Inom industri- och jordbruksproduktion och dagligt liv finns det många fall av locksprickor orsakade av termisk expansion och kall sammandragning, vilket direkt påverkar cirkulationen och användningen av varor, orsakar vätskeläckage och till och med leder till brandolyckor. I elastisk mekanik är deformationen proportionell mot spänningen. Hangzhou Dianzi University använder metoden för deformationsanalys för att lösa problemet med beräkning av inre spänningsfördelning och brotthållfasthet hos repet. Efter att ha förbättrat härledningsmetoden och förlängningskonceptet har nya strukturella funktioner erhållits.

1 Karakteristika och töjningsanalys av locket

Lockets geometri kan ses som en kombination av en skiva och en ring. För en skiva med radie och . Om de radiella och kordakrympningshastigheterna för skivdelen är desamma, är den radiella relativa krympningshastigheten PD=△R/(2R)=△R/R, och den relativa omkretskrympningshastigheten PC=2π△R/(2πR)= △ R/R, jämfört med PC=PD=△R/R, det vill säga det finns ingen uppenbar fördel i den relativa krympningshastigheten i radiell riktning mot kordariktningen.

2 Stressanalys

2.1 Effekten av deformation på stress

Enligt spänningen som är proportionell mot den relativa töjningen är krympspänningen i varpen, väften och riktningen av det isotropa materialet ekvivalent, och riktningen för lockets rivöppning bör vara oregelbunden. Beroende på polymermaterialets draghållfasthet och den faktiska radiella kraften som konvergerar i mitten av cirkeln, även om spänningen överstiger materialets styrka och brott uppstår, bör den inträffa nära cirkelns mitt där spänningen är koncentrerad . Ovanstående 2 punkter är förenliga med att sprickan uppstår i kanten av täckringen.

2.2 Inverkan av polymermaterialformningsprocess på mekaniska egenskaper

Med tanke på att LDPE har många grenar är kristalliniteten cirka 55% ~ 60%; HDPE är linjär, med få grenar, och kristalliniteten är 85% ~ 90%. Vid formsprutning från mitten av skivan, på grund av fluiditeten, är skivdelen av locket huvudsakligen anordnad i radiell riktning på grund av det radiella flödet. Den radiella draghållfastheten hos plasthöljet efter kylning och formning är hög, och kordans draghållfasthet kommer att vara betydligt lägre än den radiella riktningen. Under krympningshastigheten är det benäget att radiell spricka. Den kristallografiska orienteringen av polymermaterialet har en betydande effekt på hållfastheten, vilket kan läras av de mekaniska egenskaperna hos den biaxiellt orienterade polypropenfilmen BOPP. Till exempel har PVC-packningstejpen med 1:1-fyllning en signifikant skillnad i varp- och väftstyrka efter sträckning och formning. Den mekaniska styrkan och till och med luftpermeabiliteten hos plaster är relaterade till faktorer som om det finns fyllmedel, formen på fyllmedlen och om de linjära makromolekylerna är kristalliserade. Efter att den formade polymeren har sträckts och orienterats, förbättras dess draghållfasthet avsevärt och den är lätt att riva i väftriktningen. Sprickor (vanligtvis såsom remmar). Författaren har gjort ett stort antal slagtester på center-gate formsprutad polystyren (PS), transparenta skivor och lockliknande PS-brickor. Statistik visar att slagsprickorna i allmänhet är radiella; Den radiella böjningsprestandan för PS är mycket högre än den i kordariktningen. Under verkan av det kordavisa böjmomentet, spricker det solfjäderformade PS-provet eller den tunna PS-skivan lätt längs den radiella flödeslinjen.

3 Inverkan av radiell eftergift av täckringstruktur på spänning

Den faktiska mekanismen för locket på jobbet är den inre delen och locket, och det ömsesidiga inflytandet mellan de två är yttre kraft. För att underlätta analysen antas det att innehållet inte krymper vid temperaturförändringar, och diametern är densamma som lockets.

