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瓦楞纸箱/珍珠棉包装主机跌落分析

电子产品包装通常有三层包装,包装袋,泡沫以及纸箱。包装袋通常起到防止产品磨损的作用,泡沫和纸箱主要起缓冲保护作用。之前做过单纯泡沫包装的主机跌落分析,主要原因是之前没有对包装纸箱做过多研究,对其本构模型以及材料性能研究不够透彻。最近,因工作需要,特意对瓦楞包装纸箱做了一些材料方面的研究,对其材料性能计算给出了一套较为准确的计算方法。今天将其考虑到保护主机效果中,再次对主机跌落做一个简单的分析。由于瓦楞纸板材料性能计算过程较为复杂,公式较多,因此,文中未具体介绍。

瓦楞纸箱简要介绍:瓦楞纸箱通常由面板及瓦楞通过胶接方式连接在一起,形成立体空间结构,面板及瓦楞均有原纸制作而成。原纸是一种正交各项异性材料,其成因来源于原纸制作过程中纸浆流动导致纤维沉淀,大体形成一种类似叠层的材料,其厚度方向与面内材料性能存在较大差异,面内性能可以看作一致。当原纸制作瓦楞后,其材料性能在几何非线性的作用下再次发生变。因此,最终形成的瓦楞纸箱是一种较为复杂的非线性材料结构。

瓦楞纸板结构

案例介绍:某机箱利用瓦楞包装纸箱和EPS泡沫包装,形成一种包装结构,机箱由1m位置自由跌落,研究包装结构的保护效果。

主机包装结构

仿真模型

瓦楞纸箱材料参数

分析过程与之前单纯EPS包装主机跌落过程基本一致,只是需要对瓦楞纸箱进行各向异性材料属性设置。注意纸箱六个面参数设置均不一样。

材料属性设置

分析结果:

应力结果

应变结果

总结:1.瓦楞纸箱材料参数需要通过实验或者理论计算获取,其理论计算过程需要考虑原纸材料非线性以及瓦楞几何非线性;2.分析过程中,EPS泡沫被压缩,机箱会与瓦楞纸箱发生一次碰撞,碰撞点正好为纸箱底面与地板接触的瞬间,此时机箱应力较大,(如果此时纸箱底面未与地板发生接触,机箱应力理论上会小很多)。3.如要获取其他接触力以及能量变化等曲线结果,可以进一步在分析输出设置以及后处理中提取。

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