【正文】 對這個模型進行靜力分析的過程 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 開槽方向改變后 合位移等值線圖 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 35 從 Y 方向看過去的合位移等值線圖 如圖 428 圖 428 開槽方向改變后 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 開槽方向改變后 Y 方向位移等值線圖 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 36 X 方向變化的位移等值線圖 如圖 430 圖 430 開槽方向改變后 X 方向位移等值線圖 4. 模型受載荷后的等效應(yīng)力場圖 如圖 431： 圖 431 開槽方向改變后 等效應(yīng)力場圖 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 37 如圖 432： 圖 432 開槽方向改變后 應(yīng)力集中圖 如圖 433： 圖 433 開槽方向改變后 受載前后的變形對比圖 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)不同之處是開槽的方向不同 , 第一節(jié)中開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 ,其開槽的方向是與楞型成 90 度 , 比較分析這兩個分析結(jié)果中的合位移武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 38 等值線圖 ,第一節(jié)中的合位移等值線圖的特點已有敘 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的地方 ,也是位移發(fā)生變化最大的區(qū)域 ,其位移最大的變化值從圖中可以看出是 m,左邊的區(qū)域位移變化不是很明顯 ,期中有一定得區(qū)域位移沒有變化 ,而在此節(jié)中看出方向改變后的分析結(jié)果中我們可以看到 ,整個合位移等值線圖的變化基本上是對稱的 ,整個結(jié)構(gòu)的中間部分是受力情況最好的地方 ,此區(qū)域結(jié)構(gòu)的位移變化為 0,從區(qū)域開始向兩邊逐漸的變化 ,從開槽的位置開始 ,結(jié)構(gòu)的位移出現(xiàn)明顯的變化 ,一直到開槽的最邊沿的位置是位移變化最大的地方 , 從圖中可以看出其最 大的位移變化值是 ,要小于開槽變化前的最大值 ,從圖中也可以看出兩結(jié)構(gòu)中間的瓦楞芯紙的變化整體上是一樣的，從上面的分析可以知道， 對于瓦楞紙板來說起開槽方向的變化會對瓦楞紙板的緩沖性能有很大的影響， 首先是受力情況的不同，沿著瓦楞方向開槽的結(jié)構(gòu)其受力情況不如與瓦楞方向垂直的結(jié)構(gòu)，這可以從他們的合位移等值線圖中看出， 此節(jié)中的位移變化要 比第一節(jié)中模型結(jié)構(gòu)分析出來的位移變化要小，也就是說緩沖性能要好。 這個研究出來的結(jié)論也與我們?nèi)粘Ｉ钪袑嶋H情況相符，我們可以這樣想象當(dāng)我們把開槽的長度和整個瓦楞紙板結(jié)構(gòu)的長度相同時，此時開的槽已經(jīng)把瓦楞紙板給分割開了，很明顯現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的 緩沖性能不如原來結(jié)構(gòu)的緩沖性能。但是從圖 417 中 我們 也可以看出，在受同樣 載荷的情況下 ，其開槽長度 大 的 結(jié)構(gòu)在 X 方向變化的最大武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 33 位移值是 ，而從圖 48 中我們可以看到其最大的位移變化 值是，要小于開槽長度大的 DMX（位移變化的最大值）值。 比較兩模型在 Y 方向的位移變化情況可以得出的結(jié)論是開槽寬度大的在受同樣的載荷后其對外界的相應(yīng) 較 敏感 , 也就是說 它的 緩沖性能要低于開槽寬度小的瓦楞紙板結(jié)構(gòu) , 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 28 綜上所述可知 :對瓦楞紙板來說起開槽寬度的變化對其緩沖性能是有一定得影響的 ,應(yīng)該說在開槽寬度變化范圍不是很 大 的情況下其影響不是很 大的，這可以從上面的最大位移變化值的對比中可以看出來，但 總的來說開槽寬度越大越對瓦楞紙板結(jié)構(gòu)的緩沖性能越不利 .所以對于我們設(shè)計瓦楞紙板的結(jié)構(gòu)對包裝的產(chǎn)品實行保護時為了能夠最大的發(fā)揮瓦楞紙板的包裝保護性能 ,我們應(yīng)該盡可能的在滿足產(chǎn)品包裝的形式要求情況下 ,對瓦楞紙板開槽寬度越小越好 ,以利于瓦楞紙板更好滿足包裝保護的要求。 