【正文】 后其在最右邊槽的附近處出現(xiàn)了壓潰的現(xiàn)象, 從中間槽開(kāi)始沿著X方向向右是受力最壞的情況,中間槽和最右邊槽的附近都出現(xiàn)了壓潰的現(xiàn)象, x103m。所以我們也就知道，當(dāng)我們知道我們所設(shè)計(jì)的包裝結(jié)構(gòu)對(duì)產(chǎn)品保護(hù)時(shí)所處的環(huán)境或者流通條件時(shí)，這樣我們可以確定包裝件的的載荷大小和性質(zhì)，利用這節(jié)所得的結(jié)論，我們可以更好的設(shè)計(jì)產(chǎn)品的包裝結(jié)構(gòu)，從而使產(chǎn)品得到更好的保護(hù)。對(duì)這個(gè)模型進(jìn)行靜力分析的過(guò)程與流程和前面的一樣，得到的分析結(jié)果如下：1. 合位移等值線圖：圖427開(kāi)槽方向改變后合位移等值線圖從Y方向看過(guò)去的合位移等值線圖如圖428圖428開(kāi)槽方向改變后俯視合位移等值線圖2 模型在Y方向變化的位移等值線圖如圖429圖429開(kāi)槽方向改變后Y方向位移等值線圖圖430開(kāi)槽方向改變后X方向位移等值線圖4. 模型受載荷后的等效應(yīng)力場(chǎng)圖如圖431：圖431開(kāi)槽方向改變后等效應(yīng)力場(chǎng)圖：圖432開(kāi)槽方向改變后應(yīng)力集中圖：圖433開(kāi)槽方向改變后受載前后的變形對(duì)比圖分析結(jié)果的討論和總結(jié)：從前面的敘述可以知道此節(jié)中的結(jié)構(gòu)與本章第一節(jié)中的結(jié)構(gòu)不同之處是開(kāi)槽的方向不同, 第一節(jié)中開(kāi)槽的方向是沿著瓦楞紙板楞型的方向, 而此節(jié)中分析的結(jié)構(gòu)圖,其開(kāi)槽的方向是與楞型成90度, 比較分析這兩個(gè)分析結(jié)果中的合位移等值線圖,第一節(jié)中的合位移等值線圖的特點(diǎn)已有敘述,主要是整體上沿著X方向逐漸的變化,在最右邊可以看到是最危險(xiǎn)的地方,也是位移發(fā)生變化最大的區(qū)域,在實(shí)際的生活中我們也了解到瓦楞紙板開(kāi)槽方向的改變對(duì)其緩沖性能的影響很明顯，淡水具體會(huì)有怎樣的影響？本文從結(jié)構(gòu)受力的一個(gè)方向和力的性質(zhì)是靜載荷的情況下對(duì)其進(jìn)行了研究和分析，而得出在這種載荷大小和性質(zhì)的條件下開(kāi)槽方向的改變會(huì)對(duì)瓦楞紙板的緩沖性能會(huì)有怎樣的影響的結(jié)論，下面用實(shí)際的分析來(lái)說(shuō)明。這個(gè)研究出來(lái)的結(jié)論也與我們?nèi)粘Ｉ钪袑?shí)際情況相符，我們可以這樣想象當(dāng)我們把開(kāi)槽的長(zhǎng)度和整個(gè)瓦楞紙板結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度相同時(shí)，此時(shí)開(kāi)的槽已經(jīng)把瓦楞紙板給分割開(kāi)了，很明顯現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的緩沖性能不如原來(lái)結(jié)構(gòu)的緩沖性能。比較兩模型受力前后的變化情況，可以看出，對(duì)于開(kāi)槽長(zhǎng)度小的其中間的瓦楞芯紙出現(xiàn)了整體差不多同樣的變形，局部地方出現(xiàn)了壓潰的現(xiàn)象，對(duì)于開(kāi)槽長(zhǎng)度大的模型來(lái)說(shuō)，其有的地方幾乎沒(méi)有變形，有的地方出現(xiàn)了壓潰的現(xiàn)象。 