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瓦楞紙箱在產(chǎn)品包裝工業(yè)中使用比例較大，因此美、歐、日等發(fā)達(dá)國(guó)家高度重視對(duì)先進(jìn)瓦楞生產(chǎn)設(shè)備的研發(fā)。近十幾來，隨著改革開放的深入及國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求的推動(dòng)，國(guó)產(chǎn)瓦楞包裝機(jī)械開始進(jìn)入高速發(fā)展時(shí)期。但國(guó)內(nèi)自動(dòng)生產(chǎn)線的發(fā)展，多集中于前道加工設(shè)備，對(duì)印刷、壓痕、開槽及粘箱等后加工設(shè)備的研發(fā)嚴(yán)重滯后與脫節(jié)。 而德、日等發(fā)達(dá)國(guó)家從上世紀(jì)90年代末即已研制成功高科技集成的后道加工聯(lián)動(dòng)線。 總體來說，目前國(guó)內(nèi)瓦楞包裝機(jī)械行業(yè)發(fā)展面臨著不協(xié)調(diào)、相對(duì)產(chǎn)能過剩、技術(shù)含量偏低、具有自主產(chǎn)權(quán)偏少、環(huán)保差、可持續(xù)發(fā)展水平低。針對(duì)以上突出問題，展開《水性高速瓦楞紙箱加工聯(lián)動(dòng)線技術(shù)改造》研究，目標(biāo)是將瓦楞紙箱生產(chǎn)中的印刷、壓痕、開槽及粘箱等后道加工程序，集成為自動(dòng)加工聯(lián)動(dòng)線。本研究是為解決聯(lián)動(dòng)線之粘箱部的主要承載件有限元分析的子課題 。
SolidWorks軟件是美國(guó)SolidWorks公司于1995年推出的，是世界上第一個(gè)基于Windows開發(fā)的三維CAD系統(tǒng)。由于使用了Windows OLE技術(shù)、直觀式設(shè)計(jì)技術(shù)、先進(jìn)的Parasolid內(nèi)核以及良好的與第三方軟件的集成技術(shù)，SolidWorks成為全球裝機(jī)量最大、最好用的CAD軟件之一。具有友好的用戶界面、基于參數(shù)化的特征建模功能、虛擬裝配和工程圖、有限元分析、動(dòng)態(tài)仿真及協(xié)同工作等特性。
COSMOS是SRAC（Structural Research & Analysis Corporation）公司推出的一套有限元分析軟件 。 1998年，SRAC公司開發(fā)出了為SolidWorks服務(wù)的嵌入式有限元分析軟件COSMOSWorks。COSMOSWorks 使用了當(dāng)今最快的有限元分析算法-快速有限元算法（FFE），它完全集成在Windows環(huán)境中，并與 SolidWorks軟件無縫集成。快速有限元算法，有效地提升了解題速度，并降低了磁盤儲(chǔ)存空間，極大地節(jié)約了計(jì)算資源。COSMOSWorks的基本模塊，可以對(duì)零件或裝配體進(jìn)行靜力學(xué)分析、動(dòng)力學(xué)分析、失穩(wěn)分析和熱應(yīng)力分析等。
聯(lián)動(dòng)線粘箱部的裝配結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，從圖中分析可知，其主要承載件為左右橫移梁、前墻板及后墻板，而這些承載件的受力主要是由自重所提供的正壓力。為此，應(yīng)用SolidWorks建立了裝配結(jié)構(gòu)及主要承載件的分析模型，為模型各部件指定實(shí)際材質(zhì)，應(yīng)用軟件的質(zhì)量特性分析功能，計(jì)算它們所承受的正壓力，即為主要承載件的有限元受力分析作好準(zhǔn)備工作。
打開所建的前墻板模型，在工具中啟動(dòng)COSMOSWorks插件，應(yīng)用該插件所提供功能為其指定材質(zhì)、添加約束條件并添加載荷，插件會(huì)根據(jù)約束與載荷類型自動(dòng)劃分網(wǎng)格并進(jìn)行有限元分析。
圖是前墻板有限元分析結(jié)果，其中圖所示為內(nèi)應(yīng)力分析結(jié)果，圖所示為其位移分析結(jié)果。分析結(jié)果表明，其最低安全系數(shù)為188.938，安全余量較大，從應(yīng)力分布圖中看，最大屈服應(yīng)力為1.168×106 N/m2，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于許用屈服應(yīng)力，最大位移量較小，剛度滿足設(shè)計(jì)要求。
專業(yè)從事機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)│有限元分析│強(qiáng)度分析│結(jié)構(gòu)優(yōu)化│技術(shù)服務(wù)與解決方案
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