7 查看分析結(jié)果 查看求解分析結(jié)果屬于 ANSYS 分析中的后處理模塊 ,進入 ANSYS 通用后處理器的 GUI 操作步驟是 : 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 21 MenuGeneral postproc 本文分析的內(nèi)容主要是結(jié)構(gòu)不同對瓦楞紙板緩沖性能的影響 ,因此在對結(jié)果顯示這一部分我主要是從通用后處理器中選擇能夠反映瓦楞紙板的緩沖性能的結(jié)構(gòu)顯示圖 ,如位移變化圖 ,包括合位移等值線圖和不同方向的 位移等值線圖 ,以及反映瓦楞紙板受力情況好壞的等效應(yīng)力場圖和應(yīng)力集中圖。 b 不便使用圖形拾取施加的載荷 .除非僅包含幾個節(jié)點或者單元 . 綜上所述 ,并結(jié)合我自己研究的內(nèi)容 ,方法和自己所建模型的特點 ,我在對載荷施加的時候選擇的是第二種方法 ,具體的操作步驟如下 : a. 執(zhí)行命令 mian menu solutionanalysis tyep new analysis 在彈出的對話框中選擇 static . b. 執(zhí)行命令 utility menu selectentities 出現(xiàn)一個對話框 . 在第一個下拉菜單中 volumes 在第二個下拉菜單中選擇 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 ,選擇要施加約束的體。對體進行網(wǎng)格劃分，自由網(wǎng)格一般限定為四面體單元。 與自由網(wǎng)格相比，映射網(wǎng)格對包含的單元形狀有限制，而且必須滿足特定的規(guī)則。 導(dǎo)入 ANSYS 中的 三維效果圖 如下圖 42 所示 : 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 17 圖 42 導(dǎo)入 ANSYS 后的模型三維效果圖 4 對模型進行網(wǎng)格劃分 網(wǎng)格劃分可以分為自由網(wǎng)格劃分、映射網(wǎng)格劃分 。 圖 41 ANSYS 與 SolidWorks 的數(shù)據(jù)交換流程 第二種是 通過 PARA，它提供了一個可供相互操作的數(shù)據(jù)管道，使用已經(jīng)成為標(biāo)準(zhǔn)的 XT 文件格式，允許基于 PARA 的系統(tǒng)共享和幾何數(shù)據(jù)庫交換，而不需要進行任何的數(shù)據(jù)交換。 本文在研究分析的模型中選取最為常用的 SOLID45 單元類型 ,具體的操作步驟如下 : 在 ansys 中 執(zhí) 行 下 面 的 命 令 main menupreprocessorelement typeadd/edit/delet 分析結(jié)構(gòu)類型選擇 stuctural solid 單元類型選擇 brick 8 node 45。 a. 定義單元類型 ANSYS 單元庫中有 190 多種單元，其數(shù)目隨著計算機技術(shù)和材料的發(fā)展不斷 地 增大。 對所分析產(chǎn)品進行造型，可以在 ANSYS 中建，但比較復(fù)雜的模型在SolidWorks、 UG 等軟件中建。 3 后處理模塊 該模塊可以通過友好的用戶界面獲得求解過程的計算結(jié)果并對這些結(jié)果進行運算，這些結(jié)果可能包括位移、溫度、應(yīng)力、應(yīng)變、速度及熱流等，輸出形式有圖形顯示和數(shù)據(jù)列表兩種。當(dāng)然，有的把建模直接分為兩種情況的，即直接建模和在 CAD 軟件中建模。 ANSYS（ Analysis System ）是一種融結(jié)構(gòu)、熱、流體、電磁和聲學(xué)于一體的大型 CAE 通用有限元分析軟件，可廣泛用于核工業(yè)、鐵道、石油化工、航空航天、機械制造、能源、汽車交 通、國防軍工、電子、土木工程、造船、生物醫(yī)學(xué)、輕工、地礦、水利，以及日用家電等一般工業(yè)及科學(xué)研究。 本章 所研究的內(nèi)容主要是 以單瓦楞 紙板 （三層） 為例，建立有限元模型 。 本章的主要工作是瓦楞紙板的有限元建模，屬于分析的前處理部分，決定計算時間及結(jié)果的準(zhǔn)確性。一經(jīng)求解出這些未知量，就可以通過插值函數(shù)計算出各個單元內(nèi)場函數(shù)的近似值，從而得到整個求解域上的近似解。離散化是有限元方法的基礎(chǔ)。 1995年，中國瓦 楞紙板年產(chǎn)量僅為 74億平方米， 20xx年中國瓦楞紙板產(chǎn)量超過 130億平方米， 20xx年增達 141億平方米， 20xx年達 151億平方米，己經(jīng)超過日本而成為繼美國之后的世界第 2大瓦楞紙板生產(chǎn)國 [21]。19世紀(jì)末，美國開始研究用瓦楞紙板制包裝運輸箱，日本于 1920年發(fā)明雙瓦楞紙板?？