【正文】 ....……，..........................……61....……、..................................……61.....................................……62圣 ...................................……63.............................................……64...................................……64 .........................................……64.........................................……67.........................................……6s.................................................……68 .................................................……69參考文獻(xiàn)..........................................……70致謝...........................................……72在我們生活的世界，商品包裝無處不在，隨著現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，包裝工業(yè)已成為全球第七大支柱產(chǎn)業(yè)，包裝的形式、功能日趨多樣化，因此把包裝放在一個(gè)全新的視野中分析，匯集相關(guān)領(lǐng)域的科技成果，提升包裝業(yè)綜合服務(wù)功能，將是國(guó)民經(jīng)濟(jì)跨越式發(fā)展中一項(xiàng)很有價(jià)值的事業(yè)。:包裝是將產(chǎn)品由供應(yīng)者送到顧客或消費(fèi)者，而能保持產(chǎn)品完好狀態(tài)的工具。小包裝是直接接觸商品的第一級(jí)包裝，中包裝是將若干個(gè)單個(gè)商品組合成一個(gè)新的包裝整體，大包裝是在商品小包裝或中包裝外面再增加一層包裝，有時(shí)也稱為運(yùn)輸包裝或外包裝，主要是保護(hù)商品在流通過程中的安全，達(dá)到易于裝卸、運(yùn)輸和保管的目的。，這是包裝制品最基本的功能，包裝擔(dān)負(fù)著商品被安全送到商店后能夠銷售的重要任務(wù)，被包裝物品具有各種各樣的質(zhì)地和形態(tài)，在流通過程中要經(jīng)歷沖擊、腐蝕等不同程度的損毀，如何使商品保持完好，使損失降到最低是包裝選材與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的理論依據(jù)。，無論是包裝機(jī)械還是包裝制品，總體質(zhì)量上與發(fā)達(dá)國(guó)家比還有較大的差距，主要表現(xiàn)在:生產(chǎn)效率低、能耗高、穩(wěn)定性差、產(chǎn)品設(shè)計(jì)原始、造型落后、外觀粗糙。包裝工程作為一門系統(tǒng)科學(xué)，由許多相互直接或間接聯(lián)系的子系統(tǒng)組成，為簡(jiǎn)化起見，可以把包裝工程看成由包裝設(shè)計(jì)、包裝材料和包裝機(jī)械三個(gè)大的子系統(tǒng)組成，包裝工程的內(nèi)容涵蓋了包裝設(shè)計(jì)、包裝材料和容器、包裝機(jī)械、包裝印刷、包裝測(cè)試、包裝技術(shù)(防震緩沖、防潮、防霉、防銹、防菌、防蟲、保鮮、防靜電、防輻射、裝飾性和適用性技術(shù)等)、包裝生產(chǎn)、包裝營(yíng)銷、包裝管理等領(lǐng)域的原理和方法。包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下特點(diǎn)[3]:。圖1一2顯示了包裝容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般過程。(4)脆性，脆性是指玻璃的耐沖擊強(qiáng)度，也就是指玻璃在外力的作用下，超過自身承受極限時(shí)的被破壞性，在玻璃生產(chǎn)工藝中，玻璃的脆性常常通過淬火工藝解決，通過淬火處理的玻璃，可提高拉伸強(qiáng)度5一7倍。，采用5102純度高的天然石英砂熔化制成石英玻璃，適用于制作光學(xué)儀器的透鏡、棱鏡之類的鏡頭。A型:楞高而寬，緩沖性能好，瓦楞方向抗壓強(qiáng)度大，適合包裝重量輕或易碎品B型:楞低而密，平壓強(qiáng)度大，緩沖性能中等，表面平整有利于印刷。:提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，另外質(zhì)量檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)化也將使國(guó)內(nèi)外的包裝生產(chǎn)和使用更加接軌。