比較兩模型的等效應(yīng)力場(chǎng)圖可以看出，對(duì)于開(kāi)槽長(zhǎng)度小的模型來(lái)說(shuō)其等效應(yīng)力場(chǎng)圖在整個(gè)受力過(guò)程中其受力基本上在各個(gè)區(qū)域是均勻的，而對(duì)于開(kāi)槽長(zhǎng)度大的來(lái)說(shuō)，可以看出來(lái)其等效應(yīng)力場(chǎng)圖并不是均勻的。,。相比于開(kāi)槽寬度小的模型結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)起最大位移變化的差別不是很大。出現(xiàn)一個(gè)對(duì)話框選擇displacement vector sum 單擊ok按鈕出現(xiàn)如圖45所示的合位移等值線圖:圖45 開(kāi)槽結(jié)構(gòu)為30x3的合位移等值線圖從Y方向看過(guò)去的合位移等值線圖如圖46所示:圖46俯視效果的合位移等值線圖(2) 模型在Y方向的位移變化圖如圖47所示:圖46 Y方向的合位移等值線圖在圖47 Y方向的位移變化圖X方向的位移變化線圖如圖48所示:圖47 圖48 X方向的位移變化圖(3)選擇main menugeneral postproc plot results contout plot nodal solu 命令, 在出現(xiàn)的對(duì)話框中選擇stressvon mises sress 單擊ok按鈕顯示出如圖49所示的等效應(yīng)力場(chǎng)等值線圖。受載荷后的分析模型圖如圖44所示下圖43 受載后的模型分析圖圖44有限元模型的受載圖6開(kāi)始求解分析運(yùn)算:選擇ulitiy menuselectevrything命令執(zhí)行命令main menusolutioncurrent LS,彈出一個(gè)對(duì)話框單擊ok按鈕,ANSYS開(kāi)始求解計(jì)算,計(jì)算結(jié)束后保存求解結(jié)果。在此要對(duì)瓦楞紙板的底面施加一個(gè)Y方向的約束.f. 執(zhí)行命令utility menu selectentities 出現(xiàn)一個(gè)對(duì)話框. 在第一個(gè)下拉菜單中volumes 在第二個(gè)下拉菜單中選擇by numeber/pick,在第三欄中選擇from full ,單擊ok按鈕,出現(xiàn)select volumes 選擇菜單,選擇要施加約束和載荷的面。d : 不能顯示所用的實(shí)體模型載荷.(2) 當(dāng)載荷施加到有限元模型上時(shí),它具有下列的優(yōu)缺點(diǎn):優(yōu)點(diǎn):a 在簡(jiǎn)化分析中不會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題, 因?yàn)榭梢詫⑤d荷直接施加在主節(jié)點(diǎn)上.b 不必?fù)?dān)心約束擴(kuò)展,可簡(jiǎn)單的選擇所有所需的節(jié)點(diǎn),并指定適當(dāng)?shù)募s束.缺點(diǎn):a 任何有限元網(wǎng)格的修改都使載荷無(wú)效, 需要?jiǎng)h除先前的載荷并在新網(wǎng)格上重新施加載荷。b :與有限元模型相比,實(shí)體模型通常包括較少的實(shí)體。對(duì)面進(jìn)行網(wǎng)格劃分，自由網(wǎng)格可以只由四邊形單元組成，或只由三角形單元組成，或兩者混合。如果想要這種網(wǎng)格類(lèi)型，必須將模型生成具有一系列相當(dāng)規(guī)則的體或面才能接受映射網(wǎng)格劃分。自由網(wǎng)格對(duì)于單元形狀無(wú)限制，并且沒(méi)有特定的準(zhǔn)則。對(duì)體進(jìn)行自由網(wǎng)格劃分，一般指定網(wǎng)格為四面體單元，六面體單元作為過(guò)渡也可以加入到四面體網(wǎng)格中。(顯示控制)→Style→Solid Model Facets→下拉框中選擇Normal Faceting→OK,鼠標(biāo)右鍵選擇Replot重生，即可看到實(shí)體了。輸出 對(duì)話框鐘，選擇 ⊙所有實(shí)體。