3.1 Inverkan av eftergifter på prestanda för radiell och ackordspänning

När skivdelen av locket krymper radiellt, på grund av polymermaterialets flexibilitet, kommer en viss grad av krypning att inträffa i det förbindande hörnet av täckringen och skivdelen, det vill säga täckringdelen har en viss reform förmåga. ), minskar resultatet av koncessionen spänningen som genereras av det radiella hindret. Eftersom materialet i kordariktningen bildar en sluten ring, är själva ringmaterialet inblandat i varandra efter att kordariktningen krymper, och den faktiska effekten är ingen eftergift.

3.2 Bidrag av täckringens valgus deformationshastighet till ackordspänningen

Efter att skivdelen drar sig tillbaka radiellt utsätts den ringformade täckringen för ett ögonblick av vridning. Antag att kontaktpunkten mellan täckringen och det inre föremålet är O, och att längdförhållandet för kraftarmarna i båda ändarna av O är α=lB/lA, som visas i figur 2. Efter krympning, är den naturliga positionen för täckringen ska vara vid R-△R utanför cirkelns mitt. Vid denna tidpunkt är täckringens omkretslängd C1=2π(R-△R). På grund av blockeringen av innehållet i locket, under verkan av den radiella kontraktionskraften hos skivdelen, vänds den nedre kanten B av lockringen runt O-punkten. För att förenkla beräkningen används en stel kroppsmodell och det horisontella avståndet mellan den nedre kanten B på den vända täckringen och kontaktpunkten O mellan det inre föremålet och täckringen är △r=α△R=lB ·△R/lA. Eftersom täckringens naturliga läge efter krympning bör vara vid R-△R, är det horisontella avståndet mellan den nedre kanten B och den övre kanten A efter att den har blockerats och vänts:

Omkretsutvidgningshastigheten PC1 för den nedre kanten B i förhållande till den övre kanten A är:

Och den relativa krympningshastigheten för skivkanten PC=△C/C=△R/R, uppenbarligen är den relativa omkretsförlängningen efter att den nedre kanten B har vänts den övre kanten A och skivans kant (1 α)(1 △R /R) gånger. in. Med förändringen av positionen för stödjepunkten O, α>1 i många fall, så är den kordvisa relativa deformationen av den nedre kanten av täckringen B mycket större än den relativa kordvisa deformationen av skivans kant, och lockets krympspricka sammanfaller med detta. dess oundviklighet.

4 Lösningar och åtgärder

För att minska sprickbildningstendensen hos locket deformeras täckringens nedre kant enligt Längdförhållandet för armarna på båda sidor av spetsen, vilket kan minska läget för stödpunkten O; öka lockets radiella utrymme och gör flaskans mun något lutande inåt för att minska det inre spänningsmomentet och minska den inre spänningen. Att lägga till en teleskopisk ring längs den radiella riktningen på kanten av skivdelen av locket kan minska deformationen av skivkanten och i slutändan minska förskjutningen av de övre och nedre kanterna av ringdelen, vilket avsevärt minskar det inre motståndet som orsakas av ringens ackordvisa deformation. För närvarande är vissa täckformade produkter utformade med en ringformad utskjutande struktur baserad på kantstrukturen på föremålet som ska bucklas, vilket kan minska det radiella motståndet, men inte undvika kordapåkänning. Flexibiliteten hos polymermaterial minskar vid låg temperatur, vilket direkt påverkar lågtemperaturstabiliteten hos den lockformade strukturen och ökar sprödheten.

5. Sammanfattning

Lockets kallkrympningsspricka uppfyller de mekaniska analysvillkoren från täckringens nedre kant. Under antagandet att varp- och väftkrympningshastigheterna är desamma, är den radiella och kordvisa krympningen konsekventa och riktningsförmågan hos den fria krympspänningen på skivans yta har ingen signifikant effekt. Kåpans radiella reträtt minskar genereringen av radiell spänning, men det finns inget utrymme för reträtt i kordariktningen, vilket kan generera större spänningar. Den relativa deformationshastigheten för ringen som orsakas av eversionstrenden av täckringens nedre kant är stor, vilket ökar kordspänningen på kanten av täckringen, vilket är den primära orsaken till krympsprickor. Den radiellt orienterade kristallisationen under formsprutningen av polymermaterial försvagar den kordvisa hållfastheten och är också en orsak till sprickbildning i plasthöljet. Att vidta riktade åtgärder kan minska sprickbildningstendensen.