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重载纸浆模塑制品的结构、性能及其工艺研究

作　者: 冒银彧
导　师: 张新昌
学　校: 江南大学
专　业: 包装工程
关键词: 重载纸浆模塑 复合双壁结构 封闭中空结构 承载性能 ANSYS模拟分析 双面吸滤成型工艺
分类号: TS767
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


纸浆模塑制品无污染、无公害,具有良好的保护性能和缓冲性能,节省资源且绿色环保,符合国际包装工业材料的发展趋势,所以应用价值已在世界范围内得到愈来愈充分地展现。但是从目前纸浆模塑包装制品的应用情况来看,其承载力一般在50kg左右,只能用于手机、电话、传真等体积小、重量轻的产品上。传统的纸浆模塑成型工艺为单面吸滤成型,这种工艺方法受模具的限制,只能生产形状规格单一的广口产品,而无法生产封闭结构形式较为复杂的产品。本文在传统纸浆模塑单元结构上进行创新,设计出两种新型单元结构——复合双壁单元结构和封闭中空单元结构,并利用试验验证以及计算机模拟等技术手段,对这两种新型结构单元的性能进行研究。此外,本文对重载纸浆模塑制品的成型工艺也进行了探讨,研究了双面吸滤成型工艺,并通过理论分析对其工艺参数进行分析。主要研究内容包括:(1)归纳传统结构单元,找出性能较好的四棱台状单元结构作为研究对象,并对其进行改进设计,形成了两种新型结构单元,并利用这两种结构设计出一种实用的重载纸浆模塑托盘。(2)对两种新型单元结构与传统四棱台单元结构进行了试验比较。结果表明,两种新型结构单元的承载性能均有所提高。对两种新型单元结果的分析表明,复合双壁结构的力学模型由传统单元结构并联组成,封闭中空结构则是串联而成。(3)用ANSYS分析软件对新型单元结构的承载性能进行模拟,并对其结构参数进行了优化,分别分析了各主要工艺参数对结构性能的影响。(4)研究了双面吸滤成型工艺的成型原理及工艺流程,在讨论双面吸滤工艺的基础上,利用多孔介质的渗流理论,对成型过程中的各主要工艺参数进行理论计算,并分析了各主要工艺参数之间的相互影响。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章 绪论  7-13
  1.1 纸浆模塑制品简介  7-8
  1.2 重载纸浆模塑制品简介  8-9
    1.2.1 重载纸浆模塑制品及其定义  8
    1.2.2 重载纸浆模塑制品的制造工艺  8-9
  1.3 国内外相关研究现状以及存在的主要问题  9-11
    1.3.1 课题相关研究现状  9-11
    1.3.2 现有研究存在的主要问题  11
  1.4 本课题研究的主要内容  11-13
第二章 重载纸浆模塑单元结构形式及典型重载制品结构设计  13-23
  2.1 纸浆模塑制品的结构设计要求与主要结构  13-14
  2.2 纸浆模塑制品的基本结构单元的归纳和选择  14-15
  2.3 重载纸浆模塑制品的结构形式  15-16
  2.4 重载纸浆模塑制品单元结构参数特性  16-17
  2.5 重载制品——纸浆模塑托盘的整体结构设计  17-21
    2.5.1 重载纸浆模塑托盘的受力情况  18
    2.5.2 重载纸浆模塑托盘的结构设计和建模  18-21
  2.6 本章小结  21-23
第三章 重载纸浆模塑单元结构的性能试验  23-33
  3.1 重载结构试样  23-25
    3.1.1 增强剂  23-24
    3.1.2 试样  24-25
  3.2 重载结构的静态压缩试验  25-27
    3.2.1 试验材料及方法  25
    3.2.2 试验结果与分析  25-27
  3.3 重载结构的综合力学性能研究  27-32
    3.3.1 重载纸浆模塑单元结构承载能力分析  27-28
    3.3.2 重载纸浆模塑单元结构缓冲性能分析  28-32
  3.4 本章小结  32-33
第四章 重载纸浆模塑单元结构的计算机模拟与参数设计  33-59
  4.1 有限元法及ANSYS 软件简介  33-34
    4.1.1 有限元法简介  33
    4.1.2 ANSYS 软件简介  33-34
  4.2 重载纸浆模塑单元结构的力学模型及参数表征  34-40
    4.2.1 重载纸浆模塑单元结构的力学模型  34-36
    4.2.2 模型参数表征及结果分析  36-40
  4.3 重载纸浆模塑单元结构计算机模拟的基本假设  40
  4.4 重载纸浆模塑单元结构的计算机模拟  40-45
    4.4.1 ANSYS 有限元模拟  41-42
    4.4.2 创建实体模型  42
    4.4.3 有限元模型的建立  42-45
  4.5 重载结构的参数设计  45-56
    4.5.1 复合双壁单元结构承载能力的主要影响因素  45-46
    4.5.2 封闭中空单元结构承载能力的主要影响因素  46-56
  4.6 封闭中空结构的承载能力分析  56-58
  4.7 本章小结  58-59
第五章 重载纸浆模塑制品的成型工艺  59-69
  5.1 重载纸浆模塑制品的成型工艺研究  59-63
    5.1.1 单面吸滤成型工艺分析  59-60
    5.1.2 双面吸滤成型工艺分析  60-63
    5.1.3 双面吸滤成型与单面吸滤成型工艺的比较  63
  5.2 重载纸浆模塑制品成型工艺参数研究  63-66
    5.2.1 重载纸浆模塑制品的工艺参数  63-64
    5.2.2 双面吸滤成型工艺参数的计算  64-66
  5.3 本章小结  66-69
第六章 结论与展望  69-71
  6.1 结论与创新  69-70
    6.1.1 结论  69
    6.1.2 创新点  69-70
  6.2 展望  70-71
致谢  71-73
参考文献  73-76
附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文  76

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中图分类: > 工业技术 > 轻工业、手工业 > 造纸工业 > 产品 > 纸制品
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