Nella produzione industriale e agricola e nella vita quotidiana, ci sono molti casi di rotture del coperchio causate dall'espansione termica e dalla contrazione del freddo, che influiscono direttamente sulla circolazione e sull'uso delle materie prime, provocano perdite di liquidi e addirittura provocano incendi. In meccanica elastica, la deformazione è proporzionale alla sollecitazione. L'Università di Hangzhou Dianzi utilizza il metodo dell'analisi della deformazione per risolvere il problema del calcolo della distribuzione interna delle sollecitazioni e del carico di rottura della fune. Dopo aver migliorato il metodo di derivazione e il concetto di estensione, sono state ottenute nuove funzioni strutturali.

1 Caratteristiche e analisi di deformazione della copertura

La geometria del coperchio può essere vista come una combinazione di un disco e un anello. Per un disco di raggio e . Se i tassi di ritiro radiale e della corda della porzione di disco sono gli stessi, il tasso di ritiro relativo radiale PD=△R/(2R)=△R/R e il tasso di ritiro relativo perimetrale PC=2π△R/(2πR)= △ R/R, rispetto a PC=PD=△R/R, ovvero non vi è alcun vantaggio evidente nel tasso di ritiro relativo in direzione radiale rispetto alla direzione della corda.

2 Analisi delle sollecitazioni

2.1 L'effetto della deformazione sullo stress

A seconda della sollecitazione proporzionale all'allungamento relativo, la sollecitazione da ritiro nell'ordito, nella trama e nella direzione del materiale isotropo è equivalente e la direzione dell'apertura a strappo della copertura deve essere irregolare. In base alla resistenza alla trazione del materiale polimerico e alla forza radiale effettiva convergente al centro del cerchio, anche se la sollecitazione supera la resistenza del materiale e si verifica la frattura, dovrebbe verificarsi vicino al centro del cerchio dove si concentra la sollecitazione . I 2 punti di cui sopra sono compatibili con il fatto che la cricca si verifica sul bordo dell'anello di copertura.

2.2 Influenza del processo di stampaggio del materiale polimerico sulle proprietà meccaniche

Considerando che l'LDPE ha molti rami, la cristallinità è di circa il 55%~60%; L'HDPE è lineare, con pochi rami e la cristallinità è dell'85%~90%. Durante lo stampaggio ad iniezione dal centro del disco, a causa della fluidità, la parte del disco del coperchio è disposta principalmente in direzione radiale a causa del flusso radiale. La resistenza alla trazione radiale della copertura in plastica dopo il raffreddamento e lo stampaggio è elevata e la resistenza alla trazione della corda sarà significativamente inferiore alla direzione radiale. Sotto il tasso di restringimento, è soggetto a fessurazioni radiali. L'orientamento cristallografico del materiale polimerico ha un effetto significativo sulla resistenza, che può essere appresa dalle proprietà meccaniche del film di polipropilene biorientato BOPP. Ad esempio, il nastro da imballaggio in PVC con riempimento 1:1 presenta una differenza significativa nella resistenza dell'ordito e della trama dopo l'allungamento e la sagomatura. La resistenza meccanica e persino la permeabilità all'aria della plastica sono correlate a fattori quali la presenza di riempitivi, la forma dei riempitivi e la cristallizzazione delle macromolecole lineari. Dopo che il polimero stampato è stato allungato e orientato, la sua resistenza alla trazione è notevolmente migliorata ed è facile strapparsi nella direzione della trama. Crepe (tipicamente come reggette). L'autore ha eseguito un gran numero di prove di impatto su polistirene stampato a iniezione (PS), dischi trasparenti e vassoi in PS a forma di coperchio. Le statistiche mostrano che le crepe da impatto sono generalmente radiali; La prestazione di flessione radiale di PS è molto superiore a quella nella direzione della corda. Sotto l'azione del momento flettente cordale, il campione PS a forma di ventaglio o il disco sottile PS si fratturano facilmente lungo la linea di flusso radiale.

3 Influenza della concessione radiale della struttura dell'anello di copertura sulle sollecitazioni

Il vero meccanismo della copertura al lavoro è la parte interna e la copertura, e l'influenza reciproca tra i due è la forza esterna. Per comodità di analisi, si presume che il contenuto non si restringa con le variazioni di temperatura e che il diametro sia lo stesso di quello del coperchio.

