基于promechanica的蜂窝纸板模具有限元分析及优化设计

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1、万方数据第3I卷第06期2010年06月煤矿机械CoalMineMachinery．V01．3lNo．06Jun．2010基于Pro／Mechanica的蜂窝纸板模具有限元分析及优化设计宰马苏常1”．檀润华1(1．河北工业大学创新工程研究所，天津300130；2．天津市高速切削与精密加工重点实验室(TUTE)，天津300222)摘要：研究了Pro／Mechanica环境下蜂窝纸板模具零件的灵敏度分析与结构优化设计。建立了蜂窝纸板模具的三维模型．对其冲头结构进行了静态分析，通过灵敏度分析确定冲头结构的重要设计参数。以应力、应变和变形最小为目标函数．完成了冲头

2、结构的优化设计。该方法可以有效地解决蜂窝纸板模具的疲劳失效问题．提高了可靠性。关键词：蜂窝纸板模具；Pro／Mechanica：有限元分析；灵敏度；优化设计中图分类号：THl22文献标志码：A文章编号：1003—0794(2010)106一0037—04OptimizationDesignofHoneycombPaperboardMoldBasedonPro／MechanicaMASu-chang‘一，TANRun-hual(1．InstituteofDesignforInnovationHebeiUniversityofTechnology，Tianji

3、n300130，China；2．TianjinKeyIaboratoryofHighSpeedCutting&PrecisionMachiningflUTE)。TianjinUniversityofTechnology＆Eduction,Tianjin300222。China)Abstract：Takingthehoneycombpaperboardmoldforexample，thesensitivityanalysisandstructuraloptimizationarestudiedunderPro／Meehanica．Three-dimensio

4、nalmodelofhoneycombpaperboardmoldisbuilt．Theimportantdesignparametersaredeterminedbythestructureofpunchstaticanalysisandsensitivityanalysis．Takingminimumstress，strainandminimumdeformationa8thetargetfunction，thestructuraloptimizationofpunchisfinished．Thismethodcansolutethefatiguefa

5、iluresofthe‘honeycombpaperboardmoldeffectivelyandimprovethereliability．Keywords：honeycombpaperboardmold；Pro／Mechanica；finiteelementanalysis；sensitivity；optimaldesign0引言型．为长方体纸板上均匀分布的呈一定拔模角度的模压蜂窝纸板是现代包装领域一种更新换代正六方体孔结构。模压蜂窝纸板的典型加工工艺流的绿色包装材料新产品，它有质量轻、刚度大、成本程是将回收的废纸或纤维状的植物通过碎浆机打低、强度高、

6、稳定性好等特点。在包装运输领域可代成浆状，再进行搅拌、混合添加剂，然后输送到储藏木、代塑，在缓冲材料领域、建筑领域都有着良好的容器中进行水分比例调整，再将储藏容器里的纸浆应用前景。在实际生产过程中。蜂窝纸板模具各个输送到纸板成型压力机的蜂窝状模具(下模)中，上模压冲头根部在模压T作过程中产生的应力集中模以较高的压力压实纸浆。脱去大部分水分，经过是导致的模具失效的重要原因。针对这种情况，本烘干、整形，成为蜂窝纸板。文运用Pro／Mechanica分析工具。对蜂窝纸板模具进(2)模压蜂窝纸板模具结构行有限元分析和结构优化设计。目前，模压蜂窝纸板的生产主要采用同

7、定式单1模压蜂窝纸板产品及模具结构工位模压成型工艺进行纸浆模压成型。生产一片蜂(1)模压蜂窝纸板产品窝板材大约需要2min，生产率相当低下。应用来自随着人类环保意识的增强，泡沫塑料、木质包前苏联的G．S．Ahshuler提出的发明问题解决理论一装正逐步被淘汰，开发一种替代品成为当务之急。TRIZ，创造性地设计出了圆网型回转模具，模具结因此仿生学家根据蜂窝的结构设计出蜂窝纸板。模构如图1所示，蜂窝纸板模具主要由六边形橡胶冲压蜂窝纸板可以用再生纸、废木料、稻草做原料，用头、橡胶基板、不锈钢网层等组成。六边形橡胶冲头后还可以100％回收再利用。是一种消耗材质最少

8、．是与纸浆直接接触形成蜂窝形状的模具工作部分，强度又极高的轻质新材