中文稿-纸浆模塑制品结构单元承载能力与缓冲性能数值分析(修改后)[1]

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1、NumericalAnalysisforLoad-bearingCapacityandCushioningPerformanceofStructuralUnitofMoldedPulpProductJiaoWangandJinlongChenDept.ofMechanicsTianjinUniversityTianjin300072,PRChinaHongweiJiSchoolofMechanicalEngineeringTianjinUniversityofCommerceTianjin300134,PRChinaAbstr

2、act—Theoverallload-bearingcapacityandcushioningfunctionofamoldedpulppackagingresultfromthoseofstructuralunits.Foreachstructuralunit,itsgeometricalshapeanddimensionscanbeidentifiedtodeterminetheperformanceofmoldedpulpproduct.ThecommercialcodeANSYSwasemployedinthepres

3、entstudyduetoitshighperformanceinnon-linearanalysis.Thenon-linearbucklingbehaviorofthestructuralunitcanbestudiedbynumericalsimulation,resultinginthebuckingcriticalloadundercompression,tobeusedtoevaluatetheload-bearingcapacityofthestructuralunit.Inadditiontotheanalyz

4、ingonload-bearingcapacity,numericalsimulationsofthestructuralunitsarecarriedouttoevaluatetheinfluenceofthewallthicknessunderstaticcompressiveloading.Theresearchshowsthatthewallthicknesssignificantlyinfluencesthebucklingbearingcapacityofthestructuralunitsubjectedtoax

5、ialcompression.Withtheincreaseofwallthickness,thebearingcapacityofthestructuralunitincreaseswhilecushioningperformancedecreases.Sobothload-bearingcapacityandcushioningperformancemustbecompromisedinthedesignofmoldedpulpcushioningpackaging,andthewallthicknesscanbesele

6、ctedaccordingtotherequiredpackagingperformance.Keywords-moldedpulp;structuralunit;compressionbuckling;finiteelementI.引言Identifyapplicablesponsor/shere.(sponsors)纸浆模塑是一种立体造纸技术产品。它以废旧报纸、废旧纸箱纸和纸边角料等为原料，经碎浆、真空吸附成型、干燥、热压整型而成，得到具有特定的几何空腔结构的承载纸制品。由于它在环保和资源综合利用等方面的优势，所以其制品广

7、泛应用于电子、机械零部件、工业仪表、电工工具、电脑、家电等缓冲包装领域。纸浆模塑制品的承载功能是通过制品中若干结构相同的结构单元来实现的，结构单元的形态和几何尺寸直接影响整个制品的承载能力[1]，因此纸浆模塑制品结构单元力学性能的研究正成为目前研究的热点之一。许多学者将整个纸浆模塑制品分割成若干结构单元从而对典型的结构单元进行了实验研究，从而揭示了结构单元形态及几何尺寸对其承载能力的影响规律，发现了结构单元在受压过程中所表现出的非线性变形特征和压溃失效现象[2―7]。但实验研究方法对解决多样化复杂结构形式的单元承载能力问题显得

8、周期长、成本高，迫切需要采用有限元方法进行结构分析与优化设计。近年来，在纸浆模塑材料性能和本构模型的研究方面积累了许多研究成果[7―11]，为有限元方法的应用提供了基础数据。纸浆模塑制品承载能力和缓冲性能的有限元模拟分析受到了国内外许多学者的关注，文献[12―14]采用有限元