[摘要]结合纸浆模塑包装制品的特点，综述有限元ANSYS软件在纸浆模塑包装制品静态分析与动态分析两大方面中的应用。在静态方面，对有限元ANSYS软件在纸浆模塑包装制品（不同结构类型、不同成型参数以及不同成型工艺）力学分析方面的应用进行了阐述；在动态方面，详细介绍了瞬态动力学分析与随机振动分析在纸浆模塑包装制品力学方面的应用。最后对ANSYS软件在纸浆模塑包装制品分析中的不足做出改进，指出在保证纸浆模塑制品模型尺寸、形状、刚度等不发生明显变化的情况下，通过简化模型，降低計算量；在UG中实现实体模型的建立、有限元模型的生成和材料属性的设置等相关操作，并将生成的解算文件导入ANSYS中进行解算分析，以解决ANSYS中有限元模型生成困难的问题，以及需要对ANSYS软件建模功能进一步优化处理，使其运算结果更加精确、合理，为缩短产品开发周期与降低成本奠定理论与实践基础。 [关键词]ANSYS软件；纸浆模塑包装制品；力学分析；静态分析；动态分析
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1引言
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静力分析是用来计算结构在稳态载荷作用下引起的位移、应变、应力和力，不考虑惯性和阻尼效应的影响，但可以包含稳定的惯性力，以及能够将随时间变化的载荷等效为静态载荷。静力分析又可分为线性静力分析和非线性静力分析。其中非线性静力分析包含所有类型的非线性特征，如材料非线性、蠕变、塑性、接触单元和大变形等。纸浆模塑包装材料属于弹粘塑性材料，当前针对纸浆模塑包装制品，运用ANSYS软件对其进行静态力学分析，主要有以下几个方面：
纸浆模塑包装制品的缓冲性能通常是通过各个结构的变形和破坏来表征的，其主要作用在于，延长激励力作用时间以降低物品的最大作用力以及通过自身的变形最大限度地消耗或储备外界传人的能量用。尽管纸浆模塑制品的结构形式多样，但归结为单元结构，通常只有圆台状、四棱台状、肋状和椅状四种结构。张业鹏利用有限元分析软件ANSYS对纸浆模塑桶型、立方体型和台阶型这三种典型单元结构进行静态压缩仿真分析，得到不同尺寸下的载荷一应变曲线，分析了纸浆模塑典型单元结构的受力变形情况，当纸浆模塑典型单元结构的弹性载荷小于最大载荷的80%时，缓冲单元结构将发生弹性变形，得出此时结构具有较好弹性的结论。GuravS.P.等对纸浆模塑材料进行拉伸和压缩测试，得到了纸浆模塑材料的应力一应变曲线，并通过试验获得了纸浆模塑制品的肋状结构单元的缓冲性能，运用
有限元方法分析，得到了制品的厚度和厚度分布，缓冲单元结构和缓冲单元间距对制品力学性能的影响。田羽针对纸浆模塑包装制品塔状结构，运用ANSYS软件对其进行静态压缩分析，获得载荷一时间曲线，得出结构在承受载荷过程中起到重要的作用。
不同的成型参数，如几何斜度、缓冲高度、纸浆模塑制品厚度和接触边长等，对纸浆模塑包装制品性能产生不同的影响。张业鹏和王章苹等针对纸浆模塑制品结构与缓冲能力，采用ANSYS软件对纸浆模塑制品几何斜度、抗压强度、接触边长、纸浆模塑制品厚度和缓冲高度等进行了有限元分析，并对各参数间的相互影响进行了优化组合，指出材料厚度对纸浆模塑制品的缓冲能力影响很大。曹世普等以实验测定的纸浆模塑材料拉伸应力一应变曲线为基础，对影响纸浆模塑制品缓冲能力的各个结构参数进行有限元分析，得出纸浆模塑制品各结构参数与缓冲能力之间的关系曲线，为纸浆模塑的力学研究提供相应的理论基础。张新昌㈣等通过对五种不同单元参数的纸浆模塑圆台状结构进行分析仿真，得出单元厚度与单元半径是影响单元结构承载能力的主要因素。在施加等量载荷的情况下，单元厚度越大、半径越小，内部应力就越小，结构就越稳定。
