基于CAE技来的具有回转轴线容器件吹塑成型时的数值分析袋封切机

基于CAE技来的具有回转轴线容器件吹塑成型时的数值分析

基于CAE技来的具有回转轴线容器件吹塑成型时的数值分析 2012年09月05日 具有回转轴线的容器塑件在吹塑成型中，由于其所用型坯在吹塑模具中位置相对自由、无约束，另外受材料、工艺等因素的影响，使得成型后容器的壁厚和重量不易控制，带来塑件质量的不稳定。同时，在塑件尺寸变化较人的位置还可能出现塑件破裂等致使塑件报废的情况。 因此，在定材料和设备的前提下，确定合理的挤出吹塑成型于艺参数是获得高质量的制件关键步骤之一。国内外学省者对吹塑成型工艺参数的优化方法作了较多的研究。这些优化方法包括线性、非线性以及人工智能引等方法。这些方法可以得到较合理的工艺参数，部分解决挤出吹塑制品中的缺陷问题。 本文拟以具有回转轴线的容器作为挤出吹塑成型为研究对象，从变形加度分析吹塑时成型时的变形规律，为确定吹塑成型参数作参考。1、回转轴线容器塑件挤出吹塑的四个阶段 图1是某容器的示意图，它是由挤出型坯吹塑而成型的。在成型过程中，由于吹气压力的作用而伎型坯延展紧贴于模腔中。从几何形状上看，吹塑成型可分为4个阶段，分别是前过渡区(区域I)、变径区(区域ll)、后过渡区(区域III)和稳定区(区域IV)等见图1。其中，变径区是形成移个塑件腔体的重要部分，村料流动和应力应变的变化最为剧烈。2、建立变径区的应力应变方程式（1）变径区的应力方程式 为简化分析，忽略温度变化的影响。在变径区，建立以通过塑件回转中心线央如为A8环带。其中，过回转中心线的平而与塑件的文线称为经线，经线上任一点处的切向称为经向。以垂直于经线的2个平而再切割环带。按等弧长沿把经线划分为Ⅳ等份(Ⅳ为自然数)。设ri-1和ri分刖为第i-1个和第i个高散点处的回转半径(i≤N)，ra为该弧段的平均回转半径，rd为从ri-1到ri处弧段自身的平均半径，规定rd向塑件外凸时取正值，反之取负值。再设φ0和φ分别为平均半径处、第i点处圆弧段半径方向与回转中心线的家如，却第i点处半径与平均半径处径向的如度变化微量。设吹塑压力为P，壁厚为t，周向和经向应力分刖表示为σ和σφ，则根撼力的平衡，有轴向应力符合下式平衡关系式 则经向和周向应力可表示为

（2）变径区的应变方程式 漩变径部分吹织成犁时rd对应的如度变化量为dφ，经过时Δt后，该处的位置和半径有了变化，其半径值和角度变化景分别为r'd和dφ'，则经向应变和周向应变分别为 法向应变可由 计算得到，其中ζ是体积应变。在吹塑成型中，ζ值一般为-0.02左右。如果上述环带划分为N个等份，则每一步骤的体积应变为ζ／N。3、试验验证 为了验证上述关于变径部分成型过程分析的J正确性，我们利用1所所示回转容器根据上述的分析方法借助相关的CAE软件进行吹塑成型试验。获得图2、图3。并分别记录下其变化情况。获科了图4应向力周向应力之间的关系曲线。在CAE分析过程中与吹塑成型压力等参数相结合，的条件了。 图4显示了经向应力和周向应力之间的关系。就具备了计算出变形中务时朔周向和轴向应力应变从一个侧面证实了上面分析的正确性。4、结束语 本文通过理论分析和试验手段，研究了由挤出吹塑而成的具有回转轴线的容器的的应力和应变变化规律，得到了其表达式，并分析了在何神情况下可以伎经向和周向应变值更大。这个分析的实质是利用平衡关系和体积变化条件，结合高散化思想得到变径部分的应力应变关系，并结合相关的CAE技来进行验证。结果表明，当切向平均半径绝对值大于一定值时，可以形成稳定的变径和大径部分。该结果可以用于指导吹塑成型工艺参数的合理选取。

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