掃描儀包裝件抗壓與跌落試驗研究及有限元模擬.pdf

1、本文將傳統(tǒng)的物理試驗方法和新興的仿真模擬技術運用于掃描儀包裝件的抗壓、跌落測試研究，獲得了表征產品及包裝物理性能的試驗數(shù)據(jù)及動態(tài)模擬結果，證明了仿真模擬研究方法的可靠性，為下一步產品及緩沖包裝優(yōu)化設計提供了充足的數(shù)據(jù)支持。
　　 以國家標準對運輸包裝件抗壓和跌落試驗的規(guī)定為指導，取不同壓力值對一掃描儀包裝件進行了兩個面的抗壓試驗，并對其進行了三面、一棱、一角跌落試驗。運用不同維數(shù)的應變片、加速度傳感器和數(shù)據(jù)采集軟件Vib'SYS

2、和DAQ，分別獲得了抗壓和跌落測試中掃描儀上16個不同位置或方位的應變變化曲線，測定了不同跌落工況下緩沖墊和掃描儀外殼上的加速度變化曲線。同時，運用高速攝影機記錄了不同工況下包裝件的跌落過程。研究發(fā)現(xiàn)，掃描儀內部部件的受壓或受拉作用十分微弱，包裝件在不同跌落工況下往往出現(xiàn)落地不穩(wěn)、多次晃動的情況。掃描儀線路板、稿臺玻璃及其附近殼體、上下殼部位在各跌落狀態(tài)均受到了較為嚴重的沖擊，在產品及緩沖包裝設計時應給與特別考慮。
　　 運用A

3、NSYS/LS-DYNA對包裝件抗壓跌落試驗進行了動態(tài)顯式分析。運用SOLIDWORKS軟件對包裝件整體建造了較為準確的幾何模型：包括了掃描儀的主要部件--上蓋、原稿臺、步進電機、掃描頭支撐滑桿、印刷電路板等，以及緩沖墊和瓦楞紙箱。該模型嚴格按照實物的尺寸、結構來構造，僅在個別對研究部位不太重要或未研究的地方進行了忽略，如導圓角等。在仿真分析時選用了合適的材料模型，運用殼、體顯式計算單元對模型進行了高質量的網(wǎng)格劃分，考慮了包裝件不同部件

4、間的接觸。對抗壓試驗的仿真，按照物理試驗施加的壓力、邊界條件進行加載，得到了不同加壓條件下的動態(tài)響應。對跌落試驗的仿真，運用了Drop Test Module(DTM)模塊對有限元模型進行解算，獲得了不同跌落工況下的動態(tài)響應。
　　 模擬研究表明，掃描儀外殼在不同壓力下應變普遍較小，且隨著壓力的施加，應變從側棱處向四周逐漸擴散。跌落模擬時掃描儀外殼產生的應變明顯比受壓時增大很多。跌落狀態(tài)對掃描儀應變分布有直接影響，面跌落比棱、角