论文摘要
瓦楞纸板是广泛使用的一种绿色缓冲包装材料,是制造各类瓦楞纸箱的基材,它是由箱板纸和波纹状的瓦楞芯纸经胶粘剂粘合而成的多层纸板。瓦楞纸板缓冲衬垫则是近几年发展起来的一种新型“绿色包装”缓冲制品,它由瓦楞纸板经过开槽、压痕、折叠、插装、粘接等方法制作而成。这种纸质衬垫不仅在容器中可以阻隔产品,而且在产品受到外界冲击时,能够吸收能量,延长内装产品承受冲击脉冲的作用时间,具有良好的缓冲性能,因此利用纸质衬垫取代现有泡沫塑料衬垫的呼声日益高涨。然而目前瓦楞纸板缓冲衬垫的设计一般依靠经验,缺少科学性,所以有关瓦楞纸板缓冲结构件缓冲机理的研究和结构要素对缓冲性能及其他力学性能影响的研究具有重大意义。本文以斜撑结构为研究对象,在研究斜撑结构缓冲机理的前提下,探讨斜撑单元的结构参数对结构缓冲性能的影响规律,并以此来指导产品设计。主要研究内容如下:(1)通过斜撑结构的静态压缩试验,探讨斜撑结构的破损机理,并以夹层板理论为基础,尝试解释斜撑结构的失效与结构参数的关系。(2)应用ABAQUS有限元软件进行斜撑结构的静态压缩试验的模拟,并与实际试验结果进行对比。(3)通过计算机模拟,结合数据分析理论,分别研究了斜撑结构参数对结构承载性能的影响关系,得到了斜撑结构最大载荷与单因素的函数关系,以及斜撑结构的综合因素对结构承载性能的关系。(4)利用MATLAB,对结构进行优化设计,在达到承载要求的前提下,实现结构用料最小,并结合结构各因素对性能的影响,探讨在实际设计中的应用原则。
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摘要Abstract第一章 绪论1.1 课题研究背景1.2 国内外相关理论研究1.2.1 关于瓦楞纸板性能的研究1.2.2 关于瓦楞纸板结构件性能的研究1.2.3 瓦楞纸板性能的有限元仿真1.2.4 本章小结1.3 课题主要研究内容1.4 课题的意义第二章 瓦楞纸板结构件的缓冲机理研究2.1 瓦楞纸板缓冲结构件的特点2.2 斜撑结构件的缓冲机理分析2.2.1 瓦楞纸板结构件与传统缓冲材料的缓冲机理对比2.2.2 斜撑结构件缓冲性能的试验分析2.3 斜撑结构承载能力与结构参数的理论分析2.3.1 斜撑结构的主要结构参数2.3.2 分析模型的建立2.3.3 斜撑结构件最大承载载荷的初步理论预测2.4 本章小结第三章 基于ABAQUS 软件的典型瓦楞结构模拟分析3.1 有限单元法及其基本理论3.1.1 有限单元法发展3.1.2 有限单元法基本理论3.2 ABAQUS 简介3.2.1 ABAQUS 的分析模块3.2.2 ABAQUS 中的非线性分析3.3 材料与结构的性能表征及测试3.3.1 瓦楞纸板材料性能测试3.3.2 瓦楞纸板结构件的性能测试3.4 斜撑结构受力情况的初步模拟3.4.1 几何模型的创建3.4.2 有限元模型的创建3.5 模拟结果和实际测量结果的比较及讨论3.6 本章小结第四章 结构参数对瓦楞纸板结构件缓冲性能的影响4.1 单因素对结构承载能力的影响4.1.1 长度对结构承载能力的影响4.1.2 宽度对结构承载能力的影响4.1.3 高度对结构承载能力的影响4.2 综合各因素对结构承载能力的模拟4.3 斜撑结构缓冲性能的评价指标4.3.1 传统缓冲材料的性能评价4.3.2 斜撑结构单元的缓冲性能评价4.4 本章小结第五章 瓦楞纸板结构件参数的优化设计5.1 最优化问题的含义5.2 最优化问题的分类5.3 Matlab6.5 优化工具箱5.3.1 优化工具箱的工程应用功能5.3.2 优化工具箱的工程应用步骤5.4 缓冲件结构参数的优化5.4.1 问题描述5.4.2 求解方法5.4.3 程序设计5.4.4 程序说明5.4.5 运行结果5.4.6 优化结果的解释5.5 优化设计结果的试验验证5.6 本章小结第六章 结论与展望6.1 结论与创新之处6.1.1 结论6.1.2 创新之处6.2 后续研究工作的展望致谢参考文献攻读硕士学位期间发表的论文附录1 主要符号表附录2 SAS 软件非线性分析程序附录3 瓦楞纸板平压试验数据
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