<menuitem id="tlxlz"></menuitem>
<menuitem id="tlxlz"><dl id="tlxlz"><address id="tlxlz"></address></dl></menuitem>
<menuitem id="tlxlz"></menuitem>

貨柜充氣袋中心 /Product Center

聯系我們 / Contact

  • 蘇州佰意包裝材料有限公司
  • 聯系人:張小姐 13962187476
  • 郵    箱:13962187476@81pack.com
  • 地    址:江蘇省蘇州市吳中區
  • 網    址:http://www.cyen-design.com

緩沖包裝的有限元研究

發布日期:2012-02-19 08:17:53

緩沖包裝原結構及存在的問題包裝結構進行優化設計。某品牌電熱水器主要由搪瓷內膽、不銹鋼外殼、加熱管、進出水管及其電氣部分組成。其集裝箱充氣袋緩沖材料采用可發性聚苯乙烯(polystyrene,EPS),原始緩沖襯墊的結構如圖l所示。筆者經調查發現,該熱水器在運輸過程中的損壞主要是熱水器上下蓋的焊接處出現油漆脫落和兩端局部變形,總破損率達8‰,因此造成生產廠家的年損失達百萬元。針對這一問題,筆者擬對其緩沖a)內端b)外端圈1熱水器EPS緩沖襯墊原始結構緩沖襯墊模型:根據原始緩沖襯墊的模型進行測量。在Pro/E里進行三維實體模型的建立。熱水器模型:在Pro/E中建立曲面模型,導入ANSYS中建立的Shell模型。熱水器外殼與兩端的蓋子分別建模,并且進行裝配,以形成熱水器模型。整個產品的包裝組裝模型如圖2所示,其所有材料的性能參數列于表1中。

單元選取單元選取按照ANSYS軟件提供的單元庫,結合熱水器結構的特點,力求準確反映原結構力學特性。由于熱水器內膽及外殼結構主要是由不銹鋼薄板焊接而成,故選用LS—DYNA單元庫中實體模型的shelll63單元。EPS緩沖襯墊選用Solidl64單元。另外,接觸定義選用Con.tact172接觸單元和argel69目標單元。電熱水器的網格劃分結果如圈3網格劃分模型圖3所示。ng?3Me曲modd3原模型的仿真分析3.1靜態仿真用ANSYS對緩沖襯墊進行靜態分析,其應力云圖如圖4所示。a)內端圈4等效應力b)外端根據ANSYS仿真分析結果可知,在電熱水器橫放時,包裝緩沖襯墊是安全的,但是其存在一定的變形。且在緩沖襯墊的線纜管道與地面的接觸端的應力、應變相對較大。3.2動態仿真根據電熱水器實際運輸條件和裝卸過程,采用有限元模擬產品跌落過程,考察運輸過程中可能跌落的情況,查閱相關文獻¨121確定模擬2個面跌落(水平,垂直),1個棱跌落和1個角跌落。根據包裝測試國家標準n】,跌落高度設為500iilin。

對于棱跌落、角跌落都必須使模型的重心過接觸點。根據ANSYS仿真分析結果可知,充氣袋水平跌落襯墊的應變大,面積較小,吸收的能量較少,故緩沖性能不好。3.2.2垂直跌落、棱跌落、角跌落采用同樣的方法進行垂直、棱、角跌落仿真試驗。其中,垂直跌落為y方向,棱跌落為與XOY平面成27.80夾角的方向,角跌落方向為地而法向。綜合以上產品各向跌落試驗,根據產品跌落過程的3種不同狀態的模擬,所得熱水器受到的最大應力、應變等參數如表2所示。筆者通過對原模型進行反復地改進、測試、分析、比較,最終提出了相對較優的改進方案。改進部分為:1)在圖7中的圖a)上角兩端面,4個近似三角形凹孑L均向內挖10mm;2)襯墊厚度由107mm減小至100film;3)如圖7中圖b)外端面放置管線的凹孑L深度由34mm減小至26mm。

靜態優化方案的目標是使靜態下材料的使用量減少到最低值,該方案使襯墊的材料減少了23%。根據表2的數據,動態優化主要考慮水平跌落和垂直跌落的情況。根據應力云圖發現,水平跌落襯墊受力面積較小,且應變較大,吸收的能量少。緩沖性能不好。這主要是由于產品與EPS襯墊接觸面積較小的緣故,垂直跌落沖擊時,熱水器焊接處出現應力集中,且外端面圓形部分應力小的現象。綜上分析,可以在內端面去掉一些材料,但是為了保證水平跌落不致襯墊損壞,在中間加上肋板;考慮垂直跌落沖擊,把矩形溝槽改為梯形溝槽。根據優化后緩沖襯墊的模型設計,在Pro/E里建立如圖8所示的三維實體模型。

對各向跌落仿真所獲得的熱水器等效應力變化曲線歷程進行動態響應分析,發現靜態和動態優化的最大應力均出現在垂直跌落情況下,靜態優化下的最大應力為226.9MPa,動態優化下的最大應力為142.84MPa,顯然動態優化后的效果更好。本次改進設計中,用有限元軟件LS.DYNA對熱水器運輸包裝件進行跌落仿真分析,并得到運輸包裝結構的應力隨時間變化曲線。結果表明,運用有限元軟件對運輸包裝件進行跌落仿真分析并對運輸包裝結構進行評估是可行的,而且還減少了不必要的物理樣箱的制作,降低了生產成本。最終優化模型的質鼉減少了7.2%,最大應力從179.30MPa減至142.84MPa,最大加速度從31.64面麟2降至23.32m/ms2。貨柜充氣袋本文在對熱水器跌落仿真的同時對其EPS緩沖襯墊的結構進行了優化,提出了更合理的襯墊設計方案。根據優化結果選擇動態優化模型,恢復一些倒角和小特征,最終優化模型如圖ll所示。

 
青春啊青春在线观看完整版