【正文】 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。 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。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、單元類型、實(shí)常數(shù)。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。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 IGES 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。 型線框 PlotCtrls(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。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)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。 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 。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。開(kāi)槽寬度 小 的結(jié)構(gòu)從圖 412中可以看出其最大的變化位移是 ，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。 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。 對(duì)于開(kāi)槽寬度一樣開(kāi)槽長(zhǎng)度不一樣的瓦楞紙板結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，開(kāi)槽長(zhǎng)度的 不同會(huì)對(duì)其緩沖性能有一定得影響，總的來(lái)說(shuō)，開(kāi)槽長(zhǎng)度大的在受同樣的載荷時(shí)受力相對(duì)不均勻，但這種不均勻不是很明顯，不過(guò)還是有一定得影響，但是他對(duì)外界載荷的響應(yīng)會(huì)出現(xiàn)有的地方比開(kāi)槽長(zhǎng)度小的好，有的地方比開(kāi)槽寬度小的瓦楞紙板結(jié)構(gòu)的壞，整體上不一致，開(kāi)槽長(zhǎng)度小的瓦楞紙板結(jié)構(gòu) ，其在受載荷后受力情況較好，但其對(duì)外界載荷的響應(yīng)在局部地方不如開(kāi)槽長(zhǎng)度大的結(jié)構(gòu)。與第一個(gè)分析的開(kāi)槽的結(jié)構(gòu)一樣不同的 只是開(kāi)槽的方向。 比較兩結(jié)構(gòu)的等效應(yīng)力場(chǎng)圖可以知道其最大的應(yīng)力值都是 480Mpa,但是西從等效應(yīng)力場(chǎng)圖中可以看出 他們的整體上的受力情況不一樣 ,前面章節(jié)中的受力情況不如此節(jié)中的手里狀況好 , 而這也正是開(kāi)槽方向改變后其緩沖性能好的原因 , 這也可以從上面的受載前后的結(jié)構(gòu)變化圖中看出。 所以這就要求我們?cè)谠O(shè)計(jì)用瓦楞紙板作為包裝材料的時(shí)候 ，應(yīng)該根據(jù)不同的產(chǎn)品對(duì)包裝保護(hù)的不同而恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)包裝的結(jié)構(gòu)，以便能夠更好的發(fā)揮瓦楞紙板的保護(hù)性能。比較它們?cè)赮 方向的 DMX 值我們可以看到開(kāi)槽長(zhǎng)度小的為 ，開(kāi)槽長(zhǎng)度大的為。 35x3 的分析結(jié)果圖 通過(guò)上面的分析我們可以知道，對(duì)于瓦楞紙板來(lái)說(shuō)其開(kāi)槽寬度的變化對(duì)瓦楞紙板的緩沖性能有一定的影響。最后選擇了瓦楞紙板結(jié)構(gòu)受載前后的結(jié)構(gòu)變形效果圖。 c. 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 nodes , 在第二個(gè)下拉菜單中選擇 attached to,在第三欄中選擇 volumes all ,單擊 ok 按鈕。 而我在劃分的過(guò)程中是對(duì)體進(jìn)行網(wǎng)格劃分，具體操作步驟如下： 執(zhí)行命令 mian menumeshingsize centrsmanusizegloabsize 在出現(xiàn)得對(duì)話框中在單元長(zhǎng)度欄中輸入 。映射面網(wǎng)格只包含四邊形或三角形單元，而映射體網(wǎng)格只包含六面體單元。 ANSYS 程序的自由網(wǎng)格劃分功能是十分強(qiáng)大的，這種網(wǎng)格劃分方法沒(méi)有單元形狀的限制，網(wǎng)格也不遵循任何的模式，因此適合于對(duì)形狀復(fù)雜的面和體網(wǎng)格劃分，這就避免了用戶對(duì)模型各個(gè)部分分別劃分網(wǎng)格后進(jìn)行組裝時(shí)各部分網(wǎng)格不匹配的麻煩。 在本設(shè)計(jì)中，采用了第 二 種方法導(dǎo)入到 ANSYS 中，因?yàn)槟Ｐ拖鄬?duì)來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單 ，雖然信息有一點(diǎn)丟失，但不是很嚴(yán)重。 b. 定義材料特性 ANSYS 分析中所有材料必須定義材料屬性，如本文 結(jié)構(gòu)分析需要定義材料的彈性模量、泊松比。對(duì)于大多數(shù)用戶而言，需要根據(jù)分析類型選擇單元類型。 由前面的敘述知道本文研究的模型是在 SolidWorks中創(chuàng)建的， 創(chuàng)建之 后 再 導(dǎo)入 ANSYS 中。 在求解階段，分析結(jié)果寫入 ANSYS 數(shù)據(jù)庫(kù)及結(jié)果文件中。同時(shí)， ANSYS 提供了廣泛的模型生成功能，使用戶可快捷地建立實(shí)際工程系統(tǒng)的有限元模型。該軟件可在大多數(shù)計(jì)算機(jī)及操作系統(tǒng)（如 Windows、 UNIX、 Linux、 IRIx 和 HPUX）中運(yùn)行。具武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 12 體示意圖如圖 32 圖 32 單瓦楞紙板結(jié)構(gòu)示意圖 模型的建立 solidworks軟件的介紹 Solidworks是一套基于 windows的 CAD/CAE/CAM/PDM桌面集成系統(tǒng) ,是由美國(guó) Solidworks公司于 1995年 11月研制開(kāi)發(fā)的三維 CAD產(chǎn)品 , Solidworks以其優(yōu)異的性能，易用性和創(chuàng)新性，極大的提高了機(jī)械設(shè)計(jì)工程師的設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量，目前已成為主流 3D CAD軟件市場(chǎng)的標(biāo)準(zhǔn)。在充分掌握了有限元軟件的分析計(jì)算過(guò)程基礎(chǔ)上，結(jié)合瓦楞紙板的實(shí)際情況，建立了各種不同 結(jié)構(gòu) 的瓦楞紙板模型， 其結(jié)構(gòu)的不同主要是開(kāi)槽結(jié)構(gòu)的不同。顯然隨著單元數(shù)目的增加，也即單元尺寸的縮小，或者隨著單元自由度的增加及插值函數(shù)精度的提高，解的近似程度將不斷改進(jìn)。必須依據(jù)結(jié)構(gòu) 的實(shí)際情況，決定單元的類型、數(shù)目、形狀、大小以及排列方式。 