산업 및 농업 생산 및 일상 생활에서 열팽창 및 냉수축에 의한 뚜껑 균열이 발생하여 상품의 순환 및 사용에 직접적인 영향을 미치고 액체 누출을 유발하고 심지어 화재 사고로 이어지는 사례가 많습니다. 탄성 역학에서 변형은 응력에 비례합니다. Hangzhou Dianzi University는 변형 해석 방법을 사용하여 로프의 내부 응력 분포 계산 및 파괴 강도 문제를 해결합니다. 파생 방법 및 확장 개념을 개선한 후 새로운 구조적 기능을 얻었습니다.

1 커버의 특성 및 변형률 해석

뚜껑의 기하학적 구조는 디스크와 링의 조합으로 볼 수 있습니다. 반경 및 . 디스크 부분의 레이디얼 수축률과 현 수축률이 동일하면 레이디얼 상대 수축률 PD=△R/(2R)=△R/R, 주변 상대 수축률 PC=2π△R/(2πR)= △ R/R은 PC=PD=△R/R과 비교하여, 즉, 현재 방향에 대한 반경 방향의 상대 수축률에 명백한 이점이 없습니다.

2 응력 해석

2.1 변형이 응력에 미치는 영향

상대 신율에 비례하는 응력에 따라 등방성 재료의 경사, 위사 및 방향의 수축 응력은 동일하고 덮개의 인열 방향은 불규칙해야 합니다. 고분자 재료의 인장강도와 원의 중심에 수렴하는 실제 반경방향 힘에 따라 응력이 재료의 강도를 초과하여 파단이 발생하더라도 응력이 집중되는 원의 중심 부근에서 발생하여야 한다. . 위의 2가지 점은 커버링의 가장자리에 크랙이 발생한다는 사실과 일치한다.

2.2 고분자 재료 성형 공정이 기계적 물성에 미치는 영향

LDPE는 가지가 많다는 점을 감안하면 결정화도는 55%~60% 정도이다. HDPE는 선형이고 가지가 거의 없으며 결정도는 85%~90%입니다. 디스크의 중심에서 사출 성형할 때 유동성으로 인해 커버의 디스크 부분은 반경 방향 흐름으로 인해 주로 반경 방향으로 배열됩니다. 냉각 및 성형 후 플라스틱 덮개의 반경 방향 인장 강도는 높고 현 인장 강도는 반경 방향보다 현저히 낮습니다. 수축률에서 방사형 균열이 발생하기 쉽습니다. 폴리머 재료의 결정학적 배향은 강도에 상당한 영향을 미치며, 이는 이축 배향 폴리프로필렌 필름 BOPP의 기계적 특성에서 알 수 있습니다. 예를 들어, 1:1 충전재의 PVC 포장 테이프는 신축 및 성형 후 날실 및 위사 강도에 상당한 차이가 있습니다. 플라스틱의 기계적 강도와 공기 투과도는 충전재의 유무, 충전재의 모양, 선형 고분자의 결정화 여부와 같은 요인과 관련이 있습니다. 성형된 폴리머가 신장되고 배향된 후 인장 강도가 크게 향상되고 위사 방향으로 찢어지기 쉽습니다. 균열(일반적으로 스트래핑과 같은). 저자는 중앙 게이트 사출 성형 폴리스티렌(PS), 투명 디스크 및 뚜껑과 같은 PS 트레이에 대해 많은 충격 테스트를 수행했습니다. 통계에 따르면 충격 균열은 일반적으로 방사형입니다. PS의 반경 방향 굽힘 성능은 현 방향보다 훨씬 높습니다. 현 방향 굽힘 모멘트의 작용으로 팬 모양의 PS 시편 또는 PS 얇은 디스크는 반경 방향 유동선을 따라 쉽게 파손됩니다.

3 응력에 대한 커버 링 구조의 방사형 양보의 영향

실제 작동하는 덮개의 메커니즘은 내부 부품과 덮개이며 둘 사이의 상호 영향은 외력입니다. 해석의 편의를 위해 내용물은 온도 변화에 따라 수축하지 않는 것으로 가정하고 지름은 덮개의 지름과 같다.

3.1 반경 및 현 응력 성능에 대한 양보의 영향

커버의 디스크 부분이 반경 방향으로 수축하면 폴리머 재료의 유연성으로 인해 커버 링과 디스크 부분의 연결 모서리에 어느 정도의 크리프가 발생합니다. 즉, 커버 링 부분에는 특정 변형이 있습니다. 능력. ), 양보의 결과는 방사상 방해에 의해 생성된 응력을 감소시킵니다. 현 방향의 재료가 닫힌 링을 형성하기 때문에 현 방향이 축소된 후 링 재료 자체가 서로 관련되어 실제 효과는 양보가 없습니다.

