【摘 要】
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注射拉伸吹塑是仅次于注射成型和挤出成型的第三大塑料成型方法,广泛的应用于PET饮料瓶的成型过程。其成型过程及其复杂,极大的影响吹塑成型瓶的机械性能及生产成本。因此,国
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注射拉伸吹塑是仅次于注射成型和挤出成型的第三大塑料成型方法,广泛的应用于PET饮料瓶的成型过程。其成型过程及其复杂,极大的影响吹塑成型瓶的机械性能及生产成本。因此,国内外学者一直通过各种方法来研究PET饮料瓶的成型过程,力图对拉伸吹塑阶段和冷却固化阶段进行完善的分析,并根据仿真结果对该过程进行优化。本论文首先对所使用的材料PET进行了介绍,并说明了拉伸吹塑的原理。给出了拉伸吹塑阶段和冷却固化阶段的控制方程和粘度模型,详细介绍了建立包括模具、拉伸杆和瓶坯的有限元模型的过程,以及求解拉伸吹塑问题的数学模型的方法。使用POLYFLOW软件对PET瓶成型过程中的拉伸吹塑阶段和冷却固化阶段进行了仿真,分析了工艺条件、瓶坯结构类型、网格密度等对成型瓶厚度分布的影响。本文对冷却的分析从拉伸过程开始,能更真实的反映冷却过程中成型瓶的温度变化情况,并分析了瓶坯初始温度分布对成型瓶厚度的影响。对比了正锥形瓶坯和倒锥形瓶坯成型过程中的变形和对成型瓶厚度的影响。从理论和仿真的角度,分析了成型过程中的应力情况,解释了瓶坯变形的原因。结合仿真的结果和计算中出现的问题,总结了影响PET瓶性能的原因。结合有限元分析的结果和理论指导,进行了成型过程的优化。为了方便优化过程中大量的有限元模型建立,对PET饮料瓶开发了参数化建模的方式。分别使用遗传算法和parison programming方法对瓶坯结构和工艺条件进行了优化。本文的优化结果对实际生产也有一定的指导意义。最后,将对PET饮料瓶的分析过程及优化分析结果,使用VC++语言开发成PET饮料瓶设计仿真分析系统软件平台,并建立了完善的数据库管理系统,该系统可以很好的应用于工程实际。
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