包装工程 PACKAGINGENGINEERINGVo.l27No.62006.12

设计与物流

基于ANSYS的产品缓冲包装的分析与设计

陈满儒,张波涛

(陕西科技大学,咸阳712081)

摘要:以被包装产品的计算机模型为研究对象,以有限元分析软件ANSYS为平台,通过对产品的静态和动态的仿真分析来确定产品的脆值、固有频率等缓冲包装设计的重要参数,并以此为设计依据,来设计产品的缓冲包装衬垫和外包装箱。在设计产品缓冲包装的同时,可以通过ANSYS的优化分析模块对缓冲包装进行优化分析,以避免过度包装并节省包装成本。该研究可以大大缩短并简化缓冲包装的设计流程,其结果也更为科学可靠。

关键词:有限单元法;脆值;固有频率;缓冲包装;优化设计

中图分类号:TB485.1 文献标识码:A 文章编号:1001-3563(2006)06-0206-03

AnalysisandDesignofProductCushionPackagingSystemviaANSYS

CHENMan ru,ZHANGBo tao

(ShaanxiUniversityofScience&Technology,Xianyang712081,China)

Abstract:FiniteelementanalyticalsoftwareANSYSwastakenasplatformandthegeometricalmodelofaproductwastakenasanobjectivetogetitsprimaryparameterssuchasfragility,naturalfrequencies,etc.throughthestatic&dynamicsimulationandanalysisoftheproduct.Basedontheseparameters,thecushionandouterpackagingcaseofproductwascreated.Atthesametime,thepackagingoptimizationcanalsobefulfilledviaANSYStoavoidtheover packageandsavecost.Thisresearchwascharacterizedbyshorteningandsimplifyingthedesignperiodofproductpackagecushioningsystem,andprovidesamorescientificandsoundpackage.

Keywords:finiteelementmethod;fragility;naturalfrequency;cushiondesign;optimization

目前,我国的包装工业已形成一个以包装材料和机械为主要构成,拥有现代化技术和装备,门类较齐全的现代工业体系。我国的包装工业总年产值已达3000多亿元,在我国40多个行业的排名中已从最后一位升至第12位[1]。

据统计,2004年我国包装工业创造了可喜的成绩,总产值达3283亿元[2],同比增长14%左右。但同时,其中由于包装不善等原因造成商品经济损失的价值每年仍有140亿元之巨。其中因运输包装不当发生在运输过程的损失占80%左右[3]。这些产品涉及蔬菜、机电产品、玻陶制品等,给用户及厂家都造成了严重的经济损失。因此,这就在客观上要求我们利用缓冲包装技术,从根本上来解决产品在运输、装卸和存储中产生的大量破损、散失、变质、渗漏污染等问题。

究范畴就是分析商品及其包装在流通过程中受到的破损程度,找出破损的原因,提出改进包装设计的最佳方案。其核心是研究商品及其包装在运输和存储期间所受到的力的变化规律[4]。

传统的缓冲包装设计一般依据1986年美国Lansmont公司根据五步法(由美国MTS公司和密歇根州立大学包装学院于20世纪70年代提出)改进而成的缓冲包装设计6步法来进行:

(1)确定产品的流通环境条件;(2)确定产品脆值;(3)如果发现产品脆值偏低,应考虑重新设计产品中的关键件结构,提高其脆值;(4)根据产品脆值和缓冲材料特性设计缓冲材料的结构和确定其最佳尺寸;(5)设计并制作原型包装结构;(6)按国家标准规定或客户要求的条件,试验评价原型包装。如果试验结果与设计的预期结果不一致,重复上述步骤,直到满意为止。

设计缓冲包装的主要目的有2个:一是如何设计产品的缓

做为包装工程学科的一个主要分支,缓冲包装动力学的研收稿日期:2006 08 22

作者简介:陈满儒(1957-),男,陕西耀县人,陕西科技大学教授,主要从事包装和包装技术与设备方面的教学和研究。

冲包装结构,提高产品在运输过程中的安全性;另一个是如何

1 传统的缓冲包装设计中存在的问题

206