3.1 Influenza delle concessioni sulle prestazioni delle sollecitazioni radiali e della corda

Quando la parte del disco del coperchio si restringe radialmente, a causa della flessibilità del materiale polimerico, si verificherà un certo grado di scorrimento nell'angolo di collegamento dell'anello di copertura e della parte del disco, ovvero la parte dell'anello di copertura ha una certa riforma capacità. ), il risultato della concessione riduce le sollecitazioni generate dall'ostruzione radiale. Poiché il materiale nella direzione della corda forma un anello chiuso, il materiale dell'anello stesso è coinvolto l'uno nell'altro dopo che la direzione della corda si è ridotta e l'effetto effettivo non è una concessione.

3.2 Contributo della velocità di deformazione in valgo dell'anello di copertura alla tensione della corda

Dopo che la parte del disco si è ritirata radialmente, l'anello di copertura anulare è soggetto a un momento di eversione. Si supponga che il punto di contatto tra l'anello di copertura e l'oggetto interno sia O e che il rapporto di lunghezza dei bracci di forza ad entrambe le estremità di O sia α=lB/lA, come mostrato nella Figura 2. Dopo il restringimento, la posizione naturale del l'anello di copertura dovrebbe trovarsi a R-△R al di fuori del centro del cerchio. A questo punto, la lunghezza circonferenziale dell'anello di copertura è C1=2π(R-△R). A causa dell'ostruzione del contenuto del coperchio, sotto l'azione della forza di contrazione radiale della parte del disco, il bordo inferiore B dell'anello del coperchio è rovesciato attorno al punto O. Per semplificare il calcolo viene adottato un modello a corpo rigido e la distanza orizzontale tra il bordo inferiore B dell'anello di copertura rovesciato e il fulcro di contatto O tra l'oggetto interno e l'anello di copertura è △r=α△R=lB ·△R/lA. Poiché la posizione naturale dell'anello di copertura dopo il restringimento dovrebbe essere R-△R, la distanza orizzontale tra il bordo inferiore B e il bordo superiore A dopo essere stato ostruito ed eretto:

Il tasso di espansione perimetrale PC1 del bordo inferiore B rispetto al bordo superiore A è:

E il tasso di ritiro relativo del bordo del disco PC=△C/C=△R/R, ovviamente l'allungamento del perimetro relativo dopo che il bordo inferiore B è stato rovesciato è il bordo superiore A e il bordo del disco (1 α)(1 △R /R) volte. in. Con il cambiamento della posizione del fulcro O, α>1 in molti casi, quindi la deformazione relativa cordale del bordo inferiore dell'anello di copertura B è molto maggiore della deformazione relativa cordale del bordo del disco, e la fessura da ritiro della copertura coincide con questo. la sua inevitabilità.

4 Soluzioni e misure

Per ridurre la tendenza alla fessurazione del coperchio, il bordo inferiore dell'anello di copertura viene deformato secondo il rapporto di lunghezza dei bracci su entrambi i lati della punta, che può ridurre la posizione del fulcro O; aumentare il margine radiale del tappo e rendere la bocca della bottiglia leggermente inclinata verso l'interno per ridurre il momento di stress interno e ridurre lo stress interno. L'aggiunta di un anello telescopico lungo la direzione radiale sul bordo della porzione a disco del coperchio può ridurre la deformazione del bordo del disco e, in definitiva, ridurre lo spostamento dei bordi superiore e inferiore della porzione ad anello, riducendo così notevolmente la resistenza interna causata dalla deformazione cordale dell'anello. Attualmente, alcuni prodotti a forma di coperchio sono progettati con una struttura anulare sporgente basata sulla struttura del bordo dell'oggetto da piegare, che può ridurre la resistenza radiale, ma non può evitare lo stress della corda. La flessibilità dei materiali polimerici diminuisce a bassa temperatura, il che influisce direttamente sulla stabilità a bassa temperatura della struttura a forma di coperchio e migliora la fragilità.

5. conclusione

La cricca da ritiro a freddo della copertura soddisfa le condizioni di analisi meccanica dal bordo inferiore dell'anello di copertura. Partendo dal presupposto che i tassi di ritiro dell'ordito e della trama siano gli stessi, il ritiro radiale e cordonale sono coerenti e la direzionalità della sollecitazione da ritiro libero sulla superficie del disco non ha effetti significativi. L'arretramento radiale della copertura riduce la generazione di sollecitazioni radiali, ma non c'è spazio per l'arretramento nella direzione della corda, che può generare sollecitazioni maggiori. La velocità di deformazione relativa dell'anello causata dalla tendenza all'eversione del bordo inferiore dell'anello di copertura è elevata, il che espande la tensione di corda del bordo dell'anello di copertura, che è la causa principale della fessurazione da ritiro. La cristallizzazione orientata radialmente durante lo stampaggio ad iniezione di materiali polimerici indebolisce la resistenza a corda ed è anche causa di fessurazione della copertura di plastica. L'adozione di misure mirate può ridurre la tendenza al cracking.