HDPE結(jié)構(gòu)發(fā)泡材料性能分析及其托盤(pán)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究.pdf

1、隨著工業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和創(chuàng)新，注塑工業(yè)產(chǎn)品在人們的日常生活中使用日益廣泛，塑料產(chǎn)品的質(zhì)量就顯得十分重要。結(jié)構(gòu)發(fā)泡材料比強(qiáng)度高、抗沖擊性好被廣泛的用于塑料注塑產(chǎn)品中。本文以結(jié)構(gòu)發(fā)泡材料試樣、塑料托盤(pán)為對(duì)象，研究結(jié)構(gòu)發(fā)泡材料的力學(xué)性能，了解結(jié)構(gòu)發(fā)泡材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及性能參數(shù)，為后續(xù)結(jié)構(gòu)發(fā)泡材料相關(guān)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)奠定良好基礎(chǔ)。
　　首先課題思路來(lái)源于通用公司對(duì)結(jié)構(gòu)發(fā)泡材料（GE plastic）概述，并結(jié)合Trust公司結(jié)構(gòu)發(fā)泡材料塑料托盤(pán)

2、，研究分析結(jié)構(gòu)發(fā)泡材料。以結(jié)構(gòu)發(fā)泡材料試樣為研究對(duì)象，并根據(jù)結(jié)構(gòu)發(fā)泡材料試樣的特點(diǎn)將其等效為“工”形模型、夾層模型、回形模型、微孔模型、實(shí)體模型，并對(duì)各模型在相同條件下進(jìn)行性能分析計(jì)算，結(jié)果顯示夾層模型最適合作為結(jié)構(gòu)發(fā)泡材料的等效模型。通過(guò)結(jié)構(gòu)發(fā)泡材料試樣密度測(cè)試，計(jì)算模型各部分參數(shù)，得出夾層模型皮層密度為0.92g/cm3、芯核密度為0.56g/cm3、皮層厚度為1.4mm。利用萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)對(duì)結(jié)構(gòu)發(fā)泡試樣、原料試樣、純新料HDPE進(jìn)行三

3、點(diǎn)彎曲試驗(yàn)，得出了不同種類(lèi)材料的彎曲模量以及彎曲強(qiáng)度。
　　然后采用Pro/E建立參數(shù)化結(jié)構(gòu)發(fā)泡材料試樣模型，利用有限元分析軟件Workbench，依據(jù)參數(shù)識(shí)別思想將試樣參數(shù)ts、E1、E2作為優(yōu)化參量，以彎曲試驗(yàn)中載荷-位移值作為優(yōu)化目標(biāo)，進(jìn)行模擬彎曲試驗(yàn)分析，通過(guò)試驗(yàn)得出結(jié)構(gòu)發(fā)泡材料的相關(guān)參數(shù)值：ts=1.17mm、E1=576MPa、E2=273MPa。對(duì)比同條件下進(jìn)行結(jié)構(gòu)發(fā)泡材料試樣驗(yàn)證分析，結(jié)果誤差在5％以?xún)?nèi)，滿(mǎn)足試驗(yàn)要

4、求。將塑料托盤(pán)進(jìn)行夾層模型處理，并賦予結(jié)構(gòu)發(fā)泡材料分析參數(shù)，在workbench中進(jìn)行托盤(pán)彎曲強(qiáng)度、叉舉強(qiáng)度模擬試驗(yàn)，對(duì)比分析模擬結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果，得出托盤(pán)變形量在8mm-12mm區(qū)間誤差較小，說(shuō)明以此方法對(duì)塑料托盤(pán)受力分析具有可靠性和可行性。
　　最后以塑料托盤(pán)PRA1210為分析對(duì)象，以塑料托盤(pán)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)ISO8611為參考，在Pro/E中建立試驗(yàn)分析模型。加強(qiáng)筋是塑料托盤(pán)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中最重要的部分，第一步研究了塑料托盤(pán)加強(qiáng)筋相關(guān)參數(shù)

5、（DS_D、DS_H）與變形量的關(guān)系，同時(shí)采用Workbench中Design Exploration模塊進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化分析，得出了其加強(qiáng)筋的厚度DS_D、加強(qiáng)筋的高度DS_H、撓度W及質(zhì)量M之間的關(guān)系，研究表明在相同質(zhì)量下，高度對(duì)撓度的敏感性高于厚度，撓度的變化隨H/D的值的增大而減小。依據(jù)對(duì)塑料托盤(pán)PRA1210加強(qiáng)筋、支腿分析，參照位移、應(yīng)力云圖，進(jìn)行結(jié)構(gòu)改良設(shè)計(jì)。
　　本課題的研究目的在于能夠更進(jìn)一步認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)發(fā)泡材料，了解其