本文關(guān)鍵詞：具有桿式易損件的包裝系統(tǒng)動力學(xué)特性研究

  更多相關(guān)文章： 懸臂梁 簡支梁 易損件 有限單元 有限差分 包裝系統(tǒng) 沖擊特性 破損邊界

【摘要】：經(jīng)濟全球化背景下,商品流通距離更遠、經(jīng)歷環(huán)境更加復(fù)雜,對產(chǎn)品緩沖包裝要求更高。產(chǎn)品不同,材料、結(jié)構(gòu)等特性不同,緩沖包裝的要求不同。而緩沖包裝設(shè)計的理論基礎(chǔ)是包裝系統(tǒng)的力學(xué)模型、環(huán)境特點、材料力學(xué)特性、系統(tǒng)動力學(xué)特性和破損評價方法。目前,緩沖包裝動力學(xué)研究主要集中在“脆性”產(chǎn)品包裝系統(tǒng)簡化而來的質(zhì)量-彈簧系統(tǒng),對考慮粘彈性特性的產(chǎn)品包裝系統(tǒng)研究較少。本文研究對象為具有彈性桿易損件的包裝系統(tǒng),建立系統(tǒng)的力學(xué)模型,研究系統(tǒng)動力學(xué)特性,分析彈性易損件破損機理,建立系統(tǒng)跌落破損評價理論。首先,針對具有彈性桿易損件的包裝系統(tǒng),建立彈性體-剛體力學(xué)模型,分別利用有限單元法和經(jīng)典力學(xué)理論建立系統(tǒng)的動力學(xué)方程。其次,考慮系統(tǒng)方程的復(fù)雜性,解析解難以獲得。利用有限單元法和有限差分法,設(shè)計系統(tǒng)動力學(xué)方程的數(shù)值求解方法。分析具有不同類型易損件的線性系統(tǒng)自振特點,探究耦合作用和集中質(zhì)量大小對系統(tǒng)自振的影響。第三,研究三次非線性系統(tǒng),在跌落沖擊下動力學(xué)響應(yīng)特性。建立系統(tǒng)跌落沖擊動力學(xué)模型和運動方程,基于有限單元法、有限差分法和龍格-庫塔法分析產(chǎn)品易損件跌落沖擊位移、加速度和內(nèi)應(yīng)力響應(yīng)分布特點。分析了耦合作用、集中質(zhì)量大小和主體頻率對系統(tǒng)響應(yīng)的影響規(guī)律。結(jié)果表明,易損件絕對位移沿長度方向分布不明顯,而相對位移沿長度方向變化明顯;懸臂梁類易損件最大加速度出現(xiàn)在自由端,而最大內(nèi)應(yīng)力發(fā)生在根部,簡支梁類易損件最大加速度和內(nèi)應(yīng)力均位于中點位置;易損件的結(jié)構(gòu)不同,主體和易損件之間耦合作用、集中質(zhì)量大小和主體頻率,對易損件和主體的動力響應(yīng)的影響也不相同。對比發(fā)現(xiàn),兩種數(shù)值求解方法對具有桿式易損件的包裝系統(tǒng),具有很好的準確度和適應(yīng)性;且有限單元法的精度和求解效率更高。結(jié)論對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計具有重要啟示意義。最后,研究系統(tǒng)的跌落破損評價。考慮彈性桿的材料和結(jié)構(gòu)特點,提出有別于傳統(tǒng)“脆值”理論的破損評價指標,建立破損評價方程,得到系統(tǒng)跌落沖擊破損邊界曲線。分析了集中質(zhì)量大小、主體頻率和不同破損率對系統(tǒng)安全區(qū)域的影響,可為此類產(chǎn)品緩沖包裝設(shè)計提供依據(jù)和手段。
【關(guān)鍵詞】：懸臂梁 簡支梁 易損件 有限單元 有限差分 包裝系統(tǒng) 沖擊特性 破損邊界
【學(xué)位授予單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TB48
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-15
• 1.1 本課題的研究背景及意義8-9
• 1.1.1 課題的研究背景8
• 1.1.2 研究目的及意義8-9
• 1.2 現(xiàn)有研究概況9-13
• 1.2.1 考慮易損件的線性包裝系統(tǒng)動力學(xué)特性研究9-10
• 1.2.2 非線性包裝系統(tǒng)動力學(xué)特性研究10-12
• 1.2.3 具有彈性部件系統(tǒng)的動力學(xué)特性研究12-13
• 1.3 本課題的研究目標及內(nèi)容13-14
• 1.3.1 研究目標13
• 1.3.2 主要研究內(nèi)容13-14
• 1.4 本章小結(jié)14-15
• 第二章 具有桿式易損件的包裝系統(tǒng)動力學(xué)模型15-21
• 2.1 力學(xué)模型簡化15-16
• 2.2 易損件動力學(xué)方程16-20
• 2.2.1 有限單元法16-18
• 2.2.2 歐拉-伯努利梁18-20
• 2.3 主體動力學(xué)方程20
• 2.4 本章小結(jié)20-21
• 第三章 具有桿式易損件的包裝系統(tǒng)自振特性21-41
• 3.1 易損件自振動力學(xué)方程及求解21-30
• 3.1.1 有限單元法21-24
• 3.1.2 有限差分法24-30
• 3.2 主體自振動力學(xué)方程及求解30-32
• 3.3 系統(tǒng)自振特性算例分析32-40
• 3.3.1 懸臂梁易損件包裝系統(tǒng)的自振特性32-36
• 3.3.2 簡支梁易損件包裝系統(tǒng)的自振特性36-40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 第四章 具有桿式易損件的包裝系統(tǒng)跌落沖擊特性41-55
• 4.1 跌落沖擊力學(xué)模型41-42
• 4.2 易損件動力學(xué)方程及求解42-43
• 4.2.1 有限單元法42
• 4.2.2 有限差分法42-43
• 4.3 主體動力學(xué)方程及求解43-44
• 4.4 系統(tǒng)跌落沖擊特性算例分析44-54
• 4.4.1 懸臂梁易損件包裝系統(tǒng)的跌落沖擊特性44-49
• 4.4.2 簡支梁易損件包裝系統(tǒng)的跌落沖擊特性49-54
• 4.5 本章小結(jié)54-55
• 第五章 系統(tǒng)跌落破損評價55-64
• 5.1 跌落破損評價方程55-58
• 5.2 跌落破損邊界曲線58-63
• 5.2.1 集中質(zhì)量大小對跌落破損的影響58-60
• 5.2.2 主體頻率對跌落破損的影響60-62
• 5.2.3 基于破損率跌落破損邊界曲線62-63
• 5.3 本章小結(jié)63-64
• 第六章 總結(jié)與展望64-66
• 6.1 本文總結(jié)64-65
• 6.2 創(chuàng)新點65
• 6.3 工作展望65-66
• 致謝66-67
• 參考文獻67-70
• 附錄： 作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文70

【參考文獻】

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本文編號：534412