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1、l02西安理工大學(xué)學(xué)報JournalofXi’anUniversityofTechnology(2011)Vo1．27No．1文章編號：1006-4710(2011)O1-0102-05塑料周轉(zhuǎn)箱結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能研究武麗麗，黃穎為(西安理工大學(xué)印刷包裝工程學(xué)院，陜西西安710048)摘要：運(yùn)用3D繪圖軟件Pro／E，建立了塑料周轉(zhuǎn)箱的三維實(shí)體模型，應(yīng)用CAE軟件ANSYS對周轉(zhuǎn)箱的結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析，分另·l求出各結(jié)構(gòu)因素對周轉(zhuǎn)箱力學(xué)性能的影響，進(jìn)而確定出最優(yōu)結(jié)構(gòu)尺寸。關(guān)鍵詞：ANSYS；塑料周轉(zhuǎn)箱；有限元分析中圖分類號：
2、TB482．2文獻(xiàn)標(biāo)志碼：AResearchOHStructuralDesignandMechanicsofPlasticContainerWULili．HUANGYingwei(FacultyofPrintingandPackagingEngineering，Xi’anUniversityofTechnology，Xi’an710048，China)Abstract：The3DdrawingsoftwarePro／Eisusedtoestablishthe3Dsolidmodelfortheplasticcontain
3、．er．Also，CAEsoftwareANSYSisemployedtocarryoutthefiniteelementanalysisofplasticcontainerstructure．Meanwhiletheeffectsoffactorsofeachstructureuponthemechanicalpropertiesofl~lasticcon—tainerareobtained，wherebytheoptimalstructuralsizesaredetermined．Keywords：ANSYS；pla
4、sticcontainer；finiteelementanalysis目前國內(nèi)外對周轉(zhuǎn)箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計一般是由經(jīng)1建立有限元模型及求解驗(yàn)得出的尺寸標(biāo)準(zhǔn)和范圍確定的，通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)問題再對設(shè)計方案加以改進(jìn)。一般來說，產(chǎn)品的尺寸1．1幾何模型的建立及相關(guān)結(jié)構(gòu)要素的組合對產(chǎn)品的力學(xué)安全性的影本文研究的對象為某塑料制品廠用塑料垃圾響最大，傳統(tǒng)的方法并不能確定它們的影響情況。生產(chǎn)的果蔬周轉(zhuǎn)箱。結(jié)構(gòu)參數(shù)為：長440mm，寬因此，采用有限元分析法對產(chǎn)品進(jìn)行強(qiáng)度、剛度檢300mm，高240mm，壁厚2mm。由于周轉(zhuǎn)箱結(jié)構(gòu)比驗(yàn)，估算承載能力及對
5、產(chǎn)品的設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化是必要較復(fù)雜，同時在分析過程中需要不斷修改尺寸，因的，也是有效的。本文運(yùn)用Pro／E2．0軟件建立了此首先在Pro／E里建模，再導(dǎo)人ANSYS中進(jìn)行網(wǎng)格塑料周轉(zhuǎn)箱的3D實(shí)體模型，應(yīng)用ANSYS對箱體的劃分uj。周轉(zhuǎn)箱模型如圖1所示。結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析，得出各結(jié)構(gòu)因素對周轉(zhuǎn)箱強(qiáng)1．2確定單元類型度的影響，為周轉(zhuǎn)箱的改進(jìn)設(shè)計提供依據(jù)。本文選用Solid92單元。Solid92是3維l0節(jié)點(diǎn)塑料周轉(zhuǎn)箱的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，使得模型的建四面體結(jié)構(gòu)實(shí)體，具有二次位移，適用于模擬不規(guī)立、求解和分析大都比較困難，因此在討論
6、結(jié)構(gòu)強(qiáng)則網(wǎng)格(譬如由各種各樣的CAD／CAM系統(tǒng)產(chǎn)生)。度影響因素的時候可以對模型適當(dāng)簡化，其他條件該元素由10個節(jié)點(diǎn)定義，每個節(jié)點(diǎn)3個自由度：、相同，討論其中一個參數(shù)如高度、長寬比、厚度等對Y、方向。具有塑性、膨脹及應(yīng)力強(qiáng)化、大變形、大其應(yīng)力分布的影響，得到周轉(zhuǎn)箱的力學(xué)特性和參數(shù)應(yīng)變能力J。最優(yōu)值，完成周轉(zhuǎn)箱改進(jìn)設(shè)計。收稿日期：2010．11-08基金項(xiàng)目：陜西省教育廳專項(xiàng)基金資助項(xiàng)目(09JK620)。作者簡介：武麗麗(1986一)，女，河南焦作人，碩士。E-mail：crystal21ily@163．con。黃穎為
7、(1962·)，女，陜西周至人，教授，研究方向?yàn)榘b印刷質(zhì)量控制與防偽。E-mail：huangywl2@163．eom。武麗麗等：塑料周轉(zhuǎn)箱結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能研究103圖1塑料周轉(zhuǎn)箱3D模型圖3塑料周轉(zhuǎn)箱變形圖Fig．1Plasticcontainer3DmodelFig．3Plasticcontainerdeformationfigure1．3添加材料常數(shù)箱主要受到的是堆碼載荷。為簡化求解，假定為上通過試驗(yàn)測得材料的性能參數(shù)為：彈性模量表面均勻分布的靜壓力(受力變形圖見圖3)。分析E=1．1GPa，泊松比=0．25，材料
8、密度P=0．9前先使用抗壓試驗(yàn)機(jī)對周轉(zhuǎn)箱進(jìn)行抗壓試驗(yàn)，測得g／m，許用應(yīng)力[or]。=13．5MPa。周轉(zhuǎn)箱的屈服載荷和正常載荷下的最大變形量，根1．4劃分網(wǎng)格據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，周轉(zhuǎn)箱達(dá)到屈服時承受的極限壓力JP：本文采用智能網(wǎng)格劃分工具“Smartsize”。在很為0．5MPa，變形量約為7．8mm。周轉(zhuǎn)箱正常堆碼多情況
