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随着工业产业的发展和创新,注塑工业产品在人们的日常生活中使用日益广泛,塑料产品的质量就显得十分重要。结构发泡材料比强度高、抗冲击性好被广泛的用于塑料注塑产品中。本文以结构发泡材料试样、塑料托盘为对象,研究结构发泡材料的力学性能,了解结构发泡材料的结构特点及性能参数,为后续结构发泡材料相关产品的设计与开发奠定良好基础。首先课题思路来源于通用公司对结构发泡材料(GE plastic)概述,并结合Trust公司结构发泡材料塑料托盘,研究分析结构发泡材料。以结构发泡材料试样为研究对象,并根据结构发泡材料试样的特点将其等效为“工”形模型、夹层模型、回形模型、微孔模型、实体模型,并对各模型在相同条件下进行性能分析计算,结果显示夹层模型最适合作为结构发泡材料的等效模型。通过结构发泡材料试样密度测试,计算模型各部分参数,得出夹层模型皮层密度为0.92g/cm3、芯核密度为0.56g/cm3、皮层厚度为1.4mm。利用万能试验机对结构发泡试样、原料试样、纯新料HDPE进行三点弯曲试验,得出了不同种类材料的弯曲模量以及弯曲强度。然后采用Pro/E建立参数化结构发泡材料试样模型,利用有限元分析软件Workbench,依据参数识别思想将试样参数ts、E1、E2作为优化参量,以弯曲试验中载荷-位移值作为优化目标,进行模拟弯曲试验分析,通过试验得出结构发泡材料的相关参数值:ts=1.17mm、E1=576MPa、E2=273MPa。对比同条件下进行结构发泡材料试样验证分析,结果误差在5%以内,满足试验要求。将塑料托盘进行夹层模型处理,并赋予结构发泡材料分析参数,在workbench中进行托盘弯曲强度、叉举强度模拟试验,对比分析模拟结果和试验结果,得出托盘变形量在8mm-12mm区间误差较小,说明以此方法对塑料托盘受力分析具有可靠性和可行性。最后以塑料托盘PRA1210为分析对象,以塑料托盘试验标准ISO 8611为参考,在Pro/E中建立试验分析模型。加强筋是塑料托盘结构设计中最重要的部分,第一步研究了塑料托盘加强筋相关参数(DS_D、DS_H)与变形量的关系,同时采用Workbench中Design Exploration模块进行参数优化分析,得出了其加强筋的厚度DS_D、加强筋的高度DS_H、挠度W及质量M之间的关系,研究表明在相同质量下,高度对挠度的敏感性高于厚度,挠度的变化随H/D的值的增大而减小。依据对塑料托盘PRA1210加强筋、支腿分析,参照位移、应力云图,进行结构改良设计。本课题的研究目的在于能够更进一步认识结构发泡材料,了解其力学性能,为以后相关产品的设计和研发奠定基础。