大尺寸冰箱运输包装设计与仿真分析

目的以某品牌四开门冰箱为研究对象,基于缓冲包装“五步法”,通过结构设计和仿真分析对冰箱包装进行优化改善,为大尺寸冰箱设计更合理的运输包装方案。方法通过拓扑优化方法研究底垫材料的最优分布,以优化结果指导底垫结构设计;运用仿真软件ANSYS对冰箱包装件进行跌落仿真分析,并结合可靠性试验,验证包装新方案的可靠性。结果得到包装件的面跌落、棱跌落、角跌落响应加速度峰值分别为28.2g、20.3g、16.8g,均小于许用脆值40g,对比跌落试验采集到的数据与仿真数据,验证了仿真分析的可靠性;优化后底垫质量为0.46kg,相较于初步设计质量(0.72kg)减少了约36%,每套包材成本降低了13.69元,降幅约9.8%。结论应用拓扑优化及有限元仿真的方法,对冰箱包装设计方案进行改进,减少了物理试验的次数,缩短了包装研发周期,降低了包装研发成本,可为类似产品工程实践中的包装研发工作提供思路。