隨著環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展理念的滲入，瓦楞紙板以其環(huán)保的特性將會(huì)在應(yīng)用上武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 10 更為廣泛，而瓦楞紙箱也將從運(yùn)輸包裝而進(jìn)一步走向銷售包裝。到第二次世界大戰(zhàn)時(shí)，瓦楞紙箱已代替木箱運(yùn)輸包裝，占到80%，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。瓦楞原紙?jiān)趬豪阒埃仍陬A(yù)熱缸 16及潤(rùn)濕器 12上進(jìn)行水分調(diào)節(jié)和熨平。 所得結(jié)果對(duì)于 我們?cè)趯?duì)我們?cè)O(shè)計(jì)產(chǎn)品的包轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)時(shí)更好保護(hù)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 。 A 型楞的特點(diǎn)是單位長(zhǎng)度內(nèi)的瓦楞數(shù)量少，而瓦楞最高。 Gilehrist 等基于幾何非線性和材料非線性，采用三維殼單元建模，對(duì)瓦楞紙板的彎曲、后屈曲、壓潰等力學(xué)特性進(jìn)行了有限元分析和試 驗(yàn)驗(yàn)證 [17]。郭彥峰等試驗(yàn)分析了 3 種高強(qiáng)度瓦楞紙板的耐破度、戳穿強(qiáng)度、平壓強(qiáng)度、邊壓強(qiáng)度等強(qiáng)度特性。瓦楞紙板以其環(huán)保的特性將會(huì)在應(yīng)用上更為廣泛，而瓦楞紙箱也將從運(yùn)輸包裝進(jìn)一步走向銷售包裝。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 開(kāi)槽 方向改變后對(duì)緩沖性能 的影響得出的結(jié)論是開(kāi)槽 方向垂直楞型的方向要好于和瓦楞紙板的楞型方向相同的結(jié)構(gòu)。目前對(duì)瓦楞紙板性能的研究，國(guó)內(nèi)外取得了很大的進(jìn)展，并且不斷的發(fā)展。 本文借助有限元分析 軟件 對(duì)瓦楞紙板進(jìn)行緩沖 性能 的分析，而此瓦楞紙板是一個(gè)帶有開(kāi)槽結(jié)構(gòu)的 A 型三層瓦楞紙板，主要是對(duì)瓦楞紙板的結(jié)構(gòu)在受靜載荷情況下對(duì)其緩沖性能的分析， 通過(guò)改變瓦楞紙板的結(jié)構(gòu)而得到不同的分析結(jié)果，對(duì)比研究這些分析結(jié)果從而得到一個(gè)在緩沖性能上最優(yōu)的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的。 關(guān)鍵詞：瓦楞紙板，緩沖，有限元分析 ,ANSYS. 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 3 Abstract Corrugated cardboard liner is a foam pad to gradually replace the environmentfriendly packaging materials buffer structure, in line with the modern logistics and transportation applications packaging industry trends. The current performance of corrugated cardboard, at home and abroad has made great progress, and constant development. Buffer performance of corrugated cardboard are of particular interest to bee the focus of the study, summed up the research at home and abroad that the performance of the corrugated cardboard buffer study, the methods are carried out through a large number of tests derived from an analysis of test data to identify corrugated cardboard with the basic characteristics of the methods of numerical analysis using a mathematical model, optimization method to use to identify the model parameters, this method is timeconsuming and also a waste of resources and effort, and the whole process is extremely plicated and prone to error. Their study is the change in external conditions, such as temperature, humidity changes, such as corrugated cardboard cushion the impact of performance. In this paper, using finite element analysis software for the corrugated cardboard for the analysis of the buffer line, and the corrugated board is slotted with a threetier structure of Atype corrugated cardboard, corrugated cardboard is the main structure in the case of static load its buffer performance analysis, by changing the structure of corrugated cardboard to be different from the results of the analysis, parative study of these results in order to get an optimal performance in the buffer structure, which is designed to optimize. The results for our products in the packages we have designed to better protect the product structure of corrugated cardboard play structure of the superiority of great guiding significance. This paper introduces research the status of corrugated cardboard, as well as research methods, the corrugated cardboard v. illustrates some of the basic knowledge and nature, this paper studied the structure of corrugated cardboard in the slot width, length, direction, location and number of grooves changes in sev