《基于脆值理论的空调包装仿真平台构建及产业化应用》

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该项目隶属于家用电器制造技术领域。

1.立项背景:

空调包装是承载、保护和储运空调产品,达到便于对不同外观、品类产品进行存卸的目的。科学的空调包装方案,可以有效保障产品的质量,并在一定程度上弥补局部强度的缺陷。中国作为全球最大的制冷装备空调制造国和消费国,每年有近13.3%的空调产品在拆箱过程中遇到失灵、失效的现象,不仅对品牌形象产生了严重的负面影响,也造成了极大的资源浪费。因此,弥补传统设计方法的缺陷、突破传统设计过程的局限,成为家电产业中需要优先解决的问题之一。

该项目基于传统脆值理论,借助高性能计算机和有限元仿真技术,克服了传统空调包装防护侧重跌落试验的弊端,在空调结构及包装方案设计过程中取得了突破性技术,主要包括:

(1)构建了空调器包装跌落CAE仿真研究平台。搭建基于CAE的空调器包装跌落仿真系统,形成了一套空调包装跌落仿真分析和解决方案。通过CAE仿真排查空调器在碰撞过程中潜在的问题点,并形成结构优化闭环,有效的减少了空调结构方案、包装方案在防护试验上反复验证的周期和费用。率先在业内将挂机的跌落高度由90公分提升至120公分,包装防护效果在业内最高水准的基础上提升近5%,同时节省了8%的材料成本费用。

(2)建立了一套空调器包装设计方法及空调器设计规范。以传统脆值理论为依据,总结出空调器包装破损边界曲线,依托CAE仿真平台,建立了一套完善的空调器包装设计方法和规范流程。其次,自主开发了易用性的仿真校核软件,便于在设计阶段实现结构强度评估。使结构设计总体效率提升近30%,设计变更频次降低20%。

(3)基于空调器包装CAE仿真平台,研究了新型复合包装防护材料,为复合材料的应用提供了数据支撑和理论依据。提出EPE和EPS最优组合比例,其防护性较单一包装材料提高40%,同时降低了25%的材料成本。

该项目共授权发明专利2项,实用新型专利5项,发表学术论文1篇,科技成果标准化评价1项,颁布企业标准3项,其应用产品荣获“2018年绿色领跑产品”称号。

2.应用推广情况:

自2016年6月起,该项目的创造性技术开始应用于海信(山东)空调有限公司的空调产品及其包装上。截至2018年年底,累计新增销售额140145.52万元,新增利润37556.93万元,新增税收12784.39万元,产生了良好的经济效益。

与此同时,海信空调公司积极寻求与环境电器、海信电视公司的合作,不断拓展该项技术成果的适用平台和应用领域,致力于在家电产业内实现技术共享、合作交流的模式,为促进结构、包装设计流程的规范性、科学性进程,提供了宝贵的理论、经验和实践依据,有效得带动了产业链的发展和进步。

借助仿真平台与相关专业、技术的应用与投入,海信空调公司在包装设计、用量精简和新材料引入方面做出了创造性贡献,不仅在产品绿色化设计和制造过程的节能化方面取得了良好成绩,而且促进了地区产业、教育事业和企业的快速发展。

成果说明

该项目搭建空调器包装跌落CAE仿真研究平台,建立了空调器包装设计方法及空调器设计规范,实现了新型复合包装防护材料在空调器包装上的应用,主要应用于海信(山东)空调有限公司的空调器产品包装上,自2016年6月起开始推向了市场。 截至2018年底,该项目累计新增销售额140145.52万元,新增利润37556.93万元,新增税收12784.39万元,产生了良好的经济效益和社会效益,为教育、地区建设和城市发展事业做出了突出贡献。 项目所涉及的关键技术于2016年,在海信空调公司实现了全面的应用,经过近两年的产

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