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使用緩沖包裝材料后的防摔效果研究

發布日期:2012-02-04 13:24:53

沖擊和振動是包裝件破損的兩個重要原因,因此,包裝設計對于電子產品來說相當重要?,F在大部分電子產品的包裝設計都采用經驗法則,為了達到緩沖包裝設計的合理化,需要對包裝產品進行大量的跌落和沖擊試驗。

這不僅需要對試樣進行破壞性試驗,而且試驗的周期長,費用大,試驗發生的歷程短,很難觀察到試驗歷程現象;跌落測試的碰撞邊界條件(如跌落的角度等)難以控制,使得試驗重復性低;試驗時無法測量產品內部零部件特質,如加速度響應等。因此,有必要采用有限元軟件對產品作跌落仿真分析,以期在產品試樣出來之瓤就對其性能有預先的了解,進而優化產品的緩沖包裝設計。根據材料的振動傳遞率一頻率特性等曲線,得到產品的最大晌應加速度為10.29,集裝箱充氣袋小于產品的許用脆值509。

在電腦液晶顯示器實體有限元模型的基礎上建立緩沖襯墊的有限元模型,緩沖襯墊的尺寸依據1.1,并劃分網格,見圖la。緩沖襯墊的有限元模型采用3D礎d168實體單元,電腦液晶顯示器緩沖包裝系統的外層為瓦楞紙箱,有限元模型見圖。以上述建立的模型為基礎,以ANSYs/Ls—DYNA軟件作為仿真前后處理分析和求解器。求解結束后可用ANsYs的后處理器或者墩℃公司的后處理器(Ls—PIlE/P0鯽)來提取計算結果。圖4a為角跌落過程中LcD面板兩節點的加速度一時間曲線,圖4b為LCD面板兩節點的位移一時間曲線,圖5為緩沖包裝系統跌落過程中不同時刻的應力分布曲線。傷及破壞的危險區域,應采取加強措施。

對包裝件的面跌落、棱跌落以及角跌落3種狀態進行了模擬,結果顯示包裝箱棱跌落時緩沖襯墊的應力小于面跌落時襯墊的應力,而角跌落時襯墊的應力又小于棱跌落時襯墊的應力。這是因為,角跌落或棱跌落時,緩沖襯墊的變形大,能吸收較多地沖擊能量;緩沖襯墊的負載面積比面跌落時增大了【6“J。在這3種情況下,包裝件內裝產品的應力的量級與襯墊上應力的量級相比要小得多,這說明包裝襯墊對其內裝產品有較大的保護作用,而且在3種跌落狀態下,貨柜充氣袋其保護作用幾乎是相當的。文中在建立電腦液晶顯示器緩沖包裝系統模型的基礎上,采用有限元分析軟件計算緩沖包裝件與地面沖擊的動態響應。

仿真結果與實際試驗有一定的差異,其原因可能是:(1)電腦液晶顯示器和地面的真實材料參數與有限元模型中輸入的材料參數有一定的差異,會對試驗結果有一定的影響;(2)跌落方向的影晌。有限元仿真模擬是讓緩沖包裝件做水平跌落的,而由于試驗設備的原因,在實際的試驗中難以保證緩沖包裝件水平跌落與地面產生碰撞,因此與試驗結果有一定的誤差;(3)試瞼環境、試驗材料等因素也是影響跌落沖擊波形的因素。

 
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