【正文】 eral aspects of performance of its buffer. Through the analysis of several aspects of the results of the studies and discussions of their changes in the structure of corrugated cardboard, how will buffer the impact of performance. The results show that: the width of grooves on the buffer performance is the greater the buffer width slotting more bad performance, and slotted the length of the 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 4 buffer the impact of performance has the same effect, the longer the slot length the worse the performance of its buffer. Change direction with the grooves on the impact of the buffer properties of the driving directions to the conclusion that the direction of the vertical type treng better and corrugated cardboard in the same direction treng type structure. Change the location of the slot after a preliminary study of the results obtained about changes in a law, because of the time did not do further research. In this paper, the characteristics are: the study is to use finite element analysis software to study the direction and content from the structure of corrugated cardboard on the properties of the buffer, so as to achieve optimal design results. Keywords: corrugated board, buffer, finite element analysis, ANSYS. 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 5 課題 研究的 背景 及意義 瓦楞紙板因具有無(wú)污染、可再生、具有良好的緩沖性能等優(yōu)點(diǎn)，在包裝中得到廣泛應(yīng)用。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。 因此 為了更好地利用瓦楞紙板，有必要對(duì)它的各種性能及新的結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究和開(kāi) 發(fā)，對(duì)瓦楞紙板性能的研究具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。郭彥峰等研究分析了環(huán)境溫濕度對(duì) AB型雙瓦楞紙板的蠕變及回復(fù)特性的影響關(guān)系，給出了蠕變一時(shí)間曲線的分段式經(jīng)驗(yàn)公式及其特征系數(shù) [10]。 研究 基本內(nèi)容和技術(shù)方案 本文對(duì)利用有限元法對(duì)瓦楞紙板緩沖性能的研究并在此基礎(chǔ)上對(duì)瓦楞紙板的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。 3 本文中的用到的有限元分析軟件是 ANSYS ,將建模后的瓦楞紙板結(jié)構(gòu)導(dǎo)入ANSYS有限元分析軟件中 ,在 ANSYS軟件中改變影響瓦楞紙板結(jié)構(gòu)尺寸的參數(shù) ,通過(guò) ANSYS 軟件的分析和運(yùn)算可以得出反映瓦楞紙板的緩沖性能好壞的數(shù)值。 圖 21瓦楞紙板 瓦楞紙板分類的方式很多，主要有瓦楞紙板的層數(shù)、瓦楞的楞型及齒形，如表 11所示。原紙然后進(jìn)入有一定溫度 (一般不低于 160℃ )的上、下瓦楞輪 10和 9之間。珠江三角洲、長(zhǎng)江三角洲及沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，瓦楞生產(chǎn)線己經(jīng)擁有 20xx多條，市場(chǎng)上瓦楞紙板，幾乎全部由生產(chǎn)線提供。 