瓦楞纸板托盘的结构及其性能研究

瓦楞纸板托盘的结构及其性能研究

论文摘要

作为一种新型的“绿色环保”产品,瓦楞纸板托盘原料丰富,成本低、重量轻、弹性好、缓冲性能优良,可以回收,符合国际包装的发展趋势。但是国内目前对瓦楞纸板托盘的研究尚属起步阶段,瓦楞纸板托盘结构较多、较杂、没有明确的归类,瓦楞纸板托盘结构力学性能方面的研究也较少,各种结构瓦楞纸板托盘之间缺少性能优劣的比较,瓦楞纸板托盘行业内尚未形成较为实用的结构设计方法。本文通过试验、理论分析及计算机模拟的方法对瓦楞纸板托盘的结构和性能进行研究,主要研究成果包括:(1)对现有瓦楞纸板托盘的结构进行归类总结,然后通过试验的方法逐类进行研究,确定不同结构托盘承载性能的优劣次序,再综合考虑托盘的组成结构、成型方式及其方便性、纸板用量、涂胶量等因素,总结归纳了一种综合性能较优的托盘结构。(2)在以上研究的基础上,针对综合性能较优的托盘形式进行研究,通过理论分析,运用复合材料层合板理论、层合板屈曲理论,推导了瓦楞纸板托盘典型结构包括垫块、纵梁和面板的数学模型,讨论了各典型结构抗压强度的计算方法,并从结构力学分析的角度研究了纵梁和面板的力学性能,得出了面板和纵梁在均布载荷和集中载荷条件下的强度设计公式和校核公式。(3)运用Pro/MECHANICA Structure分析模块对托盘的典型结构进行建模和静应力分析,并将静载试验、理论分析和模拟试验的结果进行对比,验证了模型的准确性。进而通过单因素试验,分析了各主要结构参数对典型结构承载能力的影响。最后,对瓦楞纸板托盘进行整体建模,并通过计算机模拟静应力分析研究了托盘的整体受力情况,从而确定瓦楞纸板托盘的受力形式、强化措施等。本文的研究对瓦楞纸板托盘的结构设计、性能分析等都有一定的理论和实际意义。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 课题研究背景
  • 1.2 国内外研究概况
  • 1.2.1 国内研究概况
  • 1.2.2 国外研究概况
  • 1.3 目前研究中存在的主要问题
  • 1.4 研究的目的与意义
  • 1.5 课题的主要研究内容
  • 第二章 瓦楞纸板托盘及其分类
  • 2.1 瓦楞纸板托盘的结构、类型及尺寸规格
  • 2.1.1 瓦楞纸板托盘的结构
  • 2.1.2 瓦楞纸板托盘的类型
  • 2.1.3 瓦楞纸板托盘的尺寸规格
  • 2.2 瓦楞纸板托盘的生产工艺及成型方式
  • 2.3 瓦楞纸板托盘的归类与总结
  • 2.3.1 归类的目的和意义
  • 2.3.2 归类方法
  • 2.3.3 归类结果
  • 2.4 本章小结
  • 第三章 瓦楞纸板托盘结构性能的试验研究
  • 3.1 瓦楞纸板托盘的垫块和纵梁结构
  • 3.2 几种垫块的试验分析
  • 3.2.1 卷绕式垫块
  • 3.2.2 层合式垫块
  • 3.2.3 层合式纵梁
  • 3.3 结果讨论
  • 3.4 试验数据的回归分析
  • 3.4.1 DPS 数据处理系统
  • 3.4.2 DPS 数据处理系统的逐步回归分析
  • 3.4.3 分析结果
  • 3.4.4 主要分析结果的解释
  • 3.5 本章小结
  • 第四章 瓦楞纸板托盘的力学性能分析
  • 4.1 瓦楞纸板托盘的力学性能影响因素
  • 4.1.1 瓦楞纸板托盘的结构和材料
  • 4.1.2 环境条件
  • 4.1.3 托盘的载荷形式
  • 4.1.4 支撑形式
  • 4.2 典型结构的数学模型
  • 4.2.1 面板的基本控制方程
  • 4.2.2 纵梁的抗压强度计算公式
  • 4.2.3 垫块的抗压强度计算公式
  • 4.3 典型结构的力学性能分析
  • 4.3.1 承载面板的力学性能分析
  • 4.3.2 纵梁的力学性能分析
  • 4.4 本章小结
  • 第五章 典型瓦楞纸板托盘性能的计算机模拟
  • 5.1 Pro/MECHANICA Structure 分析模块简介
  • 5.1.1 Pro/MECHANICA Structure 模块的主要功能
  • 5.1.2 Pro/MECHANICA Structure 模块的分析类型
  • 5.1.3 Pro/MECHANICA Structure 模块的工作流程
  • 5.1.4 Pro/MECHANICA Structure 分析模块的收敛方式
  • 5.2 瓦楞纸板托盘典型结构的建模
  • 5.2.1 建模和单位的设置
  • 5.2.2 模型的简化
  • 5.2.3 材料的定义
  • 5.2.4 约束、载荷的定义
  • 5.3 垫块的承载能力分析
  • 5.3.1 垫块的受力分析
  • 5.3.2 试验结果、理论结果与模拟结果的对比
  • 5.3.3 高度对其承载能力的影响
  • 5.3.4 截面长宽比对其承载能力的影响
  • 5.4 纵梁的承载能力分析
  • 5.4.1 纵梁的受力分析
  • 5.4.2 模拟结果、理论结果和试验结果的对比
  • 5.4.3 高度对纵梁承载能力的影响
  • 5.4.4 截面高宽比对承载能力的影响
  • 5.5 典型托盘的整体建模
  • 5.5.1 卷绕垫块组成托盘的整体建模
  • 5.5.2 纵梁组成的托盘的整体建模
  • 5.6 本章小结
  • 第六章 结论与展望
  • 6.1 主要结论
  • 6.2 后续研究工作的展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录:作者在攻读硕士学位期间发表的论文
  • 相关论文文献

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