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快装箱是使用高品质胶合板作为面板,采用镀锌钢带为连接件,可现场装配或拆卸的封闭木箱。它主要由用带齿的钢带及联结舌扣与胶合板通过压合组成箱子底、盖、端、侧等部件,而部件之间用联结舌扣与钢边上的长形孔进行咬合而组装成的。本课题根据国内中小型快装箱企业生产需求,通过到快装箱生产企业和大型物流公司实习调查,并且还查阅了大量相关国际、国家标准,掌握了当前国内外市场中快装箱的主要类型、企业所订制的快装箱箱体综合尺寸、快装箱生产工艺流程以及所选用的箱体材料、连接件材料性能参数等数据资料,对现行生产的快装箱进行尺寸设计,结构力学分析及强度计算,以提高快装箱使用效率、方便物流,符合国际标准为目的,综合现代CAE技术对快装箱进行了静力学分析,并对快装箱在运输物流过程中的各种情况进行了动力学分析。
在当前森林资源不足而新型木材材料发展缓慢,科学发展需要包装材料必须朝着绿色化、可持续化方向前进的现状下,快装箱以其坚固可靠、装配及拆卸方便、可重复使用减少对环境的负担和符合检验检疫为出口免检产品等方面的优势,发展特别迅速,逐步占据了现代包装工业中包装运输领域的巨大市场,具有非常广阔的应用前景。
目前,瑞典的快装箱技术最为先进,国内市场中快装箱的生产刚起步不久,各个生产厂家都没有实现统一的设计标准,对其所生产的快装箱的规格、质量及其连接件的材料选用等各行其是,造成了大量人力和物力的浪费,也降低了快装箱的生产效率。一些产家所设计的快装箱尺寸根本不合乎运输流通过程中的国际、国家标准规定,且快装箱的生产没有实现统一的力学标准,造成快装箱在运输过程中失效的情况常有发生,也给物流业带来一定的经济损失。
本文主要利用Pro/E、 ANSYS等软件平台,建立了快装箱及组成部件的三维数字化虚拟模型,并进行了较为系统的静力学及动力学仿真分析,实现了计算机对快装箱按物流运输中强度随时间变化过程的仿真模拟,得到仿真输出参数和结果,以此来准确推断实际生产的各种数据。通过对不同箱型中联结舌扣的受力分析与研究,得到舌扣选用数目与内装流动性物体密度或非流动性物体质量及快装箱综合尺寸的关系公式。并基于数值理论建立快装箱力学模型,对快装箱生产的标准化,系列化有一定参考价值,为健全国内快装箱统一的力学标准以及缓冲包装的设计提供了一定的理论依据。