掃描儀包裝件抗壓與跌落試驗研究及有限元模擬.pdf

1、本文將傳統(tǒng)的物理試驗方法和新興的仿真模擬技術(shù)運(yùn)用于掃描儀包裝件的抗壓、跌落測試研究，獲得了表征產(chǎn)品及包裝物理性能的試驗數(shù)據(jù)及動態(tài)模擬結(jié)果，證明了仿真模擬研究方法的可靠性，為下一步產(chǎn)品及緩沖包裝優(yōu)化設(shè)計提供了充足的數(shù)據(jù)支持。
　　 以國家標(biāo)準(zhǔn)對運(yùn)輸包裝件抗壓和跌落試驗的規(guī)定為指導(dǎo)，取不同壓力值對一掃描儀包裝件進(jìn)行了兩個面的抗壓試驗，并對其進(jìn)行了三面、一棱、一角跌落試驗。運(yùn)用不同維數(shù)的應(yīng)變片、加速度傳感器和數(shù)據(jù)采集軟件Vib'SYS

2、和DAQ，分別獲得了抗壓和跌落測試中掃描儀上16個不同位置或方位的應(yīng)變變化曲線，測定了不同跌落工況下緩沖墊和掃描儀外殼上的加速度變化曲線。同時，運(yùn)用高速攝影機(jī)記錄了不同工況下包裝件的跌落過程。研究發(fā)現(xiàn)，掃描儀內(nèi)部部件的受壓或受拉作用十分微弱，包裝件在不同跌落工況下往往出現(xiàn)落地不穩(wěn)、多次晃動的情況。掃描儀線路板、稿臺玻璃及其附近殼體、上下殼部位在各跌落狀態(tài)均受到了較為嚴(yán)重的沖擊，在產(chǎn)品及緩沖包裝設(shè)計時應(yīng)給與特別考慮。
　　 運(yùn)用A

3、NSYS/LS-DYNA對包裝件抗壓跌落試驗進(jìn)行了動態(tài)顯式分析。運(yùn)用SOLIDWORKS軟件對包裝件整體建造了較為準(zhǔn)確的幾何模型：包括了掃描儀的主要部件--上蓋、原稿臺、步進(jìn)電機(jī)、掃描頭支撐滑桿、印刷電路板等，以及緩沖墊和瓦楞紙箱。該模型嚴(yán)格按照實物的尺寸、結(jié)構(gòu)來構(gòu)造，僅在個別對研究部位不太重要或未研究的地方進(jìn)行了忽略，如導(dǎo)圓角等。在仿真分析時選用了合適的材料模型，運(yùn)用殼、體顯式計算單元對模型進(jìn)行了高質(zhì)量的網(wǎng)格劃分，考慮了包裝件不同部件

4、間的接觸。對抗壓試驗的仿真，按照物理試驗施加的壓力、邊界條件進(jìn)行加載，得到了不同加壓條件下的動態(tài)響應(yīng)。對跌落試驗的仿真，運(yùn)用了Drop Test Module(DTM)模塊對有限元模型進(jìn)行解算，獲得了不同跌落工況下的動態(tài)響應(yīng)。
　　 模擬研究表明，掃描儀外殼在不同壓力下應(yīng)變普遍較小，且隨著壓力的施加，應(yīng)變從側(cè)棱處向四周逐漸擴(kuò)散。跌落模擬時掃描儀外殼產(chǎn)生的應(yīng)變明顯比受壓時增大很多。跌落狀態(tài)對掃描儀應(yīng)變分布有直接影響，面跌落比棱、角