基于惯性释放多工况拓扑优化泡沫缓冲包装结构

摘要

目的在跌落冲击工况下,对风管机包装泡沫进行优化设计,得到缓冲性能可靠的泡沫优化方案,以降低包装成本。方法通过OptiStruct与LS-DYNA联合仿真,建立带有包装的风管机整机有限元模型,并通过跌落实验验证有限元模型的准确性。获取所有工况泡沫载荷响应;其次通过OptiStruct开展拓扑优化,同时施加多工况载荷,并以惯性释放法作为边界条件,最后得到满足所有跌落工况要求的轻量化优化方案。结果新泡沫方案较原方案质量减少了30%,各跌落实验工况加速度峰值均有所下降,产品跌落实验合格;仿真与实验加速度峰值相似度达到90%以上,泡沫失效位置一致。结论结构拓扑优化方法可以在保证包装结构可靠性的前提下,降低包装成本。