木质托盘弯曲承载特性与试验研究

论文摘要

托盘是现代物流中主要的集装工具之一,托盘包装具有高效、稳定、安全的特点。随着经济的快速发展,托盘的使用数量迅速增长,托盘包装的承载安全性及合理设计显得尤为重要。长期以来,由于对托盘包装的承载特性基础研究不够,设计理论方法不系统,托盘用料和结构设计缺乏依据,导致托盘设计和供应不合理。同时,作为用于托盘质量和承载能力评估的模拟试验方法的合理性,也将影响对托盘实际承载能力的科学评价及合理设计。因此,研究木质托盘的承载特性及其试验评价,进而提供相应的设计理论和方法,对托盘包装行业合理用料、科学设计具有重要意义。针对上述问题,并结合生产实际,发现托盘包装的抗弯失效是导致产品受损最常见而且是最主要因素之一。为此,本课题采取了理论研究和试验分析等研究方法,以研究托盘弯曲承载特性为目标,进行了以下方面的研究与分析。(1)通过对托盘流通环境、载荷类型、结构等因素对承载量及结构设计的影响分析,提出了梁和铺板是多种弯曲承载条件下影响托盘承载能力的主要因素,并提出了托盘合理的结构设计流程及实施方法。(2)运用相关力学理论,通过不同的作业工况及承载方式下对托盘的弯曲力学性能分析,建立了不同承载方式下托盘梁和铺板以及托盘叉举和滚轮传输时铺板的力学模型,提出了强度和刚度承载设计条件,并对提高托盘强度和刚度的措施方法进行了分析讨论。(3)通过比较分析不同工况下力学模型间的关系,提出了混合作业承载条件下托盘整体设计准则和方法,为木质托盘的合理设计提供依据。(4)通过集中和均布载荷下托盘梁和铺板弯曲承载模拟试验研究,以及对托盘在叉车叉举时顶铺板和滚轮传输时底铺板的弯曲试验研究,对托盘结构件在不同工况下的力学模型进行了修正。(5)通过理论和试验研究,比较分析了托盘在集中和均布两种载荷下弯曲承载表现,研究了不同类型载荷对托盘梁和铺板弯曲性能的影响,得出了两种载荷间的转化关系,为进行托盘的弯曲承载试验和评估提出了科学的方法。研究成果将为托盘弯曲承载分析和设计提供理论依据,并为优化托盘用料和结构、合理实施试验评估均具有较好的实际指导意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 综述
• 1.1 托盘及托盘包装
• 1.1.1 托盘的种类与结构
• 1.1.2 托盘包装的特点和方法
• 1.1.3 托盘包装的现状
• 1.1.4 托盘包装的发展趋势
• 1.2 相关技术研究及存在问题
• 1.2.1 国内外技术研究现状
• 1.2.2 存在问题分析
• 1.3 课题研究的目的和意义
• 1.3.1 托盘包装的承载与产品保护
• 1.3.2 课题研究的目的意义
• 1.4 课题研究的主要内容和技术方法
• 1.4.1 研究对象与承载特点
• 1.4.2 主要研究内容与方法
• 第二章 托盘弯曲承载性能要求及影响因素分析
• 2.1 不同作业环节对托盘结构件弯曲性能的要求
• 2.1.1 叉车叉举对托盘弯曲性能的要求
• 2.1.2 链起吊对托盘弯曲性能的要求
• 2.1.3 滚轮传输对托盘弯曲性能的要求
• 2.1.4 货架堆码对托盘弯曲性能的要求
• 2.2 影响托盘承载量的主要因素
• 2.2.1 托盘包装物流环境对承载量的影响
• 2.2.2 结构与尺寸对承载量的影响
• 2.2.3 原材料及连接件对承载量的影响
• 2.3 弯曲承载与托盘结构设计
• 2.3.1 影响托盘结构设计的因素分析
• 2.3.2 托盘设计的流程与方法
• 2.4 本章小结
• 第三章 托盘弯曲力学性能研究与整体设计理论
• 3.1 集中载荷下托盘弯曲力学性能分析
• 3.1.1 集中载荷下托盘梁和铺板的弯曲强度
• 3.1.2 集中载荷下托盘梁和铺板的弯曲刚度
• 3.2 均布载荷下托盘弯曲力学性能分析
• 3.2.1 均布载荷下托盘梁和铺板的弯曲强度
• 3.2.2 均布载荷下托盘梁和铺板的弯曲刚度
• 3.3 集中和均布载荷对托盘梁和铺板抗弯性能的影响分析
• 3.3.1 集中和均布载荷下托盘梁和铺板的弯曲强度性能分析
• 3.3.2 集中和均布载荷下托盘梁和铺板的弯曲刚度性能分析
• 3.4 托盘顶铺板的弯曲力学性能分析
• 3.4.1 叉举时托盘顶铺板的弯曲强度
• 3.4.2 叉举时托盘顶铺板的弯曲刚度
• 3.5 托盘底铺板的弯曲力学性能分析
• 3.5.1 滚轮传输时托盘底铺板的弯曲强度
• 3.5.2 滚轮传输时托盘底铺板的弯曲刚度
• 3.6 混合作业承载条件下托盘整体设计理论
• 3.6.1 集中载荷下的托盘整体设计准则
• 3.6.2 均布载荷下的托盘整体设计准则
• 3.6.3 提高托盘弯曲强度的设计方法
• 3.6.4 提高托盘弯曲刚度的设计方法
• 3.7 本章小结
• 第四章 试验用托盘木材性能研究及托盘制作
• 4.1 试验材料与试验方法
• 4.1.1 托盘用木材的选择和试样制备
• 4.1.2 含水率试验方法
• 4.1.3 抗弯强度试验方法
• 4.1.4 弹性模量试验方法
• 4.2 数据处理与结果分析
• 4.2.1 含水率试验结果与分析
• 4.2.2 抗弯强度试验结果与分析
• 4.2.3 弹性模量试验结果与分析
• 4.3 试验用托盘木材的确定及托盘制作
• 4.3.1 托盘用材分析和确定
• 4.3.2 试验托盘的制作
• 4.4 本章小结
• 第五章 托盘弯曲承载特性试验研究与模型修正
• 5.1 托盘集中加载梁和铺板弯曲试验研究
• 5.1.1 试验方案
• 5.1.2 试验结果与分析
• 5.2 托盘均布加载梁和铺板弯曲试验研究
• 5.2.1 试验方案
• 5.2.2 试验结果与分析
• 5.3 不同加载方式对托盘梁和铺板抗弯性能的影响
• 5.3.1 集中和均布加载对托盘梁抗弯刚度的影响分析
• 5.3.2 集中和均布加载对托盘铺板抗弯强度的影响分析
• 5.3.3 集中和均布加载对托盘铺板抗弯刚度的影响分析
• 5.3.4 国内外托盘试验方法比较
• 5.3.5 试验方法的选择及等效评估
• 5.4 叉车叉举时托盘顶铺板弯曲试验研究
• 5.4.1 试验方案
• 5.4.2 试验结果与分析
• 5.5 滚轮传输时托盘底铺板弯曲试验研究
• 5.5.1 试验方案
• 5.5.2 试验结果与分析
• 5.6 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 问题和展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者在攻读硕士学位期间发表的论文