论文题目: 纸浆模塑的缓冲机理及优化分析研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 固体力学
作者: 王和敏
导师: 陈金龙
关键词: 纸浆模塑,屈曲,有限元,缓冲性能
文献来源: 天津大学
发表年度: 2005
论文摘要: 纸浆模塑是以纸浆(或废纸)为主要原料,经碎解制浆、调料后,注入模具中成型,生产的一种极具缓冲性和韧性极佳的新型可降解环保包装制品。具有与包装物外型相吻合的几何形状和良好的防震、防冲击、防静电、防腐等优点,在工业包装领域中有着广阔的市场和发展前景。本文着重研究了纸浆模塑材料的力学特性,通过不同密度和加载速率下的短距压缩实验,得出纸浆模塑材料的应力—应变关系对密度和加载速率敏感。在结构分析基础上,提出了纸浆模塑制品的缓冲机理,即纸浆模塑主要通过凸台侧壁的屈曲变形与破坏来吸收能量,并延长载荷作用时间来达到缓冲目的,其材料本身几乎没有缓冲性。本文通过有限元数值分析方法优化设计纸浆模塑制品结构,首先与实验对比验证了该方法的精确性。然后分别讨论了各几何结构参数、凸台个数和凸台之间的相对位置对凸台承载能力、缓冲性及强度的影响。增加凸台厚度、受载边总长度、凸台个数以及改用圆柱或圆锥凸台有利于提高凸台的承载能力、减小凸台的最大应力,但是相应缓冲性能有所降低;虽然凸台高度的增加缓冲性能有所提高,但凸台过高时凸台容易失稳,承载能力相应降低,通过分析当凸台的高度等于凸台的承载面边长时不但凸台的承载能力、缓冲性能较好而且被包装物的最大应力最小,即被包装物被最不易破坏;在进行制品设计时为满足简化模具加工和产品生产要求,可以根据脱模要求在2o～8o范围内选择合适的斜度,脱模斜度不宜过大。通过对纸模变形过程的模拟与归纳,总结出参数单位长度载荷K1、被包装物单位面积上的支撑点个数K2、支撑点分布均匀性系数K3,以初步预测纸模结构设计的合理性。
论文目录:
中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 纸浆模塑制品产生的背景
1.2 纸浆模塑包装制品的主要特性
1.3 纸浆模塑包装的发展历史、现状及现存问题
1.4 纸浆模塑性能研究进展
1.5 本课题研究的主要内容及意义
第二章 纸浆模塑材料的力学性能研究
2.1 试件的制作和实验过程
2.1.1 试件的制作
2.1.2 实验过程
2.2 数据处理和结果分析
2.2.1 材料密度的影响
2.2.2 加载速率的影响
2.3 泊松比的测量
2.4 本章小结
第三章 纸浆模塑缓冲机理研究
3.1 纸浆模塑缓冲机理实验研究
3.1.1 纸浆模塑材料缓冲性研究
3.1.2 纸浆模塑结构缓冲性研究
3.2 纸浆模塑缓冲机理有限元模拟
3.2.1 纸浆模塑结构设计的现代设计方法
3.2.2 结构模拟与验证
3.3 本章小结
第四章 单凸台结构的模拟与优化分析
4.1 模型及求解
4.2 有限元模拟的性质分析
4.3 结构参数对凸台性能的影响
4.3.1 纸浆模塑厚度变化的影响
4.3.2 纸浆模塑高度变化的影响
4.3.3 纸浆模塑脱模斜度的影响
4.3.4 纸浆模塑受载边总长度的影响
4.3.5 结构形式的影响
4.4 本章小结
第五章 多凸台结构的模拟与优化分析
5.1 凸台个数的影响
5.1.1 有限元模型及求解
5.1.2 结果分析和讨论
5.2 凸台之间相对位置分布的影响
5.2.1 有限元模型及求解结果
5.2.2 结果分析和讨论
5.3 确定凸台个数和位置的两个参数
5.3.1 被包装物单位面积上的支撑点个数
5.3.2 支撑点分布均匀性系数
5.4 本章小结
第六章 全文总结及展望
6.1 本文完成的主要工作
6.2 设计缓冲包装结构的思路和策略
6.2.1 建立基本数据库
6.2.2 思路和策略
参考文献
发表论文和科研情况说明
致谢
发布时间: 2007-04-17
相关论文
- [1].纸浆模塑制品结构设计的研究[D]. 卫星华.西安理工大学2007
- [2].纸浆模塑包装制品干燥机理及其工艺参数研究[D]. 张琳.江南大学2006
- [3].纸浆模塑制品的结构设计原理初探[D]. 周防国.江南大学2006
- [4].纸浆模塑制品的模具设计研究[D]. 陈海燕.西安理工大学2007
- [5].纸浆模塑制品工艺方法及其参数的研究[D]. 赵亚军.西安理工大学2007
- [6].纸浆模塑制品缓冲性能研究[D]. 王宏涛.西安理工大学2007
- [7].纸浆模塑制品发泡机理的研究[D]. 裴璐.西安理工大学2007
- [8].纸浆模塑衬垫力学性能的测试和仿真研究[D]. 田羽.北京印刷学院2007
- [9].纸浆模塑生产烘干过程效能优化控制[D]. 谭焯康.广东工业大学2007
- [10].纸模包装制品结构与力学性能的初步探讨[D]. 曹世普.北京化工大学2003