基于ANSYS Workbench的液晶电视包装件跌落冲击数值模拟

发布时间：2017-06-30 14:20

  本文关键词：基于ANSYS Workbench的液晶电视包装件跌落冲击数值模拟，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文以液晶电视包装件为研究对象,利用计算机仿真技术高效、便捷、低成本的优点,配合传统物理试验准确度和可靠性高的特点,研究了泡沫结构对其缓冲性能的影响。借助有限元软件ANSYS Workbench模拟了包装件底面跌落和棱跌落过程,获得了冲击过程中液晶电视包装件各组件的速度、加速度、应力、应变等物理量。并对数值模拟时模型修补、连接关系、网格划分、结果输出过程中需要注意的问题做了详细的介绍。用能量法描述了包装组件的跌落过程,即通过比较包装件各组件的动能和弹性势能变化,探讨包装件跌落过程中电视、泡沫和纸箱之间的能量吸收和释放及其相互间的转化过程对电视机的影响。根据数值模拟的结果设计了多种泡沫缓冲结构,通过对比采用不同泡沫结构跌落时电视的速度、最大加速度、储存能、应力和应变等物理量,选出了缓冲性能最好的结构。改进后的结构与原始泡沫结构相比,降低了液晶电视跌落冲击过程中的最大加速度和电视后壳的最大应变,同时还使泡沫体积减小,节省了材料,降低了成本。通过包装件跌落试验,比较原始和改进两种泡沫结构下,电视各部位加速度变化曲线,与模拟结果一样,改进后的泡沫结构降低了电视的跌落冲击过程中最大加速度,说明改进是有效的。将模拟结果与试验结果相对比,显示两种方法获得的数据结果比较吻合,证实了数值模拟技术的可靠性。
【关键词】：跌落试验 跌落模拟 缓冲包装 泡沫结构
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN949.192;TB48
【目录】：

• 摘要11-12
• ABSTRACT12-13
• 第一章 绪论13-21
• 1.1 家电类产品包装概况13-14
• 1.2 包装测试国内外研究现状14-17
• 1.3 课题的研究意义及内容17-21
• 1.3.1 本课题研究意义17-18
• 1.3.2 本课题研究内容18-21
• 第二章 包装件跌落性能测试方法21-31
• 2.1 包装件的脆值理论21-23
• 2.2 缓冲包装材料的缓冲特性23-25
• 2.2.1 材料的非线性特征23-24
• 2.2.2 缓冲效率及缓冲系数24-25
• 2.3 运输包装件跌落试验标准25-27
• 2.4 牛顿力学在包装件跌落中的应用27-28
• 2.5 本章小结28-31
• 第三章 液晶电视包装件跌落数值模拟设置31-52
• 3.1 运输包装CAE技术31-32
• 3.2 液晶电视包装件3D模型的建立32-34
• 3.3 材料模型及参数设置34-37
• 3.4 液晶电视包装件模型修整37-39
• 3.4.1 壳模型的建立37-38
• 3.4.2 体模型的切片38-39
• 3.5 液晶电视包装件连接关系设置39-43
• 3.5.1 液晶电视包装件零部件连接关系确认39-40
• 3.5.2 液晶电视包装件的接触设置40-42
• 3.5.3 液晶电视包装件的相互作用设置42-43
• 3.6 面向CAE的液晶电视包装件网格控制及优化43-48
• 3.6.1 显式动力学分析与网格关系概述43
• 3.6.2 网格控制及优化43-48
• 3.7 求解以及输出设置48-51
• 3.7.1 包装件仿真分析设置48-50
• 3.7.2 仿真分析输出设置50-51
• 3.8 本章小结51-52
• 第四章 液晶电视包装件正跌落数值模拟52-65
• 4.1 液晶电视包装件跌落数值模拟求解追踪52-55
• 4.2 液晶电视包装件跌落数值模拟结果分析55-63
• 4.2.1 Result Tracker分析55-59
• 4.2.2 应力和应变分析59-63
• 4.3 现有缓冲包装结构设计的不足及改进方向63-64
• 4.4 本章小结64-65
• 第五章 液晶电视包装件泡沫结构探索及数值模拟65-79
• 5.1 泡沫结构探索65-68
• 5.2 不同泡沫结构模拟结果对比68-77
• 5.2.1 速度和加速度对比68-71
• 5.2.2 能量对比71-73
• 5.2.3 应力和应变对比73-77
• 5.3 本章小结77-79
• 第六章 液晶电视包装件棱跌落数值模拟79-91
• 6.1 棱跌落仿真结果分析79-83
• 6.1.1 速度及加速度分析79-80
• 6.1.2 能量分析80-83
• 6.2 泡沫改进前后棱跌落仿真结果对比83-90
• 6.2.1 速度及加速度对比84
• 6.2.2 弹性势能及动能对比84-87
• 6.2.3 应力和应变对比87-90
• 6.3 本章小结90-91
• 第七章 液晶电视包装件跌落试验91-107
• 7.1 跌落试验91-92
• 7.2 试验结果分析对比92-100
• 7.2.1 数据处理及筛选92-95
• 7.2.2 正跌试验结果对比95-100
• 7.3 物理试验与仿真结果对比100-107
• 7.3.1 原始泡沫结构正跌100-102
• 7.3.2 改进泡沫结构正跌102-104
• 7.3.3 原始泡沫结构平跌104-107
• 第八章 结论与展望107-109
• 8.1 结论107
• 8.2 展望107-109
• 参考文献109-113
• 致谢113-115
• 附件115

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