該方法一般要經(jīng)過(guò)從CAD－IGES—ANSYS的轉(zhuǎn)換過(guò)程，如圖41所示：操作簡(jiǎn)單，理論上講，任何CAD軟件的輸出格式都可以通過(guò)IGES格式導(dǎo)入到ANSYS中，但I(xiàn)GES格式存在一些不足，以IGES格式的轉(zhuǎn)換是以犧牲圖形文件的諸多信息為代價(jià)的?？v向應(yīng)力與縱向應(yīng)變的比例常數(shù)就是材料的彈性模量E，也叫楊氏模量；泊松比即在材料的比例極限內(nèi)，由均勻分布的縱向應(yīng)力所引起的橫向應(yīng)變與相應(yīng)的縱向應(yīng)變之比的絕對(duì)值了解材料屬性的參數(shù)后，定義材料屬性其具體操作步驟如下:執(zhí)行命令 main menupreprocessormaterial propsmaterial models 在出現(xiàn)的對(duì)話框中一次雙擊 stuctural ,linear, elastic, isotropic, 在彈出的對(duì)話框中輸入瓦楞紙板模型的彈性模量和泊松比,分別為3100Mpa, .[余本農(nóng) .]3導(dǎo)入分析幾何模型定義完單元類(lèi)型和材料屬性后就開(kāi)始導(dǎo)入模型,ANSYS程序提供兩種無(wú)何圖形傳遞工具，同時(shí)提供幾何模型修復(fù)工具對(duì)讀入的實(shí)體模型進(jìn)行修復(fù)，保證能成功地進(jìn)行網(wǎng)格劃分。三維實(shí)體單元對(duì)于幾何、材料、載荷或分析結(jié)果要求考慮的細(xì)節(jié)等原因造成的無(wú)法采用簡(jiǎn)單單元解析的建模的結(jié)構(gòu)只能采用三維實(shí)體單元。通常，選擇單元的原則時(shí)盡量選用維數(shù)比較少的單元來(lái)達(dá)到預(yù)期目的。單元屬性是指在劃分網(wǎng)格之前必須指定的要分析的對(duì)象的特征，其特征包括3個(gè)方面：材料屬性、單元類(lèi)型、實(shí)常數(shù)。本文分析中分析的類(lèi)型是靜力分析，施加的載荷是面載荷。其中網(wǎng)格劃分是這一部分是重點(diǎn)，因?yàn)榫W(wǎng)格劃分的大小和方法直接影響到分析出來(lái)的結(jié)果的精確度，以及需要的計(jì)算機(jī)的資源和計(jì)算的時(shí)間。對(duì)于某個(gè)分析的每一載荷步，用戶(hù)可指定每個(gè)子步、最終子步或最終子步和中間子步的組合寫(xiě)數(shù)據(jù)集，可以選擇寫(xiě)數(shù)據(jù)組的范圍，如位移、應(yīng)力及反作用力。ANSYS程序的載荷分為位移載荷、力或力矩、面載荷、體積載荷、慣性載荷、耦合場(chǎng)載荷。ANSYS的求解子模塊包括結(jié)構(gòu)靜應(yīng)力分析、結(jié)構(gòu)動(dòng)應(yīng)力分析、結(jié)構(gòu)非線性分析、動(dòng)力學(xué)分析、熱分析、電磁場(chǎng)分析、流體動(dòng)力學(xué)分析、聲場(chǎng)分析、壓電分析、疲勞、斷裂及復(fù)合材料分析。ANSYS程序提供了4種建立有限元模型的方法：直接建模、實(shí)體建模、輸入在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)（CAD）中創(chuàng)建的實(shí)體模型以及輸入在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)（CAD）中創(chuàng)建的有限元模型。對(duì)應(yīng)分析過(guò)程的前處理、求解及后處理3個(gè)階段，ANSYS由如下3個(gè)模塊組成。