[发明专利]一种基于吹塑成型的塑料瓶强度分析方法及应用

说明书

本发明公开了一种基于吹塑成型的塑料瓶强度分析方法及应用，包括以下步骤：首先获取塑料瓶的三维图像，采用有限元分析法获得提取区域的塑料瓶的瓶壁的厚度分布图，划分网格图；然后，输入制备塑料瓶的材料特性值和制作过程中的工艺参数值，采用准静态分析法获得塑料瓶的残余应力分布图；最后，上述所获得的瓶壁厚度和残余应力映射到塑料瓶中，采用非线性静力求解法分析塑料瓶的强度。采用本发明所设计的方法能够快速的分析出塑料瓶的强度，尤其是具有不均匀厚度的塑料瓶不同位置处所能够承受的强度，能够协助设计人员快速的设计出塑料瓶的形状和对应的模具，同时能够指导吹塑过程的工艺参数的设定。

技术领域

本发明属于塑料件的强度分析领域，具体涉及一种基于吹塑成型的塑料瓶强度分析方法及应用。

背景技术

当前塑料行业发展迅速，应用领域涵盖了饮料、饮用水、药品、食品、化学品和汽车行业等。一般情况下，制造商需要在有限的时间和成本里，设计并生产新型塑料产品。然而，有限的时间及成本使得设计师难易确定新的塑料件的形状是否满足强度的需求。因此本发明提出了一种基于吹塑成型的塑料瓶强度分析方法，同时应用所述的方法进行模具的设计。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种基于吹塑成型的塑料瓶强度分析及应用。

实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种基于吹塑成型的塑料瓶强度分析方法，包括以下步骤：

首先，获取塑料瓶的三维图像，采用有限元分析法获得提取区域的塑料瓶的瓶壁的厚度分布图；

然后，输入制备塑料瓶的材料特性值和制作过程中的工艺参数值，采用准静态分析法获得塑料瓶的残余应力分布图；

最后，上述所获得的瓶壁厚度和残余应力映射到塑料瓶中，采用非线性静力求解法分析塑料瓶的强度。

作为本发明的进一步改进，所述的方法用于分析塑料瓶厚度不均匀区域的强度。

作为本发明的进一步改进，所述的网格图为根据瓶壁的厚度分布的非均匀网格图。

作为本发明的进一步改进，所述的材料特性值包括弹性模量、泊松比、密度和塑性参数，所述的塑性参数包括屈服应力和塑性变形。

作为本发明的进一步改进，所述的材料特性值对应于吹塑过程中熔体的温度和成型塑料瓶的温度下的参数值。

作为本发明的进一步改进，所述的工艺参数包括吹塑过程中熔体的温度、吹塑压力和冷却时间。

作为本发明的进一步改进，根据以上所述的强度分析方法应用于塑料瓶模具的设计。

本发明的有益效果：采用本发明所设计的方法能够快速的分析出塑料瓶的强度，尤其是具有不均匀厚度的塑料瓶不同位置处所能够承受的强度，能够协助设计人员快速的设计出塑料瓶的形状和对应的模具，同时能够指导吹塑过程的工艺参数的设定。

附图说明

图1为本发明一种实施例的塑料瓶的几何模型；

图2为本发明的塑料瓶该实施例的厚度分布图；

图3为本发明的塑料瓶该实施例的应力分布图；

图4为本发明的塑料瓶该实施例的强度分析过程示意图；

图5采用本发明所述的方法所得到的该实施例中关于不同壁厚的强度的结果图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。