孕浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文(2007’所謂的沖擊是指機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)在受到瞬態(tài)外部激勵(lì)時(shí)其力、位移、速度或加速度發(fā)生急劇變化的現(xiàn)象，它的特點(diǎn)是加速度在短時(shí)間內(nèi)(一般為20ms)迅速增大，然后在極短的時(shí)間內(nèi)迅速減小。作為產(chǎn)品易損度的大小來表達(dá)，因此在不特別指明示，產(chǎn)品的沖擊易損度都是指嘆〔7J。進(jìn)行一次沖擊試驗(yàn)后，檢查或測(cè)定試件的性能，確定式樣是否損傷，如果發(fā)生損傷，則需要判斷是否由于本次沖擊造成，如果不發(fā)生損傷，則調(diào)整沖擊試驗(yàn)一嘟浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文‘2007)機(jī)，使其產(chǎn)生較大的速度變化，其方法可采用提高試驗(yàn)機(jī)沖擊臺(tái)面高度或調(diào)解程序器，依次重復(fù)進(jìn)行沖擊試驗(yàn)，一次速度變化的幅度應(yīng)是產(chǎn)品的特性而定，對(duì)于一般的產(chǎn)品而言，對(duì)于比較貴重的產(chǎn)品，應(yīng)使增量幅度適當(dāng)降低。在這一破損點(diǎn)之前的一點(diǎn)，其匆浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文(2007)相應(yīng)的速度變化就是臨界速度增量△代，過△代在坐標(biāo)系中作垂直線，△代就是沖擊破損邊界曲線的左側(cè)部分的各點(diǎn)。此試驗(yàn)方法將試樣件加上緩沖包裝結(jié)構(gòu)以后，使其自由跌落產(chǎn)生沖擊，自由跌落的方法通常要在可以使試驗(yàn)件自由落下的試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行。使用沖擊試驗(yàn)機(jī)的測(cè)試方法中，所采用的設(shè)備內(nèi)具有氣壓脈沖程序器，可以產(chǎn)生出矩形波、半正弦波和鋸齒形波，并且可以控制沖擊速度變化，因而可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定沖擊強(qiáng)度，所以具有更好的模擬性采用緩沖材料在跌落試驗(yàn)機(jī)上做沖擊試驗(yàn)，由于只是利用緩沖材料來控制沖擊脈沖，因而形成的脈沖只能接近于半正弦波形，并且由于緩沖材料的質(zhì)量、密度或厚度等參數(shù)稍有改變就會(huì)影響測(cè)試的結(jié)果，所以其模擬性要比上述方法差些。玻璃瓶用殼單元shen63模擬，啤酒用fluld80流體單元模擬，混凝土地面用sohd45實(shí)體單元模擬，瓶壁與啤酒、瓶與地面的接觸界面，采用了面一面接觸單元〔，’]。在有限元計(jì)算慣用的應(yīng)力云圖上，不同顏色表示了應(yīng)力的大小，十分直觀。瓶底觸地點(diǎn)應(yīng)力幅值提升97Mpa，倍，可見瓶?jī)?nèi)貯液對(duì)瓶底中點(diǎn)的影響明顯大于對(duì)觸地點(diǎn)的影響。同樣選取啤酒瓶在流通環(huán)節(jié)中兩種狀態(tài):空瓶和貯酒時(shí)因運(yùn)輸或使用不慎導(dǎo)致的跌落沖擊，通過應(yīng)力仿真計(jì)算，獲得了啤酒瓶的全場(chǎng)應(yīng)力規(guī)律，通過對(duì)比有包裝防護(hù)和無包裝防護(hù)時(shí)的應(yīng)力變化規(guī)律，為將計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)引入包裝容器的強(qiáng)度分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了探索性成果。垂直跌落有包裝時(shí)空瓶和貯酒的最，水平跌落有包裝時(shí)空瓶和貯酒的最大mis。因而瓶底中心、瓶肩以及瓶底與瓶身的過渡圓周，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)考慮。，從使用和制造出發(fā)，應(yīng)以曲線逐漸緩和的過渡，實(shí)際上，瓶肩多用圓弧過渡。模擬過程中，瓶底、瓶身的厚度均為3r。流固偶合的求法，一般有兩種方法:直接禍合求解和間接禍合求借，直接偶合求解，在有限元分析時(shí)，采用不同種類自由度的單元(如一個(gè)單元包含溫度t，位移u，壓力p等自由度)，把不同的場(chǎng)禍合到一個(gè)有限元方程中，數(shù)值處理難度較大，間接偶合求解，不同的偶合場(chǎng)交叉迭代，通過場(chǎng)間偶合媒介交換偶合信息，一般又稱序貫偶合分析，這種方法常用。Q325鋼的彈性模量為Zxlo，’pa，密度為7800kglm，容器為立方體，長(zhǎng)、寬、高均為1米，水的密度為1000kg/m，聲速為14OOIn/s.流體采用flui心0單元，容器采用shen63單元，容器底部?jī)蛇吂潭?，流體上表面壓力為0，模型、網(wǎng)格劃分和邊界條件如下圖所示:，總結(jié)沖擊易損度和破損邊界曲線注重的是從整體上評(píng)定包裝的防護(hù)能力，不能對(duì)容器的結(jié)構(gòu)提供具體的改進(jìn)優(yōu)化方案。