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另一方面，近似于三維實體單元，連續(xù)體的殼單元對整個三維實體進行離散和建立數學描述，其運動和本構行為類似于常規(guī)殼單元。本次選取的模型為：Shell 類型的 S4R 網格，用于在 ABAQUS/Explicit 顯示計算中使用的一般性目的的殼單元，具有有限的膜應變和小的膜應變公式。 選擇了單元模型以后，需要對材料進行截面設定。筆者的研究中創(chuàng)建了一個各向同性的薄膜單元（Homogeneous，Shell），截面定義為板料的中心面層（Middle surface），對應于實際加工中材料的厚度為 0.42mm，在 ABAQUS 中設置材料的厚度為 0.42mm。 按運輸方式不同為鐵路貨物包裝、...

吸塑成型技術也叫真空吸塑成型工藝。它是一種熱成型加工方法，利用熱塑性塑料片材，制造開口塑料殼體制品的一種方法，是將塑料片材裁成一定尺寸加熱軟化后，借助片材兩面的氣壓差和機械壓力，使其變形后敷貼在特定的模具輪廓而上，經過冷卻定型，并切邊修正后完成吸塑制品的過程。 根據吸塑成型加壓方式的不同，主流的吸塑設備主要分為下列三類： 1）真空負壓吸塑機，主要通過負壓抽真空的方式，使塑料片貼合在模具上； 2）正壓吸塑機，通過空壓機在塑料片正面加大氣壓，使軟化的塑料片貼合在模具上； 3）正負壓吸塑機，則是通過加壓盒抽真空的方式，在塑料片兩邊形成強大的壓力差，使軟化塑料片成型的方式。...

ASAME網格應變測試系統(tǒng)主要適用于金屬板材成型。本次實驗采用的材料為PVC塑料片材，其成型過程類似于金屬板料的成型。經過機械方法測量，對比該系統(tǒng)的應變分析結果進行校驗，發(fā)現在網格變形量較小時，該軟件的應變分析結果與實際應變之間的誤差在可以接受范圍。同時，實驗所需觀察和研究的是板料流動趨勢，通過網格的變化趨勢得到，也就是系統(tǒng)分析處理結果上可以看到的應變變化趨勢，這方面的要求，ASAME網格應變測試系統(tǒng)是可以滿足的。鑒于以上兩點，本次實驗的數據處理過程使用該系統(tǒng)來對實驗結果進行處理，并對其處理結果進行準確性判斷和分析。 經過多次實際測量與軟件分析結果的比較，得出結論，在網格變形...

將相機記憶卡插入計算機后，即可用軟件讀取，然后依照軟件操作步驟一步進行處理。對要研究的各部分變形網格的處理結果和誤差分析如下。 1.三面正交角 這個分析結果不僅*只**三面正交的情況，其他多面相交的情況也與之類似。原始圖像是經過軟件處理后，還原成三維圖像。為了處理方便和簡化計算，只截取了三面相交處的一部分。先分析該部分的有效應變場。 從膜的上方到下方，應變隨著變大，比較大應變發(fā)生的地方并沒有處在三面的交點A的中心附近，沿著直線c往下，應變將達到比較大，紅**域的應變很大，在，實際上網格的變形程度遠遠不止如此，因為前面的試驗表明當應變超過50%之后，軟件的結果誤差很...

真空吸塑成型機，又叫熱塑成型，其設備組成分為七部分： 1）夾緊裝置 2）加熱裝置 3）真空裝置 4）壓縮空氣裝置 5）冷卻裝置 6）脫模裝置 7）控制裝置 吸塑模具對于吸塑制品的優(yōu)劣起到非常重要的作用，吸塑模具可分為凸模、凹模和凹凸模三種。模具的材質也可根據產品設計和使用條件的不同，分為石膏模和膠模、刀模和沖孔模、電鍍銅模、電木模、鋁合金模、熱合模、高頻模具。 不同于其他工藝，吸塑成型只需要單邊模具。在成型過程中，由于板材首先接觸模具的部位不同，產品受拉伸的情況也有所不同，兩種模具形成對應的產品厚/薄部位。由于模具上要開吸氣孔，一般緊貼...

ABAQUS是一套功能強大的局域有限元方法的工程模擬軟件，它能夠解決從相對簡單的線性分析問題到非常復雜的非線性模擬問題。同時，軟件具備非常豐富的單元庫，可以模擬任意實際形狀。本次模擬對象——塑料板料的熱成型過程是一個非線性大變形問題，因此選用了ABAQUS/Explicit顯示動力學有限元算法進行求解分析。該算法非常適用于模擬短暫、瞬間的動態(tài)時間，比如沖擊問題和問題，以及解除條件的高度分線性問題——模擬成型問題。同時，在非線性分析中，結果的精度和穩(wěn)定性是非常重要的問題。大量的問題表現在這個方面，如，當用戶選擇單元的過程中，用戶必須理解各種單元的穩(wěn)定性以及各單元的鎖定特性，這就給用戶...

