本文選題：空氣襯墊 + 剛度特性　； 參考：《哈爾濱商業(yè)大學(xué)》2014年碩士論文

【摘要】：空氣襯墊是將塑料薄膜分隔成一定寬度的柱狀氣室,充入一定壓力的空氣而制成的新型緩沖包裝材料。由于其重量輕、成本低,且具有良好的彈性和抗沖擊性而得到越來越多的應(yīng)用。與其廣泛的應(yīng)用相比,目前對空氣墊的理論研究相對滯后,空氣墊的緩沖包裝設(shè)計大多處于經(jīng)驗和模仿設(shè)計狀態(tài)。本文以空氣襯墊的緩沖包裝防護性能為研究對象,通過理論分析、沖擊試驗和跌落仿真分析,研究跌落高度、充氣壓力和氣室寬度對氣墊緩沖防護性能的影響,為氣墊的緩沖包裝設(shè)計提供理論依據(jù)。 首先通過對單氣柱的壓縮變形分析,得出氣柱的壓縮變形與有效承載面積和動態(tài)體積的關(guān)系式。運用空氣熱力學(xué)理論,建立了空氣襯墊沖擊壓縮過程的力學(xué)模型,得出空氣墊在沖擊載荷作用下的動態(tài)壓力和剛度計算公式,為空氣襯墊的緩沖機理和試驗結(jié)果分析奠定了基礎(chǔ)。 通過能量轉(zhuǎn)換方程和氣墊剛度特性,分析了空氣襯墊在跌落沖擊載荷作用下的緩沖防護機理。氣墊通過沖擊變形儲存的彈性勢能和透射反射能,使包裝件產(chǎn)生回彈發(fā)生多次沖擊,消耗包裝件的沖擊勢能,從而對包裝件起到緩沖防護作用。 增大氣墊的充氣壓力可減小氣墊承受的一次沖擊載荷,提高氣墊的緩沖性能,但過大的充氣壓力也使回彈沖擊次數(shù)增多而使氣墊的防護性能受到不利影響。 通過對20cm、45cm、60cm、80cm跌落高度,重量為7.5kg的包裝件進行跌落沖擊試驗,驗證了理論分析的正確性。從試驗數(shù)據(jù)的沖擊載荷峰值、最大應(yīng)力、總變形能、緩沖系數(shù)等參數(shù)指標,得到該條件下獲得較好緩沖性能的氣墊初始充氣壓力的優(yōu)先取值順序為80kPa、60kPa、40kPa,即：增大充氣壓力可減小空氣襯墊的初次沖擊載荷,提高氣墊的緩沖防護性能。 在上述條件下,通過試驗數(shù)據(jù)分析了氣室寬度對緩沖性能的影響,結(jié)果表明,在相同的跌落高度和充氣壓力下,包裝件的重量為7.5kg時,獲得較好緩沖性能的氣室寬度優(yōu)先取值順序為50mm、40mm、30mm。 利用ABAQUS軟件建立了液晶顯示器包裝件的跌落仿真模型,經(jīng)跌落沖擊仿真分析,得出4.5kg包裝件,跌落高度為80cm時,氣墊充氣壓力的取值范圍分別為：A30：50-100kPa;A40：40-90kPa；A50：40-80kPa。 本文的研究結(jié)果可為空氣緩沖襯墊的包裝設(shè)計提供參考依據(jù),具有理論意義和工程實用價值。
[Abstract]:Air liner is a new kind of cushioning packaging material, which is made by separating plastic film into columnar chamber of certain width and filling certain pressure air. Because of its light weight, low cost, good elasticity and impact resistance, it has been applied more and more. Compared with its wide application, the theoretical research of air cushion is relatively lagging behind, and the cushioning packaging design of air cushion is mostly in the state of experience and imitation design. In this paper, the effects of drop height, inflatable pressure and air chamber width on cushion protection performance of air cushion were studied by theoretical analysis, impact test and drop simulation analysis. It provides theoretical basis for cushioning packaging design of air cushion. Firstly, by analyzing the compression deformation of a single gas column, the relationship between the compression deformation and the effective bearing area and dynamic volume is obtained. Based on the theory of air thermodynamics, the dynamic pressure and stiffness calculation formula of air cushion under impact load is established. It lays a foundation for the cushioning mechanism of air liner and the analysis of test results. Based on the energy conversion equation and the stiffness characteristics of air cushion, the cushioning and protection mechanism of air cushion under drop impact load is analyzed. Through the elastic potential energy and transmission reflection energy stored by impact deformation, the air cushion can make the package rebound many times, consume the impact potential energy of the package, and thus play the role of buffer and protection to the package. Increasing the inflatable pressure of the air cushion can reduce the primary impact load and improve the cushion performance. However, too much inflatable pressure also increases the rebound impact times and adversely affects the protection performance of the air cushion. The accuracy of the theoretical analysis was verified by the drop impact test on the package with a drop height of 20 cm ~ 45 cm ~ (60) cm ~ (-1) and a drop height of 80 cm ~ (-1) and weight of 7.5kg. From the test data of the impact load peak, maximum stress, total deformation energy, buffer coefficient and other parameters, The priority order of initial inflatable pressure of air cushion is 80kPa60kPa40kPa. that is to say, the initial impact load of air cushion can be reduced by increasing inflatable pressure, and the cushion and protection performance of air cushion can be improved. Under the above conditions, the influence of chamber width on the buffer performance is analyzed by experimental data. The results show that under the same drop height and inflatable pressure, the weight of the package is 7.5kg. The preferred order of air chamber width for better buffer performance is 50mm / 40mm / 30mm. The drop simulation model of liquid crystal display packaging is established by Abaqus software. The drop impact simulation analysis shows that when the drop height of 4.5kg package is 80cm, the range of inflatable pressure of air cushion is as follows: A30: 50-100kPaA40: 40-90kPaA50: 40-80kPa. The results of this paper can provide a reference for the packaging design of air cushioning liners, and have theoretical significance and practical engineering value.
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱商業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TB485.1

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本文編號：2014161