基于solidworks正方形蜂窩結(jié)構(gòu)面內(nèi)力學(xué)性能有限元分析畢業(yè)論文(存儲版)
【正文】 II目錄 III1 緒論 1 選題的背景依據(jù)及蜂窩紙板的研究 1 選題背景 1 蜂窩紙板的研究 1 研究的目的和意義 2 研究內(nèi)容 3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 3 本章小結(jié) 42 正方形蜂窩紙板的建模 5 應(yīng)用軟件介紹 5 模型的建立 5 本章小結(jié) 63 靜態(tài)分析 7 有限元分析法 7 建立算例并定義材料 7 第一次靜態(tài)模擬及結(jié)果分析與討論 9 第一次靜態(tài)模擬 9 結(jié)果分析與討論 12 第二次靜態(tài)模擬及結(jié)果分析與討論 15 第二次靜態(tài)模擬 15 結(jié)果分析與討論 17 本章小結(jié) 194 靜態(tài)對比分析 20 靜態(tài)對比分析的目的和實(shí)施方法 20 高度為10mm的正方形蜂窩紙板的靜態(tài)分析 20 結(jié)果對比分析 22 本章小結(jié) 235 動態(tài)分析 24 研究環(huán)境 24 第一次動態(tài)模擬 24 第二次動態(tài)模擬 26 動態(tài)模擬結(jié)果分析與討論 26 本章小結(jié) 276 結(jié)論與展望 28 主要研究言論 28 論文創(chuàng)新點(diǎn) 28 論文不足及未來工作展望 29致謝 30參考文獻(xiàn) 31封底II1 緒論 選題的背景依據(jù)及蜂窩紙板的研究 選題背景 經(jīng)過對蜂房的深入研究，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，蜂窩結(jié)構(gòu)是材料/空間最大的結(jié)構(gòu)，由于蜂窩結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性，蜂窩結(jié)構(gòu)現(xiàn)在已廣泛的用于我們的生活領(lǐng)域中，在包裝中也是多了很多它的影子。據(jù)介紹，蜂窩紙包裝節(jié)材代木的應(yīng)用還可制成包裝箱。而后的事實(shí)和理論均證明，蜜蜂所建造的蜂巢的確采用了最少的蜂蠟，占有最大的空間面積，而結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性為最佳。根據(jù)靜態(tài)壓縮試驗(yàn)所得的應(yīng)力－應(yīng)變曲線計(jì)算出蜂窩紙板的緩沖系數(shù)－應(yīng)變曲線，根據(jù)動態(tài)壓縮試驗(yàn)所得的最大加速度時間曲線計(jì)算出緩沖系數(shù)－靜應(yīng)力曲線，從而進(jìn)行進(jìn)一步的分析。當(dāng)結(jié)構(gòu)參數(shù)固定時,正方形金屬蜂窩鋁芯的峰應(yīng)力與速度的平方成線性關(guān)系,而當(dāng)速度固定時,峰應(yīng)力與壁厚邊長比成冪指數(shù)關(guān)系[12]。SolidWorks Simulation減少了搜索最優(yōu)設(shè)計(jì)所需要的時間和精力，可大大降低產(chǎn)品進(jìn)入市場的時間。3 靜態(tài)分析 有限元分析法有限元法的理論基礎(chǔ)起源于20世紀(jì)40年代，從1943年數(shù)學(xué)家 Courant 第一次嘗試用最小位原理來解決 扭轉(zhuǎn)問題以來，一些應(yīng)用數(shù)學(xué)家和工程師也都由于種種原因，紛紛涉足有限元法的領(lǐng)域。元法，確認(rèn)了有限元法是處理連續(xù)媒介問題的一種普遍方法。 第一次靜態(tài)模擬將已經(jīng)建模好的正方形蜂窩材料選擇為紙板。 圖38 窩芯為正方形的蜂窩紙板應(yīng)力云圖 圖39 窩芯為正方形的蜂窩紙板位移云圖 圖310 窩芯為正方形的蜂窩紙板應(yīng)變云圖 結(jié)果分析與討論 在進(jìn)行完仿真試驗(yàn)后，對這次的試驗(yàn)進(jìn)行結(jié)果分析，主要是對其應(yīng)力進(jìn)行分析。