HDPE結(jié)構(gòu)發(fā)泡材料性能分析及其托盤結(jié)構(gòu)設計研究.pdf

1、隨著工業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和創(chuàng)新，注塑工業(yè)產(chǎn)品在人們的日常生活中使用日益廣泛，塑料產(chǎn)品的質(zhì)量就顯得十分重要。結(jié)構(gòu)發(fā)泡材料比強度高、抗沖擊性好被廣泛的用于塑料注塑產(chǎn)品中。本文以結(jié)構(gòu)發(fā)泡材料試樣、塑料托盤為對象，研究結(jié)構(gòu)發(fā)泡材料的力學性能，了解結(jié)構(gòu)發(fā)泡材料的結(jié)構(gòu)特點及性能參數(shù)，為后續(xù)結(jié)構(gòu)發(fā)泡材料相關(guān)產(chǎn)品的設計與開發(fā)奠定良好基礎。
　　首先課題思路來源于通用公司對結(jié)構(gòu)發(fā)泡材料（GE plastic）概述，并結(jié)合Trust公司結(jié)構(gòu)發(fā)泡材料塑料托盤

2、，研究分析結(jié)構(gòu)發(fā)泡材料。以結(jié)構(gòu)發(fā)泡材料試樣為研究對象，并根據(jù)結(jié)構(gòu)發(fā)泡材料試樣的特點將其等效為“工”形模型、夾層模型、回形模型、微孔模型、實體模型，并對各模型在相同條件下進行性能分析計算，結(jié)果顯示夾層模型最適合作為結(jié)構(gòu)發(fā)泡材料的等效模型。通過結(jié)構(gòu)發(fā)泡材料試樣密度測試，計算模型各部分參數(shù)，得出夾層模型皮層密度為0.92g/cm3、芯核密度為0.56g/cm3、皮層厚度為1.4mm。利用萬能試驗機對結(jié)構(gòu)發(fā)泡試樣、原料試樣、純新料HDPE進行三

3、點彎曲試驗，得出了不同種類材料的彎曲模量以及彎曲強度。
　　然后采用Pro/E建立參數(shù)化結(jié)構(gòu)發(fā)泡材料試樣模型，利用有限元分析軟件Workbench，依據(jù)參數(shù)識別思想將試樣參數(shù)ts、E1、E2作為優(yōu)化參量，以彎曲試驗中載荷-位移值作為優(yōu)化目標，進行模擬彎曲試驗分析，通過試驗得出結(jié)構(gòu)發(fā)泡材料的相關(guān)參數(shù)值：ts=1.17mm、E1=576MPa、E2=273MPa。對比同條件下進行結(jié)構(gòu)發(fā)泡材料試樣驗證分析，結(jié)果誤差在5％以內(nèi)，滿足試驗要

4、求。將塑料托盤進行夾層模型處理，并賦予結(jié)構(gòu)發(fā)泡材料分析參數(shù)，在workbench中進行托盤彎曲強度、叉舉強度模擬試驗，對比分析模擬結(jié)果和試驗結(jié)果，得出托盤變形量在8mm-12mm區(qū)間誤差較小，說明以此方法對塑料托盤受力分析具有可靠性和可行性。
　　最后以塑料托盤PRA1210為分析對象，以塑料托盤試驗標準ISO8611為參考，在Pro/E中建立試驗分析模型。加強筋是塑料托盤結(jié)構(gòu)設計中最重要的部分，第一步研究了塑料托盤加強筋相關(guān)參數(shù)

5、（DS_D、DS_H）與變形量的關(guān)系，同時采用Workbench中Design Exploration模塊進行參數(shù)優(yōu)化分析，得出了其加強筋的厚度DS_D、加強筋的高度DS_H、撓度W及質(zhì)量M之間的關(guān)系，研究表明在相同質(zhì)量下，高度對撓度的敏感性高于厚度，撓度的變化隨H/D的值的增大而減小。依據(jù)對塑料托盤PRA1210加強筋、支腿分析，參照位移、應力云圖，進行結(jié)構(gòu)改良設計。
　　本課題的研究目的在于能夠更進一步認識結(jié)構(gòu)發(fā)泡材料，了解其