基于动力学的PC服务器运输包装件缓冲性能评价

发布时间：2017-09-04 02:03

  本文关键词：基于动力学的PC服务器运输包装件缓冲性能评价

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【摘要】：随着市场经济的繁荣和物流业的快速发展,产品缓冲包装越来越重要,欠包装会造成产品损坏,过包装会造成资源浪费,研究探索产品的合理包装具有重要意义。由于PC服务器的脆性较大,所能承受的冲击加速度值比较低,受外界激励的影响明显,在运输、仓储、装卸搬运过程中,由于受到外部振动或冲击激励作用,PC服务器可能发生破损,因此对PC服务器的缓冲包装进行评价具有重要意义。本文首先对PC服务器包装件的流通环境进行研究,分析其在流通过程中可能经历的振动与冲击环境,分析产品的受力与破损形式,采用经验公式估算法与类比法相结合的方式确定产品脆值。其次,根据动力学的振动理论和冲击理论,利用拉格朗日方程,建立了PC服务器的考虑缓冲衬垫阻尼的三维六自由度动力学模型,并求解了包装件的固有频率、基础简谐激励时的受迫振动、包装件跌落冲击的响应和包装件平动速度冲击的响应,接着对实验包装件进行了扫频振动实验、跌落冲击实验和水平冲击实验,分别得到了包装件的固有频率、共振时的响应加速度、跌落冲击响应加速度和水平冲击响应加速度等结果,将实验结果与动力学建模结果对比,验证动力学模型的正确性,并分析误差产生的原因。其中缓冲包装件的固有频率、水平冲击的加速度响应的误差均在15%以内,说明该模型能较好反映包装件的力学特性,但是由于没有考虑缓冲衬垫的非线性缓冲特性、没有考虑外包装箱的缓冲作用等原因,跌落冲击的加速度响应误差较大,约为17.40%。最后,根据包装件特性,利用Solid Works软件建立PC服务器缓冲包装的三维实体模型,导入到ANSYS Workbench中建立有限元模型,对模型进行模态分析和瞬态动力学分析,得到服务器包装件的加速度响应曲线,观察扫频振动试验和ANSYS有限元仿真可知二者趋势一致,数值相差较小,说明该模型反映了包装件的主要特征,能够较好反映包装件的振动特性。通过仿真结果可见,缓冲包装越靠近上部加速度响应越大、等效应力越小,在进行包装设计及改进时应予以考虑。
【关键词】：PC服务器 动力学 缓冲包装评价
【学位授予单位】：东北林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB48
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-14
• 1.1 研究背景及意义9
• 1.2 国内外研究现状9-12
• 1.2.1 包装件动力学模型9-10
• 1.2.2 包装件振动试验10-11
• 1.2.3 包装件跌落试验11
• 1.2.4 产品缓冲材料11-12
• 1.3 主要研究内容12-13
• 1.4 创新点13-14
• 2 PC服务器包装件流通过程特性分析14-23
• 2.1 包装件的流通环境14-15
• 2.2 包装件的冲击环境15-16
• 2.3 包装件的振动环境16-20
• 2.3.1 简谐振动16-19
• 2.3.2 随机振动19-20
• 2.4 PC服务器的易损性分析20-22
• 2.4.1 PC服务器的破损形式及受力分析20-21
• 2.4.2 PC服务器的脆值确定21-22
• 2.5 本章小结22-23
• 3 动力学基础理论与包装件数学建模23-37
• 3.1 动力学的振动理论23-25
• 3.1.1 车辆振动分析23
• 3.1.2 缓冲衬垫材料23-24
• 3.1.3 缓冲衬垫对易损零件振动的影响24
• 3.1.4 包装件的振动24-25
• 3.1.5 缓冲材料的振动传递特性25
• 3.2 动力学的冲击理论25-26
• 3.2.1 产品跌落冲击过程25
• 3.2.2 产品破损边界曲线与产品脆值25-26
• 3.3 包装件数学建模26-36
• 3.3.1 拉格朗日动力学方程26-27
• 3.3.2 服务器缓冲包装的振动分析27-32
• 3.3.3 服务器缓冲包装的冲击分析32-36
• 3.4 本章小结36-37
• 4 PC服务器包装件缓冲性能试验研究37-44
• 4.1 扫频振动试验37-39
• 4.1.1 试验目的与试验设备37
• 4.1.2 扫频振动试验原理与试验方法37-38
• 4.1.3 试验结果及分析38-39
• 4.2 包装件的冲击试验39-43
• 4.2.1 包装件跌落试验39-42
• 4.2.2 包装件水平冲击试验42-43
• 4.3 建模结果与实验结果对比43
• 4.4 本章小结43-44
• 5 PC服务器包装件的有限元振动仿真44-52
• 5.1 有限元分析方法及软件简介44-46
• 5.1.1 有限元分析与ANSYS软件44
• 5.1.2 ANSYS Workbench结构动力学分析44-46
• 5.2 服务器包装件有限元模型46-48
• 5.2.1 服务器包装件有限元模型建立46
• 5.2.2 定义单元类型及网格划分46-47
• 5.2.3 确定材料参数47
• 5.2.4 定义接触47-48
• 5.3 包装件动力学分析仿真48-51
• 5.3.1 模态分析48-49
• 5.3.2 瞬态分析49-51
• 5.4 本章小结51-52
• 结论52-54
• 参考文献54-58
• 攻读学位期间发表的学术论文58-59
• 致谢59-60

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本文编号：788663