ในการผลิตทางอุตสาหกรรมและทางการเกษตรและชีวิตประจำวัน มีหลายกรณีของการแตกของฝาที่เกิดจากการขยายตัวจากความร้อนและการหดตัวของความเย็น ซึ่งส่งผลกระทบโดยตรงต่อการไหลเวียนและการใช้สินค้าโภคภัณฑ์ ทำให้เกิดการรั่วไหลของของเหลว และแม้กระทั่งนำไปสู่อุบัติเหตุไฟไหม้ ในกลศาสตร์ยืดหยุ่น การเสียรูปจะเป็นสัดส่วนกับความเค้น มหาวิทยาลัยหางโจว Dianzi ใช้วิธีการวิเคราะห์การเสียรูปเพื่อแก้ปัญหาการคำนวณการกระจายความเค้นภายในและกำลังหักของเชือก หลังจากปรับปรุงวิธีการหาอนุพันธ์และแนวคิดการขยาย ได้ฟังก์ชันโครงสร้างใหม่แล้ว

1 ลักษณะและการวิเคราะห์ความเครียดของฝาครอบ

รูปทรงของฝาปิดสามารถมองได้ว่าเป็นการผสมผสานระหว่างแผ่นดิสก์และวงแหวน สำหรับดิสก์รัศมีและ . หากอัตราการหดตัวในแนวรัศมีและคอร์ดของส่วนดิสก์เท่ากัน อัตราการหดตัวสัมพันธ์ในแนวรัศมี PD=△R/(2R)=△R/R และอัตราการหดตัวสัมพันธ์ในขอบเขต PC=2π△R/(2πR)= △ R/R เมื่อเปรียบเทียบกับ PC=PD=△R/R นั่นคือ ไม่มีข้อได้เปรียบที่ชัดเจนในอัตราการหดตัวสัมพัทธ์ในแนวรัศมีไปยังทิศทางของคอร์ด

2 การวิเคราะห์ความเครียด

2.1 ผลกระทบของการเสียรูปต่อความเค้น

ตามสัดส่วนความเค้นที่สัมพันธ์กับการยืดตัวสัมพัทธ์ ความเค้นการหดตัวในเส้นยืน ด้านซ้าย และทิศทางของวัสดุไอโซโทรปิกจะเท่ากัน และทิศทางของการเปิดฉีกของฝาครอบควรไม่สม่ำเสมอ ตามค่าความต้านทานแรงดึงของวัสดุพอลิเมอร์และแรงในแนวรัศมีจริงที่มาบรรจบกันที่จุดศูนย์กลางของวงกลม แม้ว่าความเค้นจะเกินกำลังของวัสดุและการแตกหัก ก็ควรเกิดขึ้นใกล้จุดศูนย์กลางของวงกลมที่มีความเข้มข้นของความเค้น . 2 จุดข้างบนนี้เข้ากันได้ดีกับรอยร้าวที่ขอบของวงแหวนครอบ

2.2 อิทธิพลของกระบวนการขึ้นรูปวัสดุพอลิเมอร์ต่อคุณสมบัติทางกล

เมื่อพิจารณาว่า LDPE มีหลายสาขา ความเป็นผลึกอยู่ที่ประมาณ 55%~60% HDPE เป็นเส้นตรง มีกิ่งน้อย และมีความเป็นผลึกอยู่ที่ 85%~90% เมื่อฉีดขึ้นรูปจากศูนย์กลางของดิสก์เนื่องจากการไหล ส่วนดิสก์ของฝาครอบส่วนใหญ่จัดอยู่ในแนวรัศมีเนื่องจากการไหลในแนวรัศมี ความต้านทานแรงดึงในแนวรัศมีของฝาครอบพลาสติกหลังจากการหล่อเย็นและการขึ้นรูปสูง และความต้านทานแรงดึงของคอร์ดจะต่ำกว่าทิศทางแนวรัศมีอย่างมาก ภายใต้อัตราการหดตัว มีแนวโน้มที่จะเกิดการแตกร้าวในแนวรัศมี การวางแนวผลึกศาสตร์ของวัสดุพอลิเมอร์มีผลอย่างมากต่อความแข็งแรง ซึ่งสามารถเรียนรู้ได้จากคุณสมบัติทางกลของฟิล์มโพลีโพรพิลีนที่เน้นแกนสองแกน BOPP ตัวอย่างเช่น เทปกาว PVC ที่มีไส้ 1:1 มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในด้านความแข็งแรงของด้ายยืนและด้ายพุ่งหลังจากการยืดและการขึ้นรูป ความแข็งแรงทางกลและแม้กระทั่งการซึมผ่านของอากาศของพลาสติกนั้นสัมพันธ์กับปัจจัยต่างๆ เช่น มีสารตัวเติมหรือไม่ รูปร่างของสารตัวเติมหรือไม่ และโมเลกุลเชิงเส้นตรงจะตกผลึกหรือไม่ หลังจากที่พอลิเมอร์ขึ้นรูปถูกยืดและจัดแนวแล้ว ความต้านทานแรงดึงของมันก็ดีขึ้นอย่างมาก และง่ายต่อการฉีกในทิศทางของพุ่ง รอยแตก (โดยทั่วไปเช่นสายรัด) ผู้เขียนได้ทำการทดสอบแรงกระแทกจำนวนมากกับพอลิสไตรีนฉีดขึ้นรูปประตูกลาง (center-gate) ดิสก์โปร่งใส และถาด PS แบบฝาปิด สถิติแสดงให้เห็นว่ารอยแตกกระแทกโดยทั่วไปเป็นแนวรัศมี ประสิทธิภาพการดัดงอในแนวรัศมีของ PS นั้นสูงกว่าทิศทางของคอร์ดอย่างมาก ภายใต้การกระทำของโมเมนต์ดัดตามเส้นตรง ชิ้นงาน PS ที่มีรูปร่างเหมือนพัดลมหรือแผ่น PS บาง ๆ จะแตกหักง่ายตามเส้นการไหลในแนวรัศมี