ANSYS靈活、開(kāi)放的解決方案為概念設(shè)計(jì)到最終測(cè)試的設(shè)計(jì)全過(guò)程提供了有效的CAE協(xié)同環(huán)境，使客戶(hù)可以在設(shè)計(jì)的各個(gè)階段大規(guī)模采用CAE技術(shù)，最大程度地發(fā)揮CAE技術(shù)對(duì)設(shè)計(jì)流程的優(yōu)化，從而大幅度縮短研發(fā)時(shí)間，降低研發(fā)費(fèi)用，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。 建立模型圖的介紹 所研究的單瓦楞紙板的結(jié)構(gòu)模型是在solidworks軟件中建立的,在建模的過(guò)程中瓦楞紙板的三層結(jié)構(gòu)分別按不同的零件進(jìn)行建模,最后在裝配在一起。在瓦楞紙板的生產(chǎn)設(shè)計(jì)中需要根據(jù)瓦楞紙板的實(shí)際使用情況選擇合適的瓦楞形式，并盡量減小芯層的紙板用量以減少原材料降低成本。對(duì)于層數(shù)，只是根據(jù)紙張或芯層的數(shù)量來(lái)確定，是一種很簡(jiǎn)單的分類(lèi)方法。廣義上講，模型包括所有的節(jié)點(diǎn)、單元、材料屬性、實(shí)常數(shù)、邊界條件，以及其他用來(lái)表現(xiàn)這個(gè)物理系統(tǒng)的特征，所有這些特征都反映在有限元網(wǎng)格及其設(shè)定上面。經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展和在工程實(shí)際中的應(yīng)用，有限元法被證明是一種行之有效的工程問(wèn)題的模擬仿真方法，解決了大量的工程實(shí)際問(wèn)題，為工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步起到了巨大的推動(dòng)作用。這樣一來(lái)，一個(gè)問(wèn)題的有限元分析中，未知場(chǎng)函數(shù)或及其導(dǎo)數(shù)在各個(gè)結(jié)點(diǎn)上的數(shù)值就成為新的未知量(也即自由度)，從而使一個(gè)連續(xù)的無(wú)限自由度問(wèn)題變成離散的有限自由度問(wèn)題。同時(shí)單元也不能分割太小，否則會(huì)導(dǎo)致計(jì)算量過(guò)大。有限元法是一種離散化的數(shù)值方法。本文所研究的內(nèi)容用到的分析方法是有限元分析的方法，有限單元法的基本思想是將連續(xù)的求解區(qū)域離散為一組有限個(gè)、且按一定方式相互聯(lián)結(jié)在一起的單元的組合體。經(jīng)過(guò)上世紀(jì)前后七、八年的發(fā)展，開(kāi)創(chuàng)了我國(guó)瓦楞紙箱生產(chǎn)線生產(chǎn)的新時(shí)期。改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)瓦楞紙箱業(yè)迅速發(fā)展。對(duì)于瓦楞紙板的研究，1871年美國(guó)人AlbertJ0nes發(fā)明單面瓦楞紙板，用于包裝玻璃罩和類(lèi)似的易碎物品，獲得美國(guó)第一個(gè)專(zhuān)利權(quán)。開(kāi)啟旋塞時(shí)，帶有水霧的蒸汽便噴向紙幅，使原紙水分滿(mǎn)足工藝需要。面紙?jiān)谶M(jìn)行粘合前要經(jīng)預(yù)熱，使其表面受熱而有利于粘合。瓦楞紙板是由一層或多層瓦楞紙粘合在若干層紙或紙板之間，用于制造瓦楞紙的一種復(fù)合紙板。通過(guò)對(duì)這幾個(gè)方面分析出來(lái)的結(jié)果的比較，研究和討論得出他們結(jié)構(gòu)的改變對(duì)瓦楞紙板緩沖性能會(huì)有怎樣的影響。2利用solidworks軟件瓦楞紙板的就夠進(jìn)行建模, 在建模時(shí)是把三層瓦楞紙板作為一個(gè)整體的結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模的。4. 