基于動力學的PC服務器運輸包裝件緩沖性能評價
本文關鍵詞:基于動力學的PC服務器運輸包裝件緩沖性能評價
【摘要】:隨著市場經濟的繁榮和物流業(yè)的快速發(fā)展,產品緩沖包裝越來越重要,欠包裝會造成產品損壞,過包裝會造成資源浪費,研究探索產品的合理包裝具有重要意義。由于PC服務器的脆性較大,所能承受的沖擊加速度值比較低,受外界激勵的影響明顯,在運輸、倉儲、裝卸搬運過程中,由于受到外部振動或沖擊激勵作用,PC服務器可能發(fā)生破損,因此對PC服務器的緩沖包裝進行評價具有重要意義。本文首先對PC服務器包裝件的流通環(huán)境進行研究,分析其在流通過程中可能經歷的振動與沖擊環(huán)境,分析產品的受力與破損形式,采用經驗公式估算法與類比法相結合的方式確定產品脆值。其次,根據動力學的振動理論和沖擊理論,利用拉格朗日方程,建立了PC服務器的考慮緩沖襯墊阻尼的三維六自由度動力學模型,并求解了包裝件的固有頻率、基礎簡諧激勵時的受迫振動、包裝件跌落沖擊的響應和包裝件平動速度沖擊的響應,接著對實驗包裝件進行了掃頻振動實驗、跌落沖擊實驗和水平沖擊實驗,分別得到了包裝件的固有頻率、共振時的響應加速度、跌落沖擊響應加速度和水平沖擊響應加速度等結果,將實驗結果與動力學建模結果對比,驗證動力學模型的正確性,并分析誤差產生的原因。其中緩沖包裝件的固有頻率、水平沖擊的加速度響應的誤差均在15%以內,說明該模型能較好反映包裝件的力學特性,但是由于沒有考慮緩沖襯墊的非線性緩沖特性、沒有考慮外包裝箱的緩沖作用等原因,跌落沖擊的加速度響應誤差較大,約為17.40%。最后,根據包裝件特性,利用Solid Works軟件建立PC服務器緩沖包裝的三維實體模型,導入到ANSYS Workbench中建立有限元模型,對模型進行模態(tài)分析和瞬態(tài)動力學分析,得到服務器包裝件的加速度響應曲線,觀察掃頻振動試驗和ANSYS有限元仿真可知二者趨勢一致,數值相差較小,說明該模型反映了包裝件的主要特征,能夠較好反映包裝件的振動特性。通過仿真結果可見,緩沖包裝越靠近上部加速度響應越大、等效應力越小,在進行包裝設計及改進時應予以考慮。
【關鍵詞】:PC服務器 動力學 緩沖包裝評價
【學位授予單位】:東北林業(yè)大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2016
【分類號】:TB48
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-9
- 1 緒論9-14
- 1.1 研究背景及意義9
- 1.2 國內外研究現狀9-12
- 1.2.1 包裝件動力學模型9-10
- 1.2.2 包裝件振動試驗10-11
- 1.2.3 包裝件跌落試驗11
- 1.2.4 產品緩沖材料11-12
- 1.3 主要研究內容12-13
- 1.4 創(chuàng)新點13-14
- 2 PC服務器包裝件流通過程特性分析14-23
- 2.1 包裝件的流通環(huán)境14-15
- 2.2 包裝件的沖擊環(huán)境15-16
- 2.3 包裝件的振動環(huán)境16-20
- 2.3.1 簡諧振動16-19
- 2.3.2 隨機振動19-20
- 2.4 PC服務器的易損性分析20-22
- 2.4.1 PC服務器的破損形式及受力分析20-21
- 2.4.2 PC服務器的脆值確定21-22
- 2.5 本章小結22-23
- 3 動力學基礎理論與包裝件數學建模23-37
- 3.1 動力學的振動理論23-25
- 3.1.1 車輛振動分析23
- 3.1.2 緩沖襯墊材料23-24
- 3.1.3 緩沖襯墊對易損零件振動的影響24
- 3.1.4 包裝件的振動24-25
- 3.1.5 緩沖材料的振動傳遞特性25
- 3.2 動力學的沖擊理論25-26
- 3.2.1 產品跌落沖擊過程25
- 3.2.2 產品破損邊界曲線與產品脆值25-26
- 3.3 包裝件數學建模26-36
- 3.3.1 拉格朗日動力學方程26-27
- 3.3.2 服務器緩沖包裝的振動分析27-32
- 3.3.3 服務器緩沖包裝的沖擊分析32-36
- 3.4 本章小結36-37
- 4 PC服務器包裝件緩沖性能試驗研究37-44
- 4.1 掃頻振動試驗37-39
- 4.1.1 試驗目的與試驗設備37
- 4.1.2 掃頻振動試驗原理與試驗方法37-38
- 4.1.3 試驗結果及分析38-39
- 4.2 包裝件的沖擊試驗39-43
- 4.2.1 包裝件跌落試驗39-42
- 4.2.2 包裝件水平沖擊試驗42-43
- 4.3 建模結果與實驗結果對比43
- 4.4 本章小結43-44
- 5 PC服務器包裝件的有限元振動仿真44-52
- 5.1 有限元分析方法及軟件簡介44-46
- 5.1.1 有限元分析與ANSYS軟件44
- 5.1.2 ANSYS Workbench結構動力學分析44-46
- 5.2 服務器包裝件有限元模型46-48
- 5.2.1 服務器包裝件有限元模型建立46
- 5.2.2 定義單元類型及網格劃分46-47
- 5.2.3 確定材料參數47
- 5.2.4 定義接觸47-48
- 5.3 包裝件動力學分析仿真48-51
- 5.3.1 模態(tài)分析48-49
- 5.3.2 瞬態(tài)分析49-51
- 5.4 本章小結51-52
- 結論52-54
- 參考文獻54-58
- 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文58-59
- 致謝59-60
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,本文編號:788663
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