【摘要】：金屬包裝廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品物流運(yùn)輸各個(gè)領(lǐng)域,金屬包裝箱具有強(qiáng)度高、可重復(fù)使用、易于回收、結(jié)構(gòu)簡單等特點(diǎn)。金屬包裝箱的構(gòu)件截面圖是影響金屬包裝箱承載能力的重要因素,另外,受金屬包裝箱結(jié)構(gòu)缺陷與物流運(yùn)輸環(huán)境因素影響,限制了金屬包裝箱大規(guī)模生產(chǎn)與應(yīng)用。為此,對金屬包裝箱靜動(dòng)力學(xué)分析,并結(jié)合仿真軟件計(jì)算,這對金屬包裝箱合理使用與資源節(jié)約具有重要意義。本文研究了金屬包裝箱關(guān)鍵構(gòu)件的截面幾何圖,分析構(gòu)件彎曲變形對金屬包裝箱承載能力的影響,并建立金屬包裝箱動(dòng)力學(xué)模型,通過對構(gòu)件截面圖研究,為后續(xù)金屬包裝箱結(jié)構(gòu)優(yōu)化開拓思路。首先利用Solidworks軟件完成金屬包裝箱的三維實(shí)體建模。其次根據(jù)底座面板的橫截面幾何圖形,利用平行移軸公式并以面板橫截面模型,推導(dǎo)出不同厚度面板的橫截面形心位置_Oy和截面慣性矩I_(Zo)。最后結(jié)合面板在金屬包裝箱中工況位置給出了變形位移計(jì)算式。類似地,應(yīng)用相同的方法計(jì)算出側(cè)架的豎支桿形心位置與慣性矩表達(dá)式,根據(jù)豎支桿在側(cè)架中的位置,簡化為歐拉桿模型。利用Workbench軟件分別模擬計(jì)算出波紋型面板的撓度與豎支桿壓桿臨界失穩(wěn)力,并進(jìn)行理論計(jì)算與模擬計(jì)算對比分析。建立金屬包裝箱單自由度跌落沖擊力學(xué)模型,并通過拉普拉斯變換法推導(dǎo)出其跌落沖擊位移響應(yīng)解。初步建立了底座3自由度振動(dòng)力學(xué)模型,以及金屬包裝箱的5自由度力學(xué)模型,并推導(dǎo)出力學(xué)模型的振動(dòng)微分方程組,同時(shí)通過金屬包裝箱力學(xué)模型模態(tài)分析得到其五階固有頻率。參考有關(guān)國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),借助Workbench軟件進(jìn)行模擬金屬包裝箱靜載堆碼及跌落工況�？紤]金屬包裝箱運(yùn)輸振動(dòng)并進(jìn)行模態(tài)分析,計(jì)算得出金屬包裝箱的6階固有頻率與相應(yīng)地主振型,其固有頻率依次為55.7、56.3、62.5、64.8、67.1和68.9Hz,最后通過金屬包裝箱公路運(yùn)輸環(huán)境分析評價(jià)該模態(tài)固有頻率的數(shù)值可靠性。建立金屬包裝箱側(cè)架簡化優(yōu)化模型,并探討了斜支桿與豎支桿夾角?對側(cè)架質(zhì)量大小的影響。同時(shí)研究波紋型面板截面圖對其彎曲撓度的影響,并進(jìn)行豎支桿截面拓展延伸。最后根據(jù)相關(guān)的箱式托盤標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)行模擬驗(yàn)證改進(jìn)后金屬包裝箱的可靠性。通過金屬包裝箱關(guān)鍵構(gòu)件截面圖研究、金屬包裝箱動(dòng)力學(xué)分析、以及其結(jié)構(gòu)優(yōu)化,為今后金屬包裝箱研究打下了基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：陜西科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TB482.2
【圖文】：

陜西科技大學(xué)碩士學(xué)位論文等方面都難以滿足實(shí)際應(yīng)用需求。不管是木包裝箱還是金屬包成當(dāng)中，有些關(guān)鍵組件影響包裝箱的承載能力與運(yùn)輸安全，對于提升金屬包裝箱物流運(yùn)輸安全與整箱承載強(qiáng)度，所以對包裝進(jìn)一步研究，還需要進(jìn)一步探討。卷材成型板一般是經(jīng)過酸性液洗鋼薄板后，其次再經(jīng)過熱浸鍍鋅工藝處厚度的五十分之一毫米以上鋅掩護(hù)層。從電化學(xué)角度分析，鋅空氣中能很快反應(yīng)為一層氧化膜，形成的氧化薄膜很濃密，能受于外面浸蝕。即使氧化膜破壞，由于鋅先發(fā)生氧化而維護(hù)鐵耐腐蝕性能，用鍍鋅鋼薄板做成的金屬包裝箱無須進(jìn)行外表面色可持續(xù)發(fā)展經(jīng)濟(jì)理念的提出，木包裝箱逐步淘汰的情況下，，金屬包裝箱結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性問題一直困擾金屬包鋼薄板包裝材料構(gòu)成見圖 1-1。

用鍍鋅鋼薄板做成的金屬包裝箱無須進(jìn)行持續(xù)發(fā)展經(jīng)濟(jì)理念的提出，木包裝箱逐步淘汰的情屬包裝箱結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性問題一直困擾板包裝材料構(gòu)成見圖 1-1。圖 1-1 鍍鋅鋼薄板包裝材料構(gòu)成Fig. 1-1 Galvanized steel sheet packaging material composition1—氧化層 2—鋅層 3—鋅鐵合金層 4—鋼基薄板，寬度不等的鍍鋅鋼薄板通過不同模具成型機(jī)可以的成型金屬構(gòu)件在金屬包裝箱結(jié)構(gòu)中的位置也不同型機(jī)見圖 1-2。

金屬包裝箱動(dòng)力學(xué)分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化裝材料是傳統(tǒng)的包裝材料之一，在包裝材料中占有很重要的地位，我國 20 世紀(jì) 80 年代開始迅速發(fā)展，并形成一定的加工和使用規(guī)模，目前占的四分之一左右[31]。與傳統(tǒng)木包裝材料相比，金屬包裝材料強(qiáng)度更高，需熏蒸；與傳統(tǒng)塑料包裝材料相比，金屬包裝材料不會(huì)造成環(huán)境污染，容易，因此基于以上材料特性優(yōu)點(diǎn)，金屬包裝材料被更多國內(nèi)外知名企、箱，成型金屬箱的構(gòu)件見圖 1-3。

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本文編號(hào)：2787492