仿真分析,最后结合跌落试验与仿真结果,改进缓冲包装的结构设计,进行仿真验证。结果通过跌落试验,观察到底面和侧面衬垫以及油烟机机体都发生了损坏,得到了支撑架零件各个跌落工况的冲击加速度值。对比跌落试验和仿真分析结果,两者误差在9%以内。结合试验与仿真分析结果,对原设计方案进行改进并仿真验证,得到原方案从初始速度值2.97 m/s衰减到0所需的时间为10.3 ms,最大加速度值为43.10g,改进方案的初速度衰减到0需要14.5 ms,最大加速度值为33.41g。结论运用试验和仿真的方法对侧吸式油烟机包装件进行评估,验证仿真结果的有效性,利用仿真分析法指导缓冲包装改进设计,此思路能够为后续类似的缓冲包装设计提供参考。     

基于Ansys的缓冲材料结构单元

目的研究纸浆模、EPE材料的单元结构与组合结构,以提高其缓冲性能。方法通过Ansys仿真分析单元结构的静态压缩实验,对比不同材料结构单元在静载时的承载能力,在此基础上,建立产品缓冲结构单元模型,运用Ansys/LS-DYNA的Drop Test模块进行动态跌落实验,比较不同材料结构单元与缓冲性能,并通过试验验证。结果验证了组合结构在静载和跌落冲击时的缓冲性能优于单个缓冲结构。结论在缓冲包装中,通过优化缓冲结构单元可提高结构的缓冲能力。     

笔记本电脑的纸质缓冲包装设计

目的研究瓦楞纸板缓冲材料包装某品牌笔记本电脑的方法。方法利用Pro/E软件为电脑机身设计3套缓冲衬垫结构,并进行对比分析,确定最佳设计,利用Ansys软件对最佳设计缓冲结构包装件的静态压缩、模态、跌落等特性进行仿真测试分析。结果该缓冲结构衬垫吸收了大部分的应力,模态分析没有发生共振,包装件的加速度峰值小于笔记本电脑的脆值60 g。结论只要缓冲结构设计合理且选配材合适,瓦楞纸板完全能够满足笔记本电脑及类似电子设备的绿色缓冲包装需求。     

液晶显示器缓冲垫绿色设计及有限元分析

目的设计绿色环保的液晶显示器缓冲衬垫,并对其受跌落冲击时的缓冲效果进行有限元分析。方法采用瓦楞纸板折叠成形的方式对液晶显示器的缓冲衬垫进行绿色设计。在ABAQUS有限元软件中建立液晶显示器和缓冲衬垫的实体模型,通过有限元软件模拟液晶显示器运输过程中角跌落的冲击响应,分析缓冲衬垫的缓冲效果。结果角跌落冲击过程中,等效应力云图表明衬垫跌落角处变形较大,应力集中,显示器跌落角处最大应力达到1.293 MPa,但未超过材料的屈服极限。冲击加速度计算结果表明,以1 m的高度跌落时,显示器上易损件的最大冲击加速度为748 m/s2,未超过液晶显示器的许用脆值。结论瓦楞纸板折叠成形的环保缓冲衬垫满足缓冲包装要求,能有效保护显示器抵抗跌落冲击。     

空气柱衬垫缓冲性能研究

目的对空气柱衬垫的缓冲性能进行分析研究。方法通过动态压缩试验和应力-能量法得到空气柱衬垫最大加速度-静应力曲线,研究其动态缓冲性及承载力。结果得到了空气柱衬垫在不同跌落高度不同厚度的动态压缩试验曲线。结论材料缓冲性和承载能力均随着厚度增大而加强,跌落高度增大,包装件所受冲击载荷也随之增大。研究结果为进行合理缓冲包装设计提供计算依据。     

白酒包装件跌落有限元分析与优化设计

目的基于产品的基本参数和流通环境,测试白酒包装件的缓冲性能,并对其加以改进和优化。方法通过Pro/E软件建立白酒瓶和白酒包装件模型,在不同跌落方式和跌落高度下采用Ansys/LS-DYNA软件对其进行跌落仿真模拟实验。结果得到了白酒和整体包装件在跌落冲击过程的应力-应变变化规律。结论白酒瓶最易损坏部位分别在瓶肩和瓶身连接部位及瓶身和瓶底连接部位,并对酒瓶、衬垫、包装件进行了优化设计。     

