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缓冲垫优化编辑
对一款自主设计的EPS缓冲垫进行结构优化研究。 首先使用HyperWorks和LS-DYNA做跌落分析,然后结合模拟等相关数据用OptiStruct模块进行拓扑优化,后对比优化前后结果。缓冲垫结构优化后平板电视受到的大冲击加速值小于45g,满足了缓冲保护要求。缓冲垫结构得到了优化,拓扑优化为此类问题提供了非常有益的探索和借鉴。 [2]
原始设计
某款平板电视的产品脆值为45g。选择EPS作为缓冲垫材料,缓冲垫1,2对称分布,3,4 对称分布。设计后缓冲垫 1,2 的结构相同,3,4 的结构相同。 [2] 典型缓冲包装结构主要有:通用包装技术,分为全封装结构和脚垫结构;面积调整技术,增加或减小特定方向的受力面积;不规则形状产品包装技术,有模制衬垫结构和产品固定在内部容器内结构;其他一些特殊形式的结构。平板电视的缓冲结构根据使用材料主要分为2种:单一材料结构和组合材料结构。单一材料结构主要有 EPS,EPE,EPP等3类,其中EPS,EPP结构类似,主要采用外筋式结构和U,Z型弹性结构来提高缓冲性能。EPE结构常先将其先做成平板形状,利用冲裁或手工加工成形状不一的组件,然后把各组件热合或粘合成完整的缓冲垫,但其结构压缩强度低,有时需要加强辅助结构,如在纸箱外部增加木框架,采用双层纸箱,内部四角、棱等位置使用纸角钢支撑柱等。组合材料结构是根据泡沫类材料和纸质材料各自特点按照一定规则搭配使用。常见的有EPS与蜂窝纸板组合结构和EPE与纸角钢组合结构,前者的结构特点是在已有的EPS结构外侧放置缓冲蜂窝纸板,后者是把各EPE缓冲垫单元粘连在纸角钢上面,形成EPE和纸质材料的组合件。对比发现,优化后的面 1、面3结构为筋条式结构;面2、面4、面5、面6的可设计区域材料的优化布局也呈现筋条变化趋势
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