3.2 현 응력에 대한 커버 링 외반 변형률의 기여

디스크 부분이 반경 방향으로 후퇴한 후 환형 커버 링은 외번의 순간을 받습니다. 그림 2와 같이 커버링과 내부물체의 접촉점을 O, O 양단의 Force arm의 길이비는 α=1B/lA라고 가정한다. 수축 후, 커버 링은 원의 중심 바깥쪽 R-△R에 있어야 합니다. 이때 커버링의 둘레길이는 C1=2π(R-△R)이다. 덮개 내용물의 방해로 인해 디스크 부분의 반경 방향 수축력의 작용으로 덮개 링의 아래쪽 가장자리 B가 O 지점 주위로 뒤집힙니다. 계산을 간단하게 하기 위해 강체모형을 채택하였으며, 외번된 커버링의 하단 모서리 B와 내부 물체와 커버링 사이의 접촉점 O 사이의 수평거리는 △r=α△R=lB ·△R/LA. 수축 후 커버 링의 자연적인 위치는 R-△R이어야 하므로, 차단되고 뒤집힌 후 아래쪽 가장자리 B와 위쪽 가장자리 A 사이의 수평 거리:

위쪽 가장자리 A에 대한 아래쪽 가장자리 B의 둘레 확장율 PC1은 다음과 같습니다.

그리고 디스크 가장자리 PC=△C/C=△R/R의 상대 수축률, 분명히 아래쪽 가장자리 B가 외번된 후 상대 둘레 신장은 위쪽 가장자리 A와 디스크 가장자리(1 α)(1 △R /R) 시간. in. 받침점 O의 위치가 변경되면 많은 경우 α>1이므로 커버 링 B의 아래쪽 가장자리의 코드 방향 상대 변형이 디스크 가장자리의 상대 코드 방향 변형보다 훨씬 큽니다. 덮개의 수축 균열은 이것과 일치합니다. 그 불가피성.

4 솔루션 및 조치

덮개의 균열 경향을 줄이기 위해 덮개 링의 아래쪽 가장자리는 점의 양쪽에 있는 팔의 길이 비율에 따라 변형되어 지점 O의 위치를 ​​줄일 수 있습니다. 캡의 반경 방향 여유를 늘리고 병 입구를 약간 안쪽으로 기울여 내부 응력 모멘트를 줄이고 내부 응력을 줄입니다. 커버의 디스크 부분의 가장자리에 반경 방향을 따라 텔레스코픽 링을 추가하면 디스크 가장자리의 변형을 줄이고 궁극적으로 링 부분의 위쪽 및 아래쪽 가장자리의 변위를 줄여 내부 저항을 크게 줄일 수 있습니다. 링의 코드 방향 변형에 의해. 현재 일부 덮개 모양의 제품은 좌굴 대상의 가장자리 구조를 기반으로 한 환형 돌출 구조로 설계되어 반경 방향 저항을 줄일 수 있지만 현 응력을 피할 수는 없습니다. 폴리머 재료의 유연성은 저온에서 감소하여 뚜껑형 구조의 저온 안정성에 직접적인 영향을 미치고 취성을 향상시킵니다.

5. 결론

덮개의 냉수축 균열은 덮개 링의 아래쪽 가장자리에서 기계적 분석 조건을 충족합니다. 경사 및 위사 수축률이 동일하고 반경 방향 및 현 방향 수축이 일정하며 디스크 표면의 자유 수축 응력 방향은 큰 영향을 미치지 않는다는 가정 하에. 커버의 반경 방향 후퇴는 반경 ​​방향 응력의 발생을 줄이지만 코드 방향으로 후퇴할 공간이 없어 더 큰 응력을 생성할 수 있습니다. 커버 링의 하단 가장자리의 반전 경향으로 인한 링의 상대 변형률이 커서 수축 균열의 주요 원인인 커버 링 가장자리의 코드 응력을 확장합니다. 폴리머 재료의 사출 성형 중 방사 방향 결정화는 코드 방향 강도를 약화시키고 플라스틱 덮개의 균열의 원인이기도 합니다. 목표 조치를 취하면 균열 경향을 줄일 수 있습니다.