3 อิทธิพลของสัมปทานรัศมีของโครงสร้างวงแหวนครอบต่อความเค้น

กลไกที่แท้จริงของฝาครอบในที่ทำงานคือส่วนด้านในและฝาครอบ และอิทธิพลร่วมกันระหว่างทั้งสองคือแรงภายนอก เพื่อความสะดวกในการวิเคราะห์ สันนิษฐานว่าเนื้อหาไม่หดตัวตามการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ และเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากับของฝาครอบ

3.1 อิทธิพลของสัมปทานต่อประสิทธิภาพความเค้นแนวรัศมีและคอร์ด

เมื่อส่วนแผ่นดิสก์ของฝาครอบหดตัวในแนวรัศมี เนื่องจากความยืดหยุ่นของวัสดุพอลิเมอร์ การคืบในระดับหนึ่งจะเกิดขึ้นที่มุมเชื่อมต่อของวงแหวนครอบและส่วนดิสก์ นั่นคือ ส่วนวงแหวนครอบมีการปฏิรูปบางอย่าง ความสามารถ. ) ผลของสัมปทานช่วยลดความเครียดที่เกิดจากสิ่งกีดขวางในแนวรัศมี เนื่องจากวัสดุในทิศทางคอร์ดทำให้เกิดวงแหวนปิด วัสดุวงแหวนเองก็เกี่ยวข้องกันหลังจากที่ทิศทางของคอร์ดหดตัว และผลกระทบที่แท้จริงจะไม่ได้รับสัมปทาน

3.2 ผลงานของอัตราการเปลี่ยนรูปของแหวนครอบต่อความเค้นของคอร์ด

หลังจากที่ส่วนดิสก์ถอยกลับในแนวรัศมี วงแหวนที่ครอบวงแหวนจะถูกเปลี่ยนทิศทางชั่วขณะ สมมติว่าจุดสัมผัสระหว่างวงแหวนฝาครอบกับวัตถุภายในคือ O และอัตราส่วนความยาวของแขนแรงที่ปลายทั้งสองของ O คือ α=lB/lA ดังแสดงในรูปที่ 2 หลังจากหดตัว ตำแหน่งตามธรรมชาติของ วงแหวนครอบควรอยู่ที่ R-△R นอกศูนย์กลางของวงกลม ในขณะนี้ ความยาวรอบวงของวงแหวนที่ครอบคือ C1=2π(R-△R) เนื่องจากการอุดตันของสิ่งที่อยู่ภายในฝาครอบ ภายใต้การกระทำของแรงหดตัวในแนวรัศมีของส่วนดิสก์ ขอบล่าง B ของวงแหวนฝาครอบจะเอียงไปรอบๆ จุด O เพื่อให้การคำนวณง่ายขึ้น จึงมีการนำแบบจำลองตัวถังแบบแข็งมาใช้ และระยะห่างแนวนอนระหว่างขอบด้านล่าง B ของวงแหวนฝาครอบแบบพลิกคว่ำและจุดศูนย์กลางหน้าสัมผัส O ระหว่างวัตถุด้านในกับวงแหวนฝาครอบคือ △r=α△R=lB ·△R/lA. เนื่องจากตำแหน่งตามธรรมชาติของวงแหวนครอบหลังจากการหดตัวควรอยู่ที่ R-△R ระยะห่างแนวนอนระหว่างขอบล่าง B และขอบด้านบน A หลังจากถูกกีดขวางและพลิกกลับ:

