科赫分形结构塑料托盘的力学性能分析

利用有限元方法探究影响科赫分形结构力学性能的因素及在托盘垫块中的应用。基于科赫分形理论，建立PA12材质塑料垫块的有限元模型，并且进行静压实验验证，运用ANSYS Workbench的多目标优化模块进行敏感度分析和响应面优化。结果表明，垫块高度对总变形和应力影响较大，随高度的增大，总变形和应力减小。以总变形、应力、应变为优化目标，当分形阶数为2、分形壁厚为0.21 cm、垫块高度为11.5 cm时，应力降低了79.0%,质量降低了4.2%。将优化后的垫块结构用于托盘设计，利用仿真分析了托盘在均布、局部载荷和跌落工况时的力学性能，托盘的最大变形分别为0.966 mm、1.382 mm、1.650 cm,均符合国家标准，为塑料托盘的轻量化设计提供了新的思路。