在算例結(jié)果（2）中，我們可以發(fā)現(xiàn)，整個正方形蜂窩紙板在節(jié): N/m^2，而在節(jié): 319480處取得最大應(yīng)力229590 N/m^2。 本章小結(jié)從以上的結(jié)果和分析中我們可以看出，對于不同高度的蜂窩紙板，高度越高的蜂窩紙板所受到的最大應(yīng)力越大，也更不均勻。 第一次動態(tài)模擬選擇材料為紙板，具體操作如下： 圖51 選擇掉落測試選項(xiàng) 圖52 跌落參數(shù)設(shè)置圖53 引力參數(shù)設(shè)置 在算例跌落試驗(yàn)中，,沖擊后的求解時間為50微秒，圖解數(shù)為25。由此可知蜂窩紙板在跌落時，正六邊形的平整面所產(chǎn)生的最大應(yīng)力比凹凸面要大，說明凹凸面的緩沖性能更好，對產(chǎn)品起到緩沖的作用將會更顯著。5) 在材質(zhì)相同的情況下，分別對高度為10mm和20mm的正方形蜂窩紙板進(jìn)行同等條件下的靜態(tài)分析，我們可以發(fā)現(xiàn)高度越高的蜂窩紙板受到的應(yīng)力越大。4) 由于軟件分析的環(huán)境處于理想狀態(tài)下，忽略了一些可能影響結(jié)果的參數(shù)，使得數(shù)據(jù)并不十分的精確，但仍然可以作為我們今后參考的依據(jù)。本文主要研究分析了正方形蜂窩紙板結(jié)構(gòu)面內(nèi)的力學(xué)性能分析，并給出了相關(guān)的數(shù)據(jù)說明，但由于筆者水平有限，軟件掌握有限，知識面有限，論文中難免會有不足和錯誤，懇請專家和老師批評指正。他們的幫助使我受益匪淺。因此后續(xù)的工作還有待進(jìn)一步的加強(qiáng)。3) 通過兩次靜態(tài)模擬分析得到的應(yīng)力曲線的對比，通過數(shù)據(jù)我們可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)凹凸面受力時的最大應(yīng)力值要小于平整面受力時的最大應(yīng)力值，從而進(jìn)一步說明凹凸面方向受力時蜂窩具有更好的緩沖性能。 圖58 蜂窩紙板凹凸面應(yīng)力云圖 動態(tài)模擬結(jié)果分析和討論上文中介紹了跌落試驗(yàn)的具體參數(shù)和方法，通過以上兩次不同方向的跌落試驗(yàn)，我們可以得出其對應(yīng)的應(yīng)力時間規(guī)律曲線，經(jīng)過對比分析，從曲線中我們可以觀察出其應(yīng)力變化。然而在跌落測試分析中，Simulation并不支持阻尼。 高度為10mm的正方形蜂窩紙板的靜態(tài)分析材料與材料屬性都與前文中的材質(zhì)一樣，在這里不再贅述，具體操作過 程如下： 圖41 高度為10mm的正方形蜂窩紙板然后進(jìn)行兩次方向的靜態(tài)分析，其基本參數(shù)設(shè)置都與前文中相同，因此不再贅述，下圖中展示網(wǎng)格化后的蜂窩模型，從圖中我們能看出其約束的面和承載載荷的面。 第二次靜態(tài)模擬及結(jié)果分析與討論 第二次靜態(tài)模擬 由于建立模型的蜂窩紙板的四側(cè)并不對稱，因此，需要選擇另兩個面進(jìn)行一 次靜態(tài)模擬，材料的選擇與基本的數(shù)據(jù)都與第一次的靜態(tài)模擬相同，因此在這不再贅述。在算例1試驗(yàn)中，,設(shè)置完畢后運(yùn)行解算器進(jìn)行分析。表31 計(jì)算對象的材料參數(shù)屬性名稱數(shù)值單位數(shù)值類型彈性模量7600MPA恒定泊松比恒定質(zhì)量密度200g/m^2恒定 第一次靜態(tài)模擬及結(jié)果分析與討論 蜂窩紙板在作為包裝材料保護(hù)產(chǎn)品時，在流通過程中由于裝卸、搬運(yùn)等作業(yè)會受到各種沖擊跌落，從而使包裝件受到損壞。SolidWorks Simulat
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