张绍云， 储 火， 卢富德， 高 德

(1.中国商飞试飞中心，上海 200232; 2.浙江大学 应用力学研究所，杭州 310027；3.浙江大学 宁波理工学院 机械与能源学院，浙江 宁波 315000)

产品在流通过程中会承受冲击载荷，需缓冲材料吸收外界能量防止产品破坏。文献[1-3]研究过泡沫冲击响应，胡玲玲等[4]研究过三角形蜂窝在面内冲击载荷下力学性能，徐烁等[5]则分析过湿度对蜂窝纸板吸能性能影响。外包装箱用于储存产品，整个包装系统由产品、缓冲材料及外包装箱组成。由于外包装箱一般由瓦楞纸板[6-7]及蜂窝纸板[8]组成，整个包装系统受力时外包装箱会发生变形，吸收一定能量。

在实际包装设计中一般不考虑外包装箱的作用[9]，鉴于此，卢富德等[8,10-11]考虑外包装箱与缓冲材料共同作用，提出求解此类问题的方法，但该方法不能用于求解复杂的三维受力问题[12]。为计算更复杂的包装系统，本文利用ABAQUS/Explicit程序对一般包装系统进行有限元分析，为缓冲包装设计提供方法指导。

1 数值模拟

1.1 计算模型

计算模型示意图见图1，冲击物由一定高度下落，冲击泡沫与蜂窝纸板串联组成的缓冲系统。

图1 计算模型示意图

本文所用模型中泡沫、蜂窝纸板为常温25℃与相对湿度50%条件下材料，参数见表1。

蜂窝纸板材料按理想塑性模型考虑，壁厚0.25 mm，正六边形边长10 mm。泡沫材料为发泡聚苯乙烯，计算本构模型按Abaqus软件内置材料模型Crushable Foam考虑，在p-q(压应力-Mises等效应力)平面中，可挤压泡沫屈服表面见图2。

表1 泡沫及蜂窝基本材料参数

1.2 数值模拟

本文利用Abaqus软件建模及有限元分析。……