基于3次Bezier曲线的缓冲包装CAD框架构建

基于3次Bezier曲线的缓冲包装CAD框架构建*

徐绍虎， 崔 爽

【摘 要】摘 要:针对缓冲材料静态压缩试验得到的应力—应变曲线多为非线性、分段拟合时不易收敛的特点，提出了利用3次Bezier曲线分段拟合应力—应变曲线的方法，由此可以推导出缓冲系数，进而得到缓冲系数—最大应力参数方程；基于3次Bezier曲线，提出了从缓冲材料试验开始至缓冲包装设计结束的设计流程，并探讨了开发基于3次Bezier曲线的计算机辅助缓冲包装设计软件框架；软件能够实现根据“新材料”静态压缩应力—应变试验曲线得到缓冲系数—最大应力参数方程；并将处理数据添加到“已有材料”，利用“已有材料”进行缓冲包装设计时，只需输入等效跌落高度H、产品脆值G、产品重量W(或产品表面积S)即可得到缓冲衬垫的面积A和厚度T，大大提高了缓冲包装设计的效率。

【期刊名称】《重庆工商大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2019(036)006【总页数】5

【关键词】关键词:3次Bezier曲线；缓冲包装设计；计算机辅助设计；框架构建* 基金项目：重庆工商大学校内科研项目(1552015，1552016)．

0 引 言

为了提高缓冲包装设计的效率，很多学者进行了缓冲包装CAD系统的开发研究。戴杰明[1]等用Delphi开发了缓冲包装CAD系统；田丽[2]等、李光[3]等以Visual Basic为编程语言，开发了缓冲包装CAD 系统；黄颖为[4]等、袁艳[5]等以Visual C++为编程语言，开发了缓冲包装CAD 系统；卢杰[6]等用C++Builder开发了缓冲包装CAD 系统。缓冲系数—最大应力曲线经常被用于缓冲包装设计。缓冲材料不同，其缓冲系数—最大应力曲线也不同。目前，在进行缓冲包装设计时，往往需要根据缓冲系数—最大应力曲线来确定缓冲衬垫的面积和厚度。其实，如果缓冲系数—最大应力曲线方程已知，那么只需根据方程来设计即可。然而，由于缓冲材料的静态压缩本构模型多是非线性的，故其应力—应变曲线方程很难用确定的数学关系式来表达；即使采用数值分析的方法进行拟合，在分段表示本构模型时容易出现不易收敛的问题[7]。而缓冲系数—最大应力曲线是基于缓冲材料的静态压缩试验得到的，同样很难用确定的数学关系式来表达其方程；即使根据拟合的本构模型来推导，得到的缓冲系数—最大应力曲线方程类型也各不相同。这样，在利用计算机进行辅助缓冲包装设计时很难用统一的方法来处理以获得缓冲衬垫的尺寸。曾在文献[8]中提出了利用3次Bezier曲线建立基于静态压缩试验的蜂窝纸板本构模型，得到的拟合曲线和实验曲线有很好的拟合度，方法可以推广至建立所有缓冲材料的本构模型，进而得到缓冲系数—最大应力参数方程。基于3次Bezier曲线，提出了利用计算机辅助缓冲包装设计流程，并探讨了确定缓冲衬垫尺寸的软件开发框