某型包装箱的低密度聚乙烯缓冲结构设计与分析

目的 基于低密度聚乙烯材料设计一种包装箱的缓冲结构,以满足冲击加速度的设计要求。方法 采用低密度聚乙烯材料对应的最大加速度-静应力曲线进行理论计算,设计出包装箱缓冲结构的初始模型,运用Ansys Workbench有限元仿真软件对包装箱整体进行水平跌落仿真,并对仿真结果进行分析。结果 当缓冲垫设计厚度为75 mm时,包装箱整体跌落后受到的最大冲击加速度低于40g,满足设计要求。结论 基于低密度聚乙烯材料设计的缓冲结构能够对包装箱提供有效的缓冲防护,缓冲性能满足要求。     

鸡蛋缓冲包装设计及力学性能分析

目的研究鸡蛋缓冲包装的结构及缓冲效果。方法利用Ansys/LS-DYNA有限元分析软件,对所设计的缓冲包装结构在0.6 m的跌落高度进行角跌落仿真,得到鸡蛋和包装件在与地面接触瞬间、回弹瞬间及跌落结束瞬间的等效应力云图及危险点的加速度曲线,模拟鸡蛋在流通过程中包装件受到冲击和振动时鸡蛋的应力变化,以检验缓冲包装的缓冲效果。结果在跌落过程中,包装件与地面接触瞬间的等效应力最大,为0.784 MPa,小于瓦楞纸板的极限应力;危险点的最大加速度为59g,小于鸡蛋的脆值60g。结论设计的缓冲包装能够起到很好的缓冲效果,可有效提高鸡蛋运输过程中的安全性。     

包装件缓冲特性的有限元仿真可靠性分析

目的研究计算机有限元仿真在缓冲包装研发环节的可靠性。方法利用计算机仿真进行缓冲包装研发,能够较全面地提供所需参数,缩短开发周期,但计算机仿真的可靠性有待进一步验证。通过Ansys Workbench对智能灯泡包装件的缓冲特性进行仿真分析,主要分析包装衬垫的加速度响应,并结合传统的振动与跌落试验进行对比。结果振动、跌落的仿真结果与真实试验的结果误差分别为9%和15.91%,排除客观存在的误差,两者差异在可接受范围内。结论验证了有限元仿真方法在缓冲包装研发环节的可靠性,可为传统的包装研发环节提供新方法。     

圆柱筒式空投气囊缓冲模拟

目的研究某空投缓冲系统圆柱筒式气囊的缓冲过程,得出缓冲特性曲线,并校核装备冲击过载。方法基于有限元理论,利用Ansys中的显示动力学分析软件LS-DYNA建立气囊缓冲系统的有限元模型,采用粒子法,对气囊缓冲过程进行数值模拟,并与传统气囊仿真所使用的控制体积法进行对比。结果经模拟得出空投着陆缓冲过程中气囊排气口打开时间为63.4 ms,缓冲过程中的最大过载为13.3g,获得了缓冲高度、货台加速度等特性的变化规律。将气囊缓冲特性与使用传统的控制体积法仿真的结果进行了对比,排气口打开时间误差为10.7%,最大过载误差为8.6%。结论 2种方法的结果对比一致性较好,验证了粒子法进行缓冲气囊模拟的可行性,同时使用圆柱筒式气囊缓冲的最大过载满足装备空投对过载不超过20g的要求。     

基于不同防护材料易碎品运输可靠性结构设计

目的研究易碎品在运输包装过程中不同防护材质缓冲包装结构的防护性能。方法通过Ansys Workbench中的模态分析(Modal)和随机振动分析模块(RandomVibration),对模型进行模态和随机振动仿真分析,得到易碎品的各向应力、位移、总应力等,分析对比2种防护材质的仿真结果,选取最优的缓冲方案,并进行随机振动和跌落实验。结果 2种防护材质下缓冲结构都具有良好的防护性能,选择设计的EPE缓冲结构更具有经济环保性,且在随机振动和跌落试验中,包装件没有发生变形和损坏,内容物完好。结论为易碎品低成本、高可靠性的结构设计提供了思路,也为产品性能的预测和运输方案的检测提供了一种分析手段。