它是隨著電子計(jì)算機(jī) 技術(shù) 的發(fā)展而迅速發(fā)展起來(lái)的一種現(xiàn)代計(jì)算方法。 由于單元能按不同的聯(lián)結(jié)方式進(jìn)行組合，且單元本身又可以有不同形狀，因此可以模型化幾何形狀復(fù)雜的求解域。目前有限元軟件的種類很多，本文應(yīng)用的是 ANSYS，它的通用性較強(qiáng)，具有多種多樣的分析能力，從簡(jiǎn)單的線性靜態(tài)分析到復(fù)雜的非線性動(dòng)態(tài)分析。對(duì)于芯層，它需要從兩個(gè)方面來(lái)描述，一方面是瓦楞紙板的高 度和單位長(zhǎng)度的瓦楞數(shù)量，另一方面是單個(gè)瓦楞的具體形狀。裝配后的裝配體是要研究的對(duì)象。 1 前處理模塊 ANSYS 的前處理模塊主要包括參數(shù)定義和建立有限元模型。在求解階段用戶可以定義分析類型、分析選項(xiàng)、載荷數(shù)據(jù)和載荷步等選項(xiàng)，然后開(kāi)始有限元求解。 模型在 ANSYS中的分析過(guò)程和流程 概述 采用 ANSYS 對(duì)結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行分析 的過(guò)程分為前處理、求解和后處理分析三個(gè)步驟。對(duì)模型施加一個(gè)方向向下的均勻的面載荷，大小為20xxMpa,分析過(guò)程是按照線性分 析的，同時(shí)為了簡(jiǎn)化分析過(guò)程，我把整個(gè)瓦楞紙板的材料設(shè)成是同樣的。對(duì)于復(fù)雜的結(jié)構(gòu)分析，應(yīng)當(dāng)考慮建立兩個(gè)甚至更多不同復(fù)雜程度的模型作對(duì)比分析，盡量獲取最佳分析效果。通常的修復(fù)包括是否忽略細(xì)小的幾何特征，消除模型的不連續(xù)特征，如微小間隙、重疊以及穿透等，自動(dòng)進(jìn)行圖元合并和創(chuàng)建幾何體。 ANSYS 工作目錄設(shè)置成剛才保存 *.x_t 文件的文件夾。映射網(wǎng)格劃分允許用戶將幾何模型分解成簡(jiǎn)單的幾部分，然后選擇合適的單元屬性和網(wǎng)格控制生成映射網(wǎng)格，映射網(wǎng)格主要適合于規(guī)則的面和體，單元成行并具有明顯的規(guī)則形狀，僅適用于四邊形單元和六面體。 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 18 綜上所述我在網(wǎng)格劃分的時(shí)候采用的是自由網(wǎng)格的方法 , 因?yàn)?自由網(wǎng)格分操作，對(duì)實(shí)體模型無(wú)特殊要求。因此選擇實(shí)體模型的實(shí)體，并在這些模型上施加載荷要容易的多，特別是通過(guò)圖形拾取。 g. 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。 圖 48 開(kāi)槽結(jié)構(gòu)為 30x3 的等效應(yīng)力場(chǎng)圖 圖 49 等效應(yīng)力場(chǎng)圖 從圖 49 中可以看出 : a :應(yīng)力集中出現(xiàn)在瓦楞紙板周邊為封閉的區(qū)域 ,該位置最容易破壞 , b :應(yīng)力集中主要出現(xiàn)在瓦楞紙板的面紙和芯紙的連接處 ,并且出現(xiàn)應(yīng)力峰值 ,是最危險(xiǎn)的區(qū)域 . (3) 執(zhí)行命令 main menugeneral postproc plot results contout plot deformend shape 在彈出的對(duì)話框中選擇 def+undefored 比較有限元模型施加載荷前后的 況 :如圖 410 所示 : 圖 410 有限元模型施加載荷前后的對(duì)比圖 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 24 開(kāi)槽結(jié)構(gòu)為 30x5 的分析結(jié)果 上面的分析 是開(kāi)槽寬度為 3mm 的模型 ,這次優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的主要是從結(jié)構(gòu)的優(yōu)化上進(jìn)行設(shè)計(jì) ,其中改變開(kāi)槽的寬度對(duì)瓦楞紙板緩沖性能的影響分析如下 : 分析過(guò)程和流程同上 ,所受的應(yīng)力載荷為 20xxMPa,分析出來(lái)的結(jié)果如下 : : 從 圖 411 開(kāi)槽結(jié)構(gòu)為 30x5 合位 移等值線圖 Y 方向看過(guò)去的合位移等值線圖如 圖 412 所示 : 圖 412 開(kāi)槽結(jié)構(gòu)為 30x5 俯視合位移等值線圖 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 25 2 Y 方向的位移線圖如 圖 413 所示 : 圖 413 開(kāi)槽結(jié)構(gòu)為 30x5 Y 方向的位移等值線圖 3 X 方向的位移線圖如 圖 414 