烧{(diào)位置的壓紙輥 2可使紙幅緊緊包圍著預(yù)熱缸 3o面紙經(jīng)過導(dǎo)紙輥 5及彈簧導(dǎo)紙輥 6，繞過預(yù)熱輥 7，進入 光滑的壓力8與成楞的芯紙裱合。 本文借助有限元分析 軟件 對瓦楞紙板進行緩沖性能的分析，而此瓦楞紙板是一個帶有開槽結(jié) 構(gòu)的 A 型三層瓦楞紙板，主要是對瓦楞紙板的結(jié)構(gòu)在受靜載荷情況下對其緩沖性能的分析， 通過改變瓦楞紙板的結(jié)構(gòu)而得到不同的分析結(jié)果，對比研究這些分析結(jié)果從而得到一個在緩沖性能上最優(yōu)的結(jié)構(gòu)，進而達到優(yōu)化設(shè)計的目的。 研究的 技術(shù)方案 : 1. 本文研究的對象是三層瓦楞紙板楞型是 A 型楞。 Haln 等研究了瓦楞紙板在邊壓載荷條件下的彎曲特性、壓潰變形機理和臨界載荷 [1516]。程小琴等試驗研究了 4 種濕度條件對瓦楞紙板的邊壓強度、粘合強度、戳穿強度和耐破度的影響關(guān)系，發(fā)現(xiàn)邊壓強度、粘合強度隨環(huán)境濕度的增大而明顯下降 [5]。環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的理念滲入，已經(jīng)成為包裝設(shè)計重點考慮的因素。我國瓦楞紙箱業(yè)起步較晚， 1954 年才開始推廣使用瓦楞紙箱，技術(shù)起點也低。 研究結(jié)果表明： 開槽寬度對緩沖性能的影響是開槽寬度越大其緩沖性能越壞，而開槽長度 對緩沖性能的影響也有同樣的效果，開槽長度越長其緩沖性能越差。 33 開槽位置的變化對瓦楞紙板緩沖性能的影響 38 44 研究總結(jié) 44 研究展望 45 參考文獻 46 致謝 48 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 2 摘要 瓦楞紙板襯墊是一種逐步代替泡沫襯墊的環(huán)保型緩沖包裝材料結(jié)構(gòu) ,符合現(xiàn)代物流與運輸包裝工業(yè)的應(yīng)用發(fā)展趨勢 。 所得結(jié)果對于 我們在對我們設(shè)計產(chǎn)品 的包轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)時更好保護產(chǎn)品發(fā)揮瓦楞紙板在結(jié)構(gòu)上的優(yōu)越性 具有重要的指導(dǎo)意義 。對于瓦楞紙板的研究， 1871 年美國人 Albert Jones 發(fā)明單面瓦楞紙板，用于包裝玻璃燈罩和類似的易碎物品，獲得美國第一個專利權(quán)； 19 世紀(jì)末，美國開始研究用瓦楞紙板制作包裝運輸箱日本于 1920 年發(fā)明雙瓦楞紙板。 1995 年，中國瓦楞紙板年產(chǎn)量僅為 74 億平方米， 20xx 年中國瓦楞紙板產(chǎn)量超過 130 億平方米， 20xx年增達 141 億平方米， 20xx 年達 151 億平方米，已經(jīng)超過日本而成為繼美國之后的世界第 2 大瓦楞紙板生產(chǎn)國。 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀 國內(nèi)很多學(xué)者對瓦楞紙板作了很多研究工作，應(yīng)祖光等將分層分析法用于瓦楞紙板的抗壓穩(wěn)定性分析，得到提高其抗壓能力的一些措施 。耿敏、熊宏智等試驗分析了由瓦楞紙板、蜂窩紙板組成的復(fù)合板的剛度，由夾層板理論推導(dǎo)出剛度計算公式 [1112]。 基本內(nèi)容如下 : , 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 7 2. 對選定的瓦楞紙板對其結(jié)構(gòu)進行建模 ,建模包括對零件的建模和裝配后的瓦楞紙板的結(jié)構(gòu)進行建模。 4 利用有限 元軟件對瓦楞紙板結(jié)構(gòu)的緩沖性能的分析和研究的結(jié)果 ,在此基礎(chǔ)上通過對結(jié)果的分析 ,研究和比較達到對結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的目的。同樣的瓦楞紙板名稱可能不止一個，如圖 11中顯示的是三層瓦楞紙板和五層瓦楞紙板，它們也分別稱為單瓦楞紙板和雙瓦楞紙板。在上瓦楞輥壓力作用下被壓制成楞形，然后與涂膠輥 11接觸，在楞頂處被涂上粘合劑，再經(jīng)下瓦楞輥旁邊的月牙形導(dǎo)紙板 18引導(dǎo)成武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 9 楞形的紙幅，使之貼附在下 瓦楞輥的齒上，而后在壓力輥 8的作用下，與面紙裱合，制成單面瓦楞紙板 [20]。上世紀(jì) 70一 80年代，是我國瓦楞紙箱的單機生產(chǎn)時期 。 把 某 物理結(jié)構(gòu)分割成不同 大小、不同類型的區(qū)域，這些區(qū)域稱為單元。有限單元法作為數(shù)值分析方法的另一個重要特點是利用在每一個單元內(nèi)假設(shè)的近似函