基于ANSYS瓦楞纸板等效力学性能研究

目的为提升瓦楞纸板压缩性能仿真效率,采用有限元方法替代试验测试,以节省时间与成本,减少环境污染,促进可持续发展,为瓦楞纸箱的优化设计提供决策依据。方法从箱板纸和瓦楞原纸性能出发,对瓦楞纸板的最小单元进行1∶1建模分析,通过ANSYS对瓦楞纸板压缩性能进行仿真求解并对结果进行分析,找到一种瓦楞纸板力学性能的等效方法。利用瓦楞纸板的等效力学性能对瓦楞纸板模型进行一定程度的简化,以达到在保证一定求解精度的情况下,提高求解速度的目的。结果箱板纸和瓦楞原纸的力学性能可用双线性等向强化模型等效;瓦楞纸板压缩过程分为4个阶段:弹性、屈服、平台、密实化。通过ANSYS Workbench的Static Structure模块进行仿真,与试验结果对比,仿真能有效预测其压缩性能。简化瓦楞纸板为均质长方体后,仿真结果显示,简化模型平压有限元分析求解时间减少13%~60%,内存减少37%~62%,且模型尺寸越大,减少得越多。结论使用该方法对瓦楞纸板的压缩性能进行仿真,解决了以往通过反复试验来优化包装设计的弊端,能节约时间,降低瓦楞纸板的生产成本和减少环境污染,实现可持续发展。