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随着木塑复合材料行业的快速发展,木塑可自主拼装拼花地板即DIY(Do it yourself)拼花地板的市场也越来越大,但目前市场上木塑DIY拼花地板均存在产品选择单一、固定螺丝式的组装方法成本高、效果不够美观等缺点。基于市场需求,以原有木塑DIY拼花地板为主体,引入人造草皮饰面、花岗岩饰板新元素,按照新的理念进行设计,即不同种类拼花地板之间可随意DIY拼接,木塑DIY拼花地板采用免钉设计,此类产品具有美观且性价比高的优点。Ansys软件作为一款有限元分析软件,应用范围广泛,利用该软件,用户可以分析产品设计的性能、提前计算发现产品设计中存在的问题、分析结构受力是否合理、工艺制造成本的高低等一系列问题,对于一些产品试制成本高昂的企业来说,使用Ansys软件可大大的降低设计的风险以及生产的成本,同时可快速的提高产品开发的周期。本论文采用软件Pro/E设计与建立产品的三维(3D)模型,同时使用大型有限元分析软件Ansys对设计的模型进行模拟受力仿真:1、对木塑面板进行垂直均布向下1000 N和横向300 N载荷的仿真模拟,结果显示最大应力仅为0.73MPa,满足要求。对木塑DIY拼花地板整体设计A进行垂直均布向下5000 N和横向1500 N载荷的仿真模拟,结果显示最大应力位于塑料底座处,达到117.98MPa,远超PP(聚丙烯)塑料底座的屈服强度30MPa。对改良后的整体设计B进行同样受力的仿真模拟,结果显示最大应力发生在木塑面板上,最大应力值为12.32MPa,为木塑材料的屈服强度17.25MPa的71%,整体设计B满足要求。2、对草皮DIY拼花地板的底座进行受力仿真模拟,条件与木塑DIY拼花地板相同,结果显示最大应力为17.76MPa,为底座PP塑料屈服强度30MPa的59%,设计满足要求。3、对石面DIY拼花地板的整体进行同样载荷条件的仿真,结果显示最大应力位于塑料底座处,最大应力值仅为3.28MPa。4、对设计的收边与角块以及拼花地板之间扣接处的应力情况进行仿真分析,在由3个种类拼花地板和收边与角块组成的体系中,对其中一片施加垂直均布向下5000N和横向1500N载荷,结果表明,拼花地板之间的连接公母扣是应力最集中的点,最大应力值28.0MPa,仍然在安全范围内。5、对符合设计要求的方案进行导出并产品试制,获得实际的产品。从生产来看,木塑DIY拼花地板组装效率明显提升,从原来每人每工150片增加到500片,同时每片拼花地板的木塑材料使用量仅为原来的72%。不同种类之间可随意拼接、拼接缝基本一致、外观漂亮美观,基本达到设计要求。6、对3个种类的拼花地板进行破坏模拟,施加从0 N增加到100000 N的线性增加垂直向下载荷,得到木塑DIY拼花地板的破坏载荷为52000 N,草皮DIY拼花地板的破坏载荷为7500 N,石面DIY拼花地板的破坏载荷为65000 N。7、选择草皮DIY拼花地板实际产品与破坏模拟仿真进行对比试验验证,验证结果显示当实际载荷达到5830 N时,底座开始出现屈服,试验中底座开始出现屈服破坏的载荷与破坏模拟的结果较为靠拢。