V industrijski in kmetijski proizvodnji ter vsakdanjem življenju je veliko primerov razpok pokrova zaradi toplotnega raztezanja in hladnega krčenja, kar neposredno vpliva na kroženje in uporabo blaga, povzroča puščanje tekočine in celo vodi do požarnih nesreč. V elastični mehaniki je deformacija sorazmerna z napetostjo. Univerza Hangzhou Dianzi uporablja metodo analize deformacij za rešitev problema izračuna notranje porazdelitve napetosti in pretrgne trdnosti vrvi. Po izboljšanju metode izpeljave in koncepta razširitve so bile pridobljene nove strukturne funkcije.

1 Značilnosti in deformacijska analiza pokrova

Geometrijo pokrova lahko gledamo kot kombinacijo diska in obroča. Za disk polmera in . Če sta radialna in tetivna stopnja krčenja dela diska enaka, je radialna relativna stopnja krčenja PD=△R/(2R)=△R/R in obodna relativna stopnja krčenja PC=2π△R/(2πR)= △ R/R v primerjavi s PC=PD=△R/R, kar pomeni, da ni očitne prednosti pri relativni stopnji krčenja v radialni smeri proti smeri tetive.

2 Analiza stresa

2.1 Vpliv deformacije na napetost

Glede na napetost, sorazmerno z relativnim raztezkom, je napetost krčenja v osnovi, votku in smeri izotropnega materiala enaka, smer trganja pokrova pa mora biti neenakomerna. Glede na natezno trdnost polimernega materiala in dejansko radialno silo, ki se zbližuje v središču kroga, tudi če napetost preseže trdnost materiala in pride do loma, se mora zgoditi blizu središča kroga, kjer je napetost koncentrirana. . Zgornji 2 točki sta združljivi z dejstvom, da se razpoka pojavi na robu pokrivnega obroča.

2.2 Vpliv postopka oblikovanja polimernega materiala na mehanske lastnosti

Glede na to, da ima LDPE veliko vej, je kristaliničnost približno 55% ~ 60%; HDPE je linearen, z nekaj vejami, kristalnost pa je 85% ~ 90%. Pri brizganju iz središča diska je zaradi pretočnosti diskovni del pokrova zaradi radialnega toka v glavnem razporejen v radialni smeri. Radialna natezna trdnost plastičnega pokrova po hlajenju in oblikovanju je visoka, natezna trdnost tetive pa bo bistveno nižja od radialne smeri. Pod stopnjo krčenja je nagnjen k radialnim razpokam. Kristalografska orientacija polimernega materiala pomembno vpliva na trdnost, kar se lahko naučimo iz mehanskih lastnosti dvoosno usmerjenega polipropilenskega filma BOPP. Na primer, PVC pakirni trak s polnilom 1:1 ima pomembno razliko v trdnosti osnove in votka po raztezanju in oblikovanju. Mehanska trdnost in celo zračna prepustnost plastike sta povezani z dejavniki, kot so, ali obstajajo polnila, oblika polnil in ali so linearne makromolekule kristalizirane. Ko se oblikovani polimer raztegne in usmeri, se njegova natezna trdnost močno izboljša in ga je enostavno raztrgati v smeri votka. Razpoke (običajno kot je zapenjanje). Avtor je opravil veliko število udarnih testov na brizganem polistirenu (PS), prozornih diskih in pokrovu podobnih PS pladnjih. Statistični podatki kažejo, da so udarne razpoke na splošno radialne; Zmogljivost radialnega upogibanja PS je veliko večja kot v smeri tetive. Pod delovanjem upogibnega momenta v tetivi se pahljačasti vzorec PS ali tanek disk PS zlahka zlomi vzdolž radialne pretočne črte.

3 Vpliv radialne koncesije konstrukcije pokrovnega obroča na napetost

Dejanski mehanizem pokrova pri delu sta notranji del in pokrov, medsebojni vpliv med obema pa je zunanja sila. Za udobje analize se predpostavlja, da se vsebina ne skrči s temperaturnimi spremembami, premer pa je enak premeru pokrova.

