第一作者卢富德男，博士，1982年11月生

通信作者高德男，教授，1963年6月生

邮箱：gaode63@163.com

植物纤维餐具碗在运输包装环境抗冲击行为有限元分析

卢富德, 高德

(浙江大学宁波理工学院，浙江宁波315100)

摘要：为分析运输环境中可降解餐具碗在发泡聚苯乙烯缓冲下的冲击性能，并为此类产品的破坏模式给予评估，利用ABAQUS/Explicit建立碗与发泡聚苯乙烯在跌落冲击下的有限元模型。引入失效准则及单元删除研究餐具碗破损规律，分析跌落速度对碗的影响规律，并与无缓冲包装碗的跌落进行对比。分析碗叠合在缓冲泡沫作用下的冲击响应。结果表明，泡沫缓冲对冲击结果影响较大，可有效避免碗的破损。

关键词：植物纤维；餐具碗；包装；冲击；失效

收稿日期：2013-10-09修改稿收到日期：2013-11-28

中图分类号:TB486文献标志码：A

基金项目：武器装备预先研究

基金项目：国家自然科学基金重点项目(50638010)及科技部国家重点实验室基础研究资助项目(SLDRCE08-A-03)及河南省教育厅科学技术研究重点项目(13A560691)

Finite element analysis for anti-impact behavior of biogradable plant fibre bowls with foam cushioning packaging

LUFu-de,GAODe(Ningbo Institute of Technology，Zhejiang University，Ningbo 315100，China)

Abstract:In order to investigate the impact responses of biogradable bowls made of plant fibre and evaluate the damage mode of this type of products, a finite element model of a bowl with foam cushioning packaging subjected to drop impact was established with ABAQUS/Explicit. Failure criterion and mesh deleting were introduced to study the fracture law of the plant fibre bowl under free fall loadings. Then, the influences of drop velocity and the foam cushion on the dynamic responses of the bowl were analyzed, and the impact responses of the bowl were compared with those of the bowl without foam packaging. Finally, the impact response of several bowls stacked together was investigated. The results showed that the effect of the foam cushioning on the bowls’ impacted results is significant, it can be used to effectively avoid the damage of the bowls.

Key words:plant fibre; bowl; packaging; drop impact; failure

产品在流通中需要缓冲包装，以吸收外界产生的能量，保护产品的完整性及可靠性。Newton[1]最早提出破损边界曲线概念，认为产品破坏源于其易损零件，缓冲包装在跌落时生成的脉冲传到产品主体，通过连接件刚度传到易损零件，当易损零件最大响应加速度大于本身极限加速度则会发生物理或功能破坏，导致整个产品不能正常使用。利用产品的最大加速度响应判断其失效与否为较有效途径[2-3]。

一般产品缓冲包装材料的力学行为呈非线性力特征，Wang等[4]研究瓦楞纸板缓冲系统非线性冲击行为；……