所示 : (2) 圖 414 開(kāi)槽結(jié)構(gòu)為 30x5 X 方向的位移等值線圖 3 等效應(yīng)力場(chǎng)等值線圖 如圖 415 所示 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 26 從 Y 圖 415 開(kāi)槽結(jié)構(gòu)為 30x5 等效應(yīng)力場(chǎng) 圖 Y 方向看過(guò)去的應(yīng)力場(chǎng)等值線圖如 圖 416 所示 : 圖 416 開(kāi)槽結(jié)構(gòu)為 30x5 俯視等效應(yīng)力場(chǎng)圖 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 27 4 比 較有限元模型施加載荷前后的 變形對(duì)比圖 : 圖 417 開(kāi)槽結(jié)構(gòu)為 30x5 模型施加載荷前后的變形對(duì)比圖 比較分析結(jié)果 : 比較兩個(gè)合位移等值線圖的不同 , 從上面兩個(gè)的合位移等值線圖可以看出兩個(gè)位移變化的位移的變化的方向大致是一樣的 , 應(yīng)力集中都是出現(xiàn)在瓦楞紙板的面紙和芯紙相接觸的地方以及開(kāi)槽的地方 ,同時(shí)瓦楞紙板的邊沿地方是位移變化最大的地方 。模型同樣是在 solidwrks 里面建模 .模型的導(dǎo)入以及所選擇的單元類型 ,和材料屬性都是同上 .網(wǎng)格的劃分和載荷的大小都一樣 , 不同只是瓦楞紙板的開(kāi)槽結(jié)構(gòu)不同 .具體分析出的結(jié)果如下 : 1. 開(kāi)槽長(zhǎng)度為 35 的瓦楞紙板的合位移等值線圖 如圖 418 所示 : 從 Y 圖 418 開(kāi)槽結(jié)構(gòu)為 35x3 合位移等值線圖 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 29 從 Y 方向 即從上往下 看過(guò) 去的合位移等值線圖 : 圖 419 開(kāi)槽結(jié)構(gòu)為 35x3 合位移 俯視 等值線圖 2 X 方向的位移變化等值線圖如 圖 417 所示 : 圖 420 開(kāi)槽結(jié)構(gòu)為 35x3 X 方向 位移等值線圖 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 30 3 Y 方向的位移等值線圖 : 圖 421 開(kāi)槽結(jié)構(gòu)為 35x3 Y 方向 位移等值線圖 4 應(yīng)力集中圖 : 圖 422 開(kāi)槽結(jié)構(gòu)為 35x3 應(yīng)力集中 圖 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 31 : 圖 423 開(kāi)槽結(jié)構(gòu)為 35x3 等效應(yīng)力場(chǎng) 圖 Y 方向的 等效應(yīng)力場(chǎng)圖 : 圖 424 開(kāi)槽結(jié)構(gòu)為 35x3 俯視等效應(yīng)力場(chǎng) 圖 武漢理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 32 6 模型受力前后變化的結(jié)果圖 如圖 425: 圖 425 開(kāi)槽結(jié)構(gòu)為 35x3 模型施加載荷前后的變形對(duì)比圖 對(duì)分析結(jié)果的討論 : 此模型的結(jié)構(gòu)與第一次分析的模型在結(jié)構(gòu)上的不同只是開(kāi)槽的結(jié)構(gòu)不同 ,由前面所訴知道其不同之處只是開(kāi)槽的長(zhǎng)度不同 ,2.. 節(jié)中的模型的開(kāi)槽長(zhǎng)度是30,在這一節(jié)的分析中開(kāi)槽的長(zhǎng)度是 35,比較這兩個(gè)模型在 ANSYS 中分析出來(lái)的合位移等值線圖可以發(fā)現(xiàn) ,開(kāi)槽長(zhǎng)度小的其 發(fā)生同 樣 位移改變的區(qū)域比較大 ,其最危險(xiǎn)的地方是最右邊的邊界地方 ,而開(kāi)槽長(zhǎng)度大的模型分析出來(lái)的合位移等值線圖是發(fā)生同一位移變化的區(qū)域比較小 ,在 X 方向幾乎是每隔一個(gè)楞的距離其位移都會(huì)不同 ,最危險(xiǎn)的地方是其最右邊開(kāi)槽的位置 ,從圖中可以看出已經(jīng)出現(xiàn)了壓潰的現(xiàn)象 .從圖中我們也可以看出來(lái)開(kāi)槽長(zhǎng)度大的結(jié)構(gòu)其最大的位移變化值是，而開(kāi)槽深度小的結(jié)構(gòu)其最大大位移變化值是 ，從中我們可以看出開(kāi)槽深度小的結(jié)構(gòu)其緩沖性能要好于開(kāi)槽深度大的結(jié)構(gòu)。 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。 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)