以高档烟酒和奢侈品为代表的高端包装行业自动化水平较高,但包装机器价格昂贵,使用和维护成本高,使得众多中小微型企业难以负担。现阶段中小服装企业包装纸盒均采用手工操作,普遍存在效率低、质量差、相对成本较高等问题。因此开发一种低成本、自动化的小型包装机,确定包装机的设计要求,拟定包装工艺方案,最后完成包装机的结构设计与可靠性分析,完成首台实物样机的制作,这对于中小企业的服装、食品等轻工行业的包装需求具有重要的现实意义和工程应用价值。

通过Abaqus建立中碳铜构件的有限元模型，在给定初始裂纹的基础上，利用扩展有限元法（XFEM），仿真得到裂纹扩展过程中塑性应变能和弹性能的变化曲线。结合中碳铜试件的声发射试验，处理试验数据得到裂纹扩展过程中声发射信号的绝对能量曲线，以及通过红外热像仪的记录得到裂纹扩展过程中温度变化曲线。仿真得到的弹性能与试验中得到的能量曲线具有相同数量级，同时根据仿真得到的塑性应变能反向推导中碳钢最终断裂时温度变化显著的区域尺寸，与红外热像仪记录的温度变化显著的区域尺寸相符。试验得到的结果与仿真得到的结果基本吻合，这就为中碳铜疲劳寿命预测的声发射试验提供了理论依据。