除了以上两种因素对纸浆模塑包装制品缓冲性能存在影响外，纸浆模塑成型工艺对纸浆模晶振封装
塑包装制品缓冲性能的影响也是不可忽略的。脱模角度、高度，热压整形压力大小等因素的不同，影响着纸浆模塑包装制品的性能。WANGZhang-ping等运用ANSYS分析软件对不同脱模角度、高度和厚度的纸浆模塑桶装置进行静态压缩模拟试验，成功获得了不同条件下，纸浆模塑桶装置缓冲性能的相关参数。钟毓宁等通过ANSYS分析软件对1-13°不同脱模角度的纸浆模塑肋状单元结构进行静力学分析，得出不同的脱模角度将对单元的抗压强度产生不同的影响，并通过分析得到当脱模角度为4°时，模型的抗压强度最大。
综上所述，目前运用ANSYS软件在模塑产品静态力学性能上的研究较多，内容也比较丰富，为纸浆模塑包装制品相关理论的构建提供了基础。
动态分析是产品分析中的一个十分重要的过程，它能反映产品在实际动态过程中所处的情况。对纸浆模塑包装制品进行动态力学分析具有更重要的实际意义，为被包装产品的防护与安全、纸浆模塑制品的开发利用提供相应的理论依据。
3.1瞬态动力学分析
在产品初期设计时，利用ANSYS/LS-DYNA软件对试验条件进行相关的模拟仿真，能有效
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解决以上问题。相较于传统的试验方法，采用ANSYS/LS-DYNA软件进行虚拟仿真边界条件方便控制，仿真具有可重复性；可直观、动态地观察整个跌落碰撞过程中各物理量的变化；可具体形象地观察产品的内、外部特征和现象；减少试验次数和降低试验成本；设计初期进行模拟可及早了解产品的特性，减少问题的发生。
基于以上优势，目前ANSYS/LS-DYNA软件在产品的研发过程中应用的很普遍，主要从结构、跌落高度和跌落方式三个方面进行分析研究。
3.1.1ANSYS软件在不同结构模塑包装制品瞬态力学分析中的应用。不同结构对产品的防护能力不同，良好的结构不仅能保护好产品在物流过程中不受损伤还能减少材料的使用，降低生产成本。根据边界破损理论，结构的破损主要受最大许用加速度Gm与冲击脉冲时间T两个因素的制约。通过ANSYS/LS-DYNA软件对模塑包装产品进行实际运输情况下跌落试验模拟，分析跌落对结构的响应，可获得缓冲模塑包装制品跌落冲击地面时的速度、等效应力分布和加速度峰值曲线，并结合跌落冲击时缓冲衬垫材料对被包装物的缓冲保护作用，为缓冲衬垫材料结构的设计提供可靠的依据，避免了破坏性试验带来不必要的损失，节约了成本。
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3.1.2ANSYS软件在不同跌落方式模塑包装制品瞬态力学分析中的应用。在产品跌落时，不同的跌落方式造成产品与地面接触的面积不同，如面、角、棱跌落，对产品造成的影响程度也是不同的。一般来说，同一件产品接触面积越大，对产品的损害就越小。宋晓琛在跌落模拟仿真分析中，通過对白浆纸浆模塑制品面、棱和角进行跌落分析，得出白浆纸浆模塑衬垫在碰撞后各部分的破损程度，并与试验结果相对比，验证了仿真结果的真实性。
高温瞬时灭菌3.1.3ANSYS软件在不同跌落高度模塑包装制品瞬态力学分析中的应用。跌落高度的不同对产品产生的破坏性也是不同的。同一件制品，一般来说跌落高度越高，产品在跌落过程中的应力、应变和加速度响应就越明显，对制品的损害就越大。因此在对制品进行防护时，高度是一个不可缺少的因素。GengDong-wei，某uWen-cai通过ANSYS/LS-DYNA软件对纸浆模塑制品的跌落缓冲特性进行仿真分析，研究在2kg重锤作用下，处于不同跌落高度的纸浆模塑制品的最大加速度幅值，为其缓冲性能研究提供了相应的参数。
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