อัตราการขยายตัวของปริมณฑล PC1 ของขอบล่าง B เทียบกับขอบด้านบน A คือ:

และอัตราการหดตัวสัมพัทธ์ของขอบดิสก์ PC=△C/C=△R/R เห็นได้ชัดว่าการยืดเส้นรอบรูปสัมพัทธ์หลังจากขอบล่าง B ถูกพลิกกลับเป็นขอบบน A และขอบดิสก์ (1 α) (1 △R /R) ครั้ง ด้วยการเปลี่ยนตำแหน่งของจุดศูนย์กลาง O, α>1 ในหลายกรณี ดังนั้นการเสียรูปสัมพัทธ์เชิงคอร์ดของขอบล่างของวงแหวนฝาครอบ B จึงมีขนาดใหญ่กว่าการเสียรูปเชิงสัมพันธ์เชิงสัมพันธ์ของขอบของแผ่นดิสก์ และ รอยแตกของการหดตัวของฝาครอบตรงกับสิ่งนี้ ความหลีกเลี่ยงไม่ได้ของมัน

4 แนวทางแก้ไขและมาตรการ

เพื่อลดแนวโน้มการแตกร้าวของฝาครอบ ขอบล่างของวงแหวนฝาครอบจะเสียรูปตามอัตราส่วนความยาวของแขนทั้งสองด้านของจุดที่เกี่ยวข้องกัน ซึ่งสามารถลดตำแหน่งของจุดศูนย์กลาง O เพิ่มค่าเผื่อรัศมีของฝาปิด และทำให้ปากขวดเอียงเข้าด้านในเล็กน้อยเพื่อลดช่วงเวลาความเครียดภายในและลดความเครียดภายใน การเพิ่มวงแหวนยืดไสลด์ตามทิศทางรัศมีบนขอบของส่วนดิสก์ของฝาครอบสามารถลดการเสียรูปของขอบดิสก์ และท้ายที่สุดก็ลดการเคลื่อนของขอบด้านบนและด้านล่างของส่วนวงแหวน ซึ่งจะช่วยลดความต้านทานภายในที่เกิดจาก โดยการเปลี่ยนรูปตามจังหวะของวงแหวน ในปัจจุบัน ผลิตภัณฑ์รูปทรงฝาครอบบางชนิดได้รับการออกแบบให้มีโครงสร้างยื่นออกมาเป็นรูปวงแหวนตามโครงสร้างขอบของวัตถุที่จะงอ ซึ่งสามารถลดความต้านทานในแนวรัศมีได้ แต่ไม่สามารถหลีกเลี่ยงความเค้นของคอร์ดได้ ความยืดหยุ่นของวัสดุพอลิเมอร์จะลดลงที่อุณหภูมิต่ำ ซึ่งส่งผลกระทบโดยตรงต่อความเสถียรของโครงสร้างรูปฝาปิดที่อุณหภูมิต่ำและช่วยเพิ่มความเปราะบาง

5. สรุป

รอยแตกจากการหดตัวเมื่อเย็นของฝาครอบเป็นไปตามเงื่อนไขการวิเคราะห์ทางกลจากขอบด้านล่างของวงแหวนฝาครอบ ภายใต้สมมติฐานที่ว่าอัตราการหดตัวของด้ายยืนและด้ายพุ่งเท่ากัน การหดตัวในแนวรัศมีและแนวคอร์ดจะสอดคล้องกัน และทิศทางของความเค้นการหดตัวอิสระบนพื้นผิวดิสก์ไม่มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญ การถอยแนวรัศมีของแผ่นปิดช่วยลดการสร้างความเครียดในแนวรัศมี แต่ไม่มีที่ว่างให้ถอยในทิศทางคอร์ด ซึ่งสามารถสร้างความเครียดได้มากกว่า อัตราการเสียรูปสัมพัทธ์ของวงแหวนที่เกิดจากแนวโน้มการเคลื่อนตัวของขอบด้านล่างของวงแหวนครอบมีขนาดใหญ่ ซึ่งขยายความเค้นคอร์ดของขอบของวงแหวนครอบ ซึ่งเป็นสาเหตุหลักของการแตกร้าวจากการหดตัว การตกผลึกแบบเรเดียลในแนวรัศมีระหว่างการฉีดขึ้นรูปวัสดุพอลิเมอร์จะทำให้ความแข็งแรงตามเส้นรอบวงลดลงและเป็นสาเหตุของการแตกร้าวของฝาครอบพลาสติก การใช้มาตรการที่กำหนดเป้าหมายสามารถลดแนวโน้มการแตกร้าวได้