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《武汉理工大学》 2007年
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纸浆模塑包装结构的缓冲性能及其可靠性研究

张业鹏  
【摘要】: 纸浆模塑作为一种新型可降解环保材料,目前已广泛应用于产品的缓冲包装中。对纸浆模塑类缓冲包装结构的缓冲性能及其包装动力可靠性进行探讨,具有重要的理论意义和较大的工程应用价值。本文通过仿真分析和实验研究纸浆模塑的结构参数和缓冲性能间的关系,主要包括以下几个方面的内容: 1.对特定纸浆模塑材料的力学性能进行参数测试。运用数字相关法测量材料泊松比和弹性模量,运用静态压缩实验测量了材料的承载能力和弹性系数,得到了准确的材料力学参数。 2.对复杂的异型缓冲包装结构进行了分析,从中提取具有代表性的单元结构:立方体型、桶型及台阶型,利用有限元分析软件ANSYS对三种典型结构单元的缓冲性能进行静态压缩仿真分析,得到了不同尺寸下的载荷—应变曲线,描述了纸浆模塑典型结构单元的受力变形的情形,得到了纸浆模塑典型结构单元的弹性载荷小于最大载荷的80%时,缓冲结构单元将发生弹性变形,此时结构具有较好的弹性的结论。并对三种典型结构单元静态缓冲性能进行了比较,为静态缓冲结构设计提出了建议。 3.运用ANSYS/LS-DYNA软件,对三种典型结构模型进行了动态冲击仿真分析,得到了各典型结构在冲击载荷下的加速度—时间曲线,通过对静态载荷—最大加速度曲线的分析,明确了各结构单元在受到冲击载荷时的响应情形。并对几种典型结构单元动态缓冲性能进行了比较,给出了典型结构的使用范围。 4.通过静态压缩和动态冲击仿真分析,研究了纸浆模塑的纸模厚度、拔模斜度、缓冲高度及接触边长等结构参数对立方体型、桶型和台阶型等典型结构单元缓冲性能的影响状况,得到了纸浆模塑典型结构单元的缓冲性能和纸模厚度成正比;拔模斜度在5-7度左右最优;缓冲高度对缓冲性能的影响和典型结构的底半径或周长有关,其比值在一定范围内时,有着良好的缓冲特性;接触边长与缓冲性能成反比的结论。 5.运用了正交试验设计方法,探讨了典型单元的结构参数存在交互作用的情况下,组合因素对系统结构缓冲性能影响的情形,综合考虑了多个因素作用下系统缓冲性能的稳健性。 6.通过计算机仿真与实验,研究了典型结构单元的组合结构与典型结构单元间缓冲性能的关系,得到了缓冲结构单元为n个的组合纸浆模塑制品承受的最大载荷是单个缓冲结构单元承受最大载荷的n倍以上的结论;对实际的组合模型的仿真结果和实验结果进行了比较,具有较好的吻合性;并根据实验结论提出了纸浆模塑制品的缓冲结构设计的简单方法。 7.建立了缓冲包装结构分析可靠性模型,并利用ANSYS软件的PDS模块进行概率分析,明确了最大应力与若干随机分布参数的概率关系;根据纸浆模塑包装结构在物流中的动力学特性,探讨了缓冲包装结构在最适度包装下的可靠性指标的计算方法,建立了最适度缓冲包装下的包装结构的动力可靠性模型,为进一步发展缓冲包装的可靠性设计提供理论指导。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TB485.1

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前5条
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中国硕士学位论文全文数据库 前5条
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【参考文献】
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【共引文献】
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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5 邓瑶瑶;棋盘式纸浆模塑制品结构研究[D];湖南工业大学;2010年
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9 李俊;发泡聚乙烯缓冲性能的研究[D];浙江大学;2010年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 袁应龙,卢子兴;复合泡沫塑料的缓冲特性研究[J];北京航空航天大学学报;2004年02期
2 胡强,童忠钫;泡沫衬垫缓冲性能模型参数混合优化方法[J];包装工程;1991年01期
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9 宋超,王振林,奚德昌;折叠三角形瓦楞纸板衬垫结构缓冲能力的探讨[J];包装工程;2002年05期
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 邱仁辉;纸浆模塑制品成型机理及过程控制的研究[D];东北林业大学;2002年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前5条
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张新昌,梁炬,周防国,孙彬青;我国纸浆模塑工业包装的现状与发展[J];包装工程;2003年01期
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10 钟天余,梁晓红;激流勇进的“领航人”─—记全国优秀包装企业家、湖南纸浆模塑厂厂长何俊[J];中国包装;1994年01期
中国重要会议论文全文数据库 前6条
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中国重要报纸全文数据库 前10条
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2 特约记者 金章;北京协力旁普公司成为纸浆模塑业双赢企业[N];中国包装报;2001年
3 蔺文;纸浆模塑包装罐获得多项国家专利[N];中国包装报;2008年
4 本报特约记者 齐文训;纸浆模塑工业之星[N];中国包装报;2001年
5 本报记者 丁洋;纸浆模塑包装亟须走出传统樊笼[N];消费日报;2004年
6 叶柏彰;蜂窝纸板走势不错纸浆模塑仍在“冬眠”[N];中国包装报;2003年
7 ;纸浆模塑 制品成型机[N];中国包装报;2003年
8 朱永敬;挑战时代 突破创新[N];中国包装报;2000年
9 ;纸浆模塑:绿色包装新宠儿[N];解放日报;2001年
10 记者 孙青;年内全面淘汰一次性发泡塑料餐具[N];中国乡镇企业报;2000年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 邱仁辉;纸浆模塑制品成型机理及过程控制的研究[D];东北林业大学;2002年
2 张业鹏;纸浆模塑包装结构的缓冲性能及其可靠性研究[D];武汉理工大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 曲晓晴;纸浆模塑模具砂模快速打样技术研究[D];大连工业大学;2011年
2 孙达新;全自动纸浆模塑餐具生产线的研究[D];福建农林大学;2002年
3 于永建;纸浆模塑真空吸滤成型机理及其模具参数研究[D];江南大学;2005年
4 江尔德;纸质家具的研究与设计[D];东北林业大学;2009年
5 陈海燕;纸浆模塑制品的模具设计研究[D];西安理工大学;2007年
6 宋姝妺;组合式纸浆模塑结构的缓冲性能及其计算机模拟[D];江南大学;2008年
7 宋昕;纸浆模塑成型设备关键技术研究[D];江南大学;2005年
8 裴璐;纸浆模塑制品发泡机理的研究[D];西安理工大学;2007年
9 田羽;纸浆模塑衬垫力学性能的测试和仿真研究[D];北京印刷学院;2007年
10 史晓娟;功能性彩色纸浆模塑鲜果托盘的研制[D];大连工业大学;2009年
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