匆浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文‘2007’通過計(jì)算機(jī)模擬，我們得到了貯液容器跌落沖擊的應(yīng)力仿真規(guī)律，我們發(fā)現(xiàn)，壁厚越厚，瓶體的抗機(jī)械沖擊能力雖然越強(qiáng)，但不能達(dá)到節(jié)約材料的目的，如何能同時(shí)保證包裝的“節(jié)約性”和“安全性”，更好的優(yōu)化設(shè)計(jì)包裝結(jié)構(gòu)，是我們今后應(yīng)該關(guān)注的問題。接下來，論文闡述了瓶身結(jié)構(gòu)部位的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，然后以玻璃瓶為例，討論了跌落過程中容易發(fā)生破壞的瓶肩和瓶底兩個(gè)部位，通過比較不同的瓶肩和不同的瓶底在跌落過程中產(chǎn)生的應(yīng)力分布，能更好的把握瓶身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。第三步，擴(kuò)展模態(tài)，察看結(jié)果將振型寫入結(jié)果文件，結(jié)果包括各自然頻率、振型和模態(tài)應(yīng)力。而未知變量含有描述流體現(xiàn)象的變量和含有描述固體現(xiàn)象的變量，一般而言具有以下兩點(diǎn)特征:從總體上來看，流固藕合問題按其藕合機(jī)理可分為兩大類:第一類問題的特征是藕合作用僅僅發(fā)生在兩相交界面上，在方程上的藕合是由兩相禍合面上的平衡及協(xié)調(diào)來引入的如氣動(dòng)彈性、水動(dòng)彈性等。匆浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文‘2007) 啤酒瓶瓶肩對(duì)抵抗垂直載荷、機(jī)械沖擊強(qiáng)度和水沖擊強(qiáng)度都有較大影響，下面對(duì)三種瓶肩的形狀進(jìn)行了模擬，分析比較了三種瓶肩在跌落過程中的應(yīng)力分布。三種應(yīng)力的破壞形態(tài)如下圖所示:玻璃瓶罐造型多種多樣，其結(jié)構(gòu)形狀對(duì)強(qiáng)度有很大的影響，按照力學(xué)原理，瓶形越接近球形其強(qiáng)度就越大，瓶形越復(fù)雜，強(qiáng)度就越小。水平跌落時(shí)，有包裝防護(hù)和無包裝防護(hù)兩種工況下，空瓶和貯酒兩種狀態(tài)下，最大mis。計(jì)算中固定混凝土地面底部節(jié)點(diǎn)所有自由度。，不管是垂直跌落還是斜跌落，由于瓶?jī)?nèi)流體的影響，貯酒時(shí)瓶身達(dá)到最大MISeS應(yīng)力的時(shí)間都比空瓶瓶身達(dá)到最大mises應(yīng)力的時(shí)間滯后。瓶底觸地點(diǎn)應(yīng)力提升34Mpa，為空瓶時(shí)該點(diǎn)應(yīng)。第(空瓶跌落)、(貯酒跌落)，分30個(gè)子步。跌落工況也有兩種狀態(tài)，一種是斜跌落，即啤酒瓶瓶底一點(diǎn)先著地，我們選取啤酒瓶軸線與垂直線的夾角為20度來進(jìn)行模擬，另一種是理想狀況，即啤酒瓶垂直跌落，瓶底同時(shí)著地。一般的長(zhǎng)方體形包裝件都具有6個(gè)沖擊面，但如果能對(duì)試驗(yàn)樣品的尺寸、形狀以及在運(yùn)輸過程中可能遭受到?jīng)_擊方向有足夠了解，最好在估計(jì)的試驗(yàn)件最敏感或最薄弱的沖擊方向上進(jìn)行試驗(yàn)，一般情況下，對(duì)正常儲(chǔ)運(yùn)條件下的垂直跌落方向都要進(jìn)行沖擊試驗(yàn)，作為評(píng)價(jià)試驗(yàn)樣品抗沖擊能力的基本性能參考。)中看出，在垂直邊界線和水平邊界線的交匯處，通過一定的曲線光滑處理，光滑曲線的范圍位于坐標(biāo)系中坐標(biāo)點(diǎn)(△K，2攻)和(二△又2凡)這兩點(diǎn)之間。選取臨界值時(shí)通常有兩種方法，一是將試樣未發(fā)生損傷的最后一次試驗(yàn)數(shù)值和試樣發(fā)生損傷時(shí)的試驗(yàn)數(shù)值的平均值作為試樣的臨界值，另一種方法是，將試件未發(fā)生損傷的最后一次試驗(yàn)數(shù)據(jù)作為臨界值，大多數(shù)試驗(yàn)采用后者。(2)傳感器的固定傳感器的固定位置會(huì)影響到測(cè)試結(jié)果的精度，一般情況下，加速度傳感器應(yīng)牢固的安裝在產(chǎn)品基礎(chǔ)部位或夾具上，如果支撐夾具本身有很好的剛性，那么加速度傳感器也可以裝在臺(tái)面上。_氏可用放大率刀聯(lián)系起來，刀=任巴吼乓為包裝件中關(guān)鍵零件受動(dòng)態(tài)荷載條件下不發(fā)生損傷或失效時(shí)可能承受的最大加速度值，這是產(chǎn)品中某一結(jié)構(gòu)的極限加速度值，關(guān)鍵零件上最大響應(yīng)加速度吼一旦超過乓值，就會(huì)發(fā)生包裝件的破損現(xiàn)象[6]。，分別計(jì)算了最