塑料周转箱结构与力学性能研究.pdf

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1、l02西安理工大学学报JournalofXi’anUniversityofTechnology(2011)Vo1．27No．1文章编号：1006-4710(2011)O1-0102-05塑料周转箱结构与力学性能研究武丽丽，黄颖为(西安理工大学印刷包装工程学院，陕西西安710048)摘要：运用3D绘图软件Pro／E，建立了塑料周转箱的三维实体模型，应用CAE软件ANSYS对周转箱的结构进行有限元分析，分另·l求出各结构因素对周转箱力学性能的影响，进而确定出最优结构尺寸。关键词：ANSYS；塑料周转箱；有限元分析中图分类号：

2、TB482．2文献标志码：AResearchOHStructuralDesignandMechanicsofPlasticContainerWULili．HUANGYingwei(FacultyofPrintingandPackagingEngineering，Xi’anUniversityofTechnology，Xi’an710048，China)Abstract：The3DdrawingsoftwarePro／Eisusedtoestablishthe3Dsolidmodelfortheplasticcontain

3、．er．Also，CAEsoftwareANSYSisemployedtocarryoutthefiniteelementanalysisofplasticcontainerstructure．Meanwhiletheeffectsoffactorsofeachstructureuponthemechanicalpropertiesofl~lasticcon—tainerareobtained，wherebytheoptimalstructuralsizesaredetermined．Keywords：ANSYS；pla

4、sticcontainer；finiteelementanalysis目前国内外对周转箱的结构设计一般是由经1建立有限元模型及求解验得出的尺寸标准和范围确定的，通过试验发现问题再对设计方案加以改进。一般来说，产品的尺寸1．1几何模型的建立及相关结构要素的组合对产品的力学安全性的影本文研究的对象为某塑料制品厂用塑料垃圾响最大，传统的方法并不能确定它们的影响情况。生产的果蔬周转箱。结构参数为：长440mm，宽因此，采用有限元分析法对产品进行强度、刚度检300mm，高240mm，壁厚2mm。由于周转箱结构比验，估算承载能力及对

5、产品的设计进行优化是必要较复杂，同时在分析过程中需要不断修改尺寸，因的，也是有效的。本文运用Pro／E2．0软件建立了此首先在Pro／E里建模，再导人ANSYS中进行网格塑料周转箱的3D实体模型，应用ANSYS对箱体的划分uj。周转箱模型如图1所示。结构进行有限元分析，得出各结构因素对周转箱强1．2确定单元类型度的影响，为周转箱的改进设计提供依据。本文选用Solid92单元。Solid92是3维l0节点塑料周转箱的结构比较复杂，使得模型的建四面体结构实体，具有二次位移，适用于模拟不规立、求解和分析大都比较困难，因此在讨论

6、结构强则网格(譬如由各种各样的CAD／CAM系统产生)。度影响因素的时候可以对模型适当简化，其他条件该元素由10个节点定义，每个节点3个自由度：、相同，讨论其中一个参数如高度、长宽比、厚度等对Y、方向。具有塑性、膨胀及应力强化、大变形、大其应力分布的影响，得到周转箱的力学特性和参数应变能力J。最优值，完成周转箱改进设计。收稿日期：2010．11-08基金项目：陕西省教育厅专项基金资助项目(09JK620)。作者简介：武丽丽(1986一)，女，河南焦作人，硕士。E-mail：crystal21ily@163．con。黄颖为

7、(1962·)，女，陕西周至人，教授，研究方向为包装印刷质量控制与防伪。E-mail：huangywl2@163．eom。武丽丽等：塑料周转箱结构与力学性能研究103图1塑料周转箱3D模型图3塑料周转箱变形图Fig．1Plasticcontainer3DmodelFig．3Plasticcontainerdeformationfigure1．3添加材料常数箱主要受到的是堆码载荷。为简化求解，假定为上通过试验测得材料的性能参数为：弹性模量表面均匀分布的静压力(受力变形图见图3)。分析E=1．1GPa，泊松比=0．25，材料

8、密度P=0．9前先使用抗压试验机对周转箱进行抗压试验，测得g／m，许用应力[or]。=13．5MPa。周转箱的屈服载荷和正常载荷下的最大变形量，根1．4划分网格据试验结果，周转箱达到屈服时承受的极限压力JP：本文采用智能网格划分工具“Smartsize”。在很为0．5MPa，变形量约为7．8mm。周转箱正常堆码多情况