通過(guò)對(duì)以上結(jié)果的分析比較和研究對(duì)瓦楞紙板的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。綜上所述，瓦楞紙板有著大量的研究工作，同其他國(guó)家相比我國(guó)的瓦楞工業(yè)仍然比較落后，瓦楞紙板的產(chǎn)量位居世界第二位，但是就瓦楞紙板的利用率來(lái)說(shuō)卻不是強(qiáng)國(guó)，美國(guó)的三層紙箱占瓦楞紙箱總量的90%，五層和七層紙箱不到10%，而中國(guó)的五層紙箱占整個(gè)紙箱的60%以上，三層的瓦楞紙板僅占20%多一點(diǎn)。國(guó)外，布列霍特采用Maxwell流體模型、Kelvin固體模型、塑性元件的組合形式，提出了瓦楞紙板的力學(xué)模型[14]。高德等應(yīng)用ABAQuS有限元分析軟件，對(duì)AB型瓦楞紙板的靜態(tài)壓縮性能、緩沖性能進(jìn)行了非線性有限元分析，獲得了均布載荷條件下的應(yīng)力分布、緩沖特性曲線，為瓦楞紙板力學(xué)性能的研究提供了一種新方法[89]。高德等建立了瓦楞紙板的平壓、邊壓、側(cè)壓的靜態(tài)應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系模型、非線性粘彈塑性模型及其參數(shù)[34]。高德等從原材料、楞型結(jié)構(gòu)、緩沖特性、印刷適性等方面全面地分析了瓦楞紙板作為包裝材料的性能，闡述了目前瓦楞紙板研發(fā)的狀態(tài)及瓦楞紙板的發(fā)展前景。近年來(lái)，隨著綠色包裝理念的滲入，瓦楞紙板以其可降解和可再生的特性而倍受青睞。上世紀(jì)70～80年代，是我國(guó)瓦楞紙箱的單機(jī)生產(chǎn)時(shí)期；90年代初期到中期的瓦楞單面機(jī)生產(chǎn)時(shí)期，已經(jīng)成為歷史。至今，瓦楞紙板已成為現(xiàn)代包裝使用最廣泛的包裝材料之一，瓦楞紙箱產(chǎn)值占包裝工業(yè)制品總產(chǎn)值的30%以上。本文的特色在于：研究的方法是利用有限元分析軟件，研究的方向和內(nèi)容是從瓦楞紙板的結(jié)構(gòu)上進(jìn)行緩沖性能的研究，從而達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)的效果。通過(guò)對(duì)這幾個(gè)方面分析出來(lái)的結(jié)果的比較，研究和討論得出他們結(jié)構(gòu)的改變對(duì)瓦楞紙板緩沖性能會(huì)有怎樣的影響。其研究的內(nèi)容是外界條件的改變，比如溫度，濕度等的改變對(duì)瓦楞紙板緩沖性能的影響。武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文瓦楞紙的有限元分析目錄摘要 2Abstract 3 5 5 國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀 5 6 72 分析方案的選擇及流程概述 8 8 103 瓦楞紙板模型的建立 11 瓦楞紙板的結(jié)構(gòu) 11 模型的建立 12 solidworks軟件的介紹 12 建立模型圖的介紹 124 優(yōu)化設(shè)計(jì)分析過(guò)程及流程 13 ANSYS軟件的介紹 13 模型在ANSYS中的分析過(guò)程和流程概述 14 具體的分析過(guò)程結(jié)果分析討論 14 14 開(kāi)槽結(jié)構(gòu)為30x5的分析結(jié)果 24 28。對(duì)瓦楞紙板緩沖性能的研究尤其成為研究的重點(diǎn)，總結(jié)國(guó)內(nèi)外的研究了解到，對(duì)瓦楞紙板緩沖性能的研究，其方法大都是通過(guò)進(jìn)行大量的試驗(yàn)，對(duì)得出的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，找出瓦楞紙板具有的基本特征， 利用數(shù)值分析的方法建立