跌落方式对产品结构设计的影响分析【文献综述】

《跌落方式对产品结构设计的影响分析【文献综述】》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、毕业设计文献综述机械设计制造及其自动化跌落方式对产品结构设计的影响分析摘要：本文介绍了课题的研究背景，研究内容，应用软件以及简单有限元计算步骤和研究的意义。关键字：研究背景，研究内容，有限元，研究的意义1研究背景碰撞问题是在经济建设和生产实际生活中经常大量遇到的问题。凡是有形的物质产品，如当今盛行的手机，便携式电脑，电子字典和一些其它的电子器件等等从投产开始，直到产品完全报废，总是在不经意时与它外界的物品发生碰撞，这是不可避免的。所以，许多产品在设计过程中都会考虑产品在未来发生碰撞后会发生什么样的后果，还能不能继续使用，如果不能使用时，那么它的损伤程度到底有多大？即有一个可靠性的问

2、题。但是，以前的试验几乎都是对产品样机进行实物试验，实验作用时间很短，不易控制，而测得的物理量也很有限，无法获得空间和时间上的连续结果，不能完整显现跌落过程的结构响应和结构振动变形机理。此外，实物试验所带来的结果是增加成本，延长产品生产周期，适应不了当今科技发展的步伐，更失去占领市场的先机。随着计算机技术飞速发展，有限元技术广泛应用到产品及外包装抗跌落性能的研究中［1］。国外关于这方面的研究较为具体深入。K.H.Low用MSC.Parran软件来模拟带有缓冲包装的电视机的自由跌落过程，并提出GL分析方法，且基于HERTZ的理论对整个模型进行了优化设计；Liuetal用LS-DYNA

3、软件模拟包装物品的跌落，并且得到了峰值加速度；Y.Y.Wang，C.Lu对电子产品包装应用有限元方法进行了跌落仿真并对电子元器件进行了失效分析［2-4］。国外还有很多人研究包装缓冲材料，例如纸浆、泡沫等的材料性能。GaryBurgess研究了美国一种泡沫包装产品—Convolutedfoam的缓冲特性。在用缓冲曲线估算跌落到Convolutedfoam上的峰值加速度的技术要对应一个泡沫信息。而屈曲应力可以用来预测的G1。JohnHoffmann研究了纸浆模塑包装的抗压和缓冲性能，通过试验展示了如何实现轴对称几何，例如:气罐及锥形，比方形或矩形更能深切的了解静态和动态强度。截锥形比矩

4、形或方形的几何形状有高出近20%的更好的压缩强度。由截锥获得的G曲线比代表方形或矩形的G曲线更广泛更开放——更广泛的G曲线会有更大的设计空间和较好的设计成功率。同时，对某一给定的G值也可实现用较少的材料。并得出不同几何形状纸浆模塑包装的动态特性:圆柱状，圆锥状和大圆度的产品比方形或矩形有小圆度的产品有更好的抗压强度。这就可以让使用纸浆模塑包装的人根据产品的重量、跌落高度和堆码高度等，设计出合适的模塑纸浆包装。这种针对缓冲材料性能的基础研究也给我们一个新的启示:我们可以通过加强对缓冲材料的性能研究，进而实现消耗最少的包装及缓冲材料实现其最大限度的保护产品的作用，充分的节约和利用资源，

5、这样既可以减少企业的生产成本，也可以减轻社会的环境负担。由于历史和经济原因，我国仿真模拟的起步和研究都比较晚，但是发展势头比较迅速。国内很多研究人员使用了ANSYS等有限元软件，对一些比较有实际意义的产品进行了模拟研究和理论研究，取得了很好的结果。江南大学的华丽和钱静对洗衣机运输包装件的进行了跌落仿真分析，他们利用ANSYS/LSDYNA软件对洗衣机运输包装件进行跌落仿真试验，获得平跌落情况下洗衣机运输包装件的应力、应变的变化规律，为洗衣机运输包装结构强度理论的探讨和结构的优化设计提供了指导[8]。浙江大学王春霖等人应用ANSYS有限元软件对玻璃啤酒瓶的跌落进行了仿真研究。获得了

6、贮酒情况下和空瓶情况下的跌落以及斜跌落情况下的应力分布情况。根据空瓶和贮酒状态下的跌落冲击应力，得到了啤酒瓶在典型跌落状况下的应力场及其应力时间规律曲线。论文中首次定义了量化描述液体在冲击运动中对容器应力倍增作用的系数，揭示了液态商品对容器应力影响的若干规律[9]。2课题研究的内容本文采用有限元软件对塑料盒/包装盒进行不同跌落方式的计算机仿真，可以得到我们关注的参数，如结构整体应力变形，结合不同工艺参数，找到适当的工艺过程，这样不但使产品抗跌落、耐冲击的能力得到提高，而且还弥补了实物试验的不足。在仿真模拟试验中，我着重了解和研究了LS-DYNA的前处理时单元类型的选择、网格的划分以

7、及接触的设置等对跌落模拟试验的影响情况。并在试验中，找出随塑料盒受到跌落冲击时的薄弱或易损位置。3应用软件的简介及处理过程CAD(计算机辅助设计)系统具有几何建模，工程分析，模拟仿真，工程绘图等功能［5］。我们通过SolidWorks软件建立产品的模型和通过有限元软件进行计算分析。SolidWorks是由美国SolidWorks公司开发的三维机械CAD软件，自1995年问世以来，以其强大的功能，易用性和创新性极大地提高了机械工程师的设计效率。SolidWorks提供了