3.1 Vpliv koncesij na zmogljivost radialne in tetivne napetosti

Ko se diskasti del pokrova radialno skrči, zaradi fleksibilnosti polimernega materiala pride do določene stopnje lezenja v povezovalnem kotu pokrivnega obroča in diskastega dela, to pomeni, da ima del pokrivnega obroča določeno reformo. sposobnost. ), rezultat koncesije zmanjša napetost, ki nastane zaradi radialne ovire. Ker material v smeri tetive tvori zaprt obroč, je material obroča sam vpleten drug v drugega, potem ko se smer tetive skrči, dejanski učinek pa ni popuščanja.

3.2 Prispevek stopnje valgusne deformacije pokrovnega obroča k napetosti tetive

Ko se del diska radialno umakne, je obročasti pokrovni obroč izpostavljen momentu everzije. Predpostavimo, da je kontaktna točka med pokrivnim obročem in notranjim predmetom O, razmerje dolžin ročic sile na obeh koncih O pa je α=lB/lA, kot je prikazano na sliki 2. Po krčenju je naravni položaj pokrivni obroč mora biti na R-△R zunaj središča kroga. V tem času je obodna dolžina pokrivnega obroča C1=2π(R-△R). Zaradi zamašitve vsebine pokrova se pod delovanjem radialne krčevalne sile diskastega dela spodnji rob B pokrivnega obroča obrne okoli točke O. Za poenostavitev izračuna je sprejet model togega telesa, vodoravna razdalja med spodnjim robom B obrnjenega pokrovnega obroča in kontaktno točko O med notranjim predmetom in pokrovnim obročem pa je △r=α△R=lB ·△R/lA. Ker mora biti naravni položaj pokrivnega obroča po krčenju na R-△R, je vodoravna razdalja med spodnjim robom B in zgornjim robom A, potem ko je bil oviran in obrnjen:

Stopnja razširitve oboda PC1 spodnjega roba B glede na zgornji rob A je:

In relativna stopnja krčenja roba diska PC=△C/C=△R/R, očitno je relativni raztezek oboda po tem, ko je spodnji rob B obrnjen, zgornji rob A in rob diska (1 α)(1 △R /R) krat. in. S spremembo položaja točišča O je v mnogih primerih α>1, zato je relativna deformacija spodnjega roba pokrivnega obroča B v tetivi veliko večja od relativne tetivne deformacije roba diska, in razpoka pri krčenju pokrova sovpada s tem. njena neizogibnost.

4 Rešitve in ukrepi

Da bi zmanjšali nagnjenost pokrova k razpokanju, se spodnji rob pokrovnega obroča deformira glede na razmerje dolžin krakov na obeh straneh točke, kar lahko zmanjša položaj osi O; povečajte radialni dodatek pokrovčka in naredite ustje steklenice rahlo nagnjeno navznoter, da zmanjšate notranji stresni moment in zmanjšate notranji stres. Če dodate teleskopski obroč vzdolž radialne smeri na robu dela diska pokrova, lahko zmanjšate deformacijo roba diska in na koncu zmanjšate premik zgornjega in spodnjega roba obročastega dela, s čimer se močno zmanjša notranji upor, ki ga povzroča zaradi tetivne deformacije obroča. Trenutno so nekateri izdelki v obliki pokrova zasnovani z obročasto štrlečo strukturo, ki temelji na strukturi robov predmeta, ki ga je treba zvijati, kar lahko zmanjša radialni upor, vendar se ne more izogniti napetosti tetive. Fleksibilnost polimernih materialov se zmanjša pri nizki temperaturi, kar neposredno vpliva na nizkotemperaturno stabilnost strukture v obliki pokrova in poveča krhkost.

5 Zaključek

Hladna krčljiva razpoka pokrova ustreza pogojem mehanske analize od spodnjega roba pokrivnega obroča. Ob predpostavki, da sta stopnji krčenja osnove in votka enaki, sta radialno krčenje in krčenje v tetivi skladno, smer prostega krčenja na površini diska pa nima pomembnega vpliva. Radialni umik pokrova zmanjša nastajanje radialne napetosti, vendar ni prostora za umik v smeri tetive, ki lahko povzroči večjo napetost. Relativna stopnja deformacije obroča, ki jo povzroča trend everzije spodnjega roba pokrivnega obroča, je velika, kar poveča napetost tetive roba pokrivnega obroča, kar je glavni vzrok za krčenje razpok. Radialno usmerjena kristalizacija pri brizganju polimernih materialov oslabi tetivno trdnost in je tudi vzrok za pokanje plastičnega pokrova. S ciljno usmerjenimi ukrepi lahko zmanjšate nagnjenost k pokanju.