工業(yè)應用中，如果碰到三維造型比較復雜，吹塑熱成型工藝要求比較高的需求時，以上提供的幾何模擬方案將無法滿足要求。此時，如果要提高制件的性能——機械性能和工藝性兩方面，就必須提高模擬方案的準確度。利用有限元仿真計算，按照實際生產工藝的加工條件，對成型的材料、吹塑溫度、接觸摩擦等物理過程建模分析，這樣從二維板料仿真得到的三維制件之間的聯系更加準確，對于塑料板料的模擬可以達到比較大誤差為13%，也就是精確度可以達到87%。外銷包裝在具備運輸包裝、銷售包裝二大類的同時，包裝必須要適應進口國或地區(qū)的特點及需要。鹽城PS塑料包裝咨詢問價 物體之間發(fā)生相對滑動或有滑動的趨勢時就會產生阻礙物體相對運動的摩擦力...

板材厚度的影響 實驗和理論分析的結果都表明，成型極限曲線隨著初始板材厚度的減薄而降低。這是因為當初始板厚較薄時，由板材的表面缺陷而產生的板厚不均勻性以及內部缺陷而使實際板厚下降，變形不均等問題比板厚較厚時更加嚴重。因此，在相同變形條件下，薄的板材容易先發(fā)生局部失穩(wěn)并達到成型極限。另外，薄的板材在變形時應變梯度小，周圍材料對危險區(qū)材料的補償作用小，也會降低成型極限。 應變路徑的影響 在多工序板材成型或單工序復雜零件成型時，零件上點的應變軌跡不一定再遵循簡單加載定律，因而由簡單加載條件得到的成型極限曲線就不一定能直接使用。由于復雜加載的具體情況各不相同，不可能作出各自...

為了能夠對塑料板料的熱塑性吸塑成型過程的規(guī)律進行總結和研究，本次研究工作設計了一個制品模具原型。原型中包含了在實際加工生產中，容易出現制品瑕疵的一些特征部位。常見的特征部位有，三面相交處，兩面相交處，以及深拉深孔等等。本次模具設計盡量涵蓋這些特征部位，使得塑料板料在熱塑性成型這些特征部位時充分體現出其成型規(guī)律。合理設計模具的凹凸，體現出熱成型工藝中的陽模成型和陰模成型工藝。本次實驗對實際生產中的結構特征進行了抽象和簡化，因此對于到的模具制作，對制品熱成型的數據進行精度判斷以及原因分析更加有針對性的。 實驗設計原理如下：設計并加工原型模具，對塑料片材進行網格處理，生產出印制網格...

塑料片材成型過程的模擬是一個非線性有限元計算和多物理場耦合的過程。本次采用非線性有限元模擬軟件 ABAQUS 來進行模擬，選用 Mooney-Rivlin 模型進行顯示計算。相對于 Standard 計算，Explicit 顯示計算的好處在于，其材料模型允許材料失效，并且具有更強的接觸功能，甚至能夠解決**復雜的接觸模擬。由于顯示計算采用積分求解技術，具有條件穩(wěn)定性，而且磁盤空間和內存占有量相對于 Standard要小很多。鑒于塑料片材成型過程的計算量巨大，又有超塑性變形其計算結果很容易不收斂，使得模擬失敗，在 Explicit 中，這些問題都可以較好的解決。塑料包裝加工方便，生產效率高，成本...

為了能夠對塑料板料的熱塑性吸塑成型過程的規(guī)律進行總結和研究，本次研究工作設計了一個制品模具原型。原型中包含了在實際加工生產中，容易出現制品瑕疵的一些特征部位。常見的特征部位有，三面相交處，兩面相交處，以及深拉深孔等等。本次模具設計盡量涵蓋這些特征部位，使得塑料板料在熱塑性成型這些特征部位時充分體現出其成型規(guī)律。合理設計模具的凹凸，體現出熱成型工藝中的陽模成型和陰模成型工藝。本次實驗對實際生產中的結構特征進行了抽象和簡化，因此對于到的模具制作，對制品熱成型的數據進行精度判斷以及原因分析更加有針對性的。 實驗設計原理如下：設計并加工原型模具，對塑料片材進行網格處理，生產出印制網格...

由于高壓成型前后得到的數據是大量的點云數據，因此需要對點云數據進行處理，主要是進行復雜的矩陣運算。在處理數據過程中，可以生成模型的應變分布圖，有助于直觀的了解圖案變形為嚴重的地方，輔助分析。 塑料熱成型是一類技術的總稱，通過應用這些技術能夠將板材或薄膜材料成型為薄壁塑料件。在熱成型工藝中將塑料板材夾持住，并加熱到其玻璃化溫度以上，此時板材很軟，并呈現黏彈性，很容易被成型。然后將板料置于金屬模具上面通過抽真空或吹空氣使板料成型為理想的形狀。冷卻以后，就形成了固定形狀的零件。對熱成型工藝中材料流變特性的深入了解才能更好的控制制件的厚度分布和優(yōu)化工藝。 用于有限元模擬的塑料本...

側壁的摩擦力限制了材料向孔的深處流動。并且可以根據圖中數據判斷當材料接觸到模具的側壁，該摩擦力迅速增大分別采用 Penalty 摩擦模型進行模擬和static-kinetic exponential decay 摩擦模型進行模擬所得摩擦力隨時間的變化關系。拉深孔的上邊緣部分幾乎在成形一開始就產生了摩擦力，并且隨著成型的前進，摩擦力快速增大。為了提高模擬的準確程度應該對實驗材料——塑料 PVC 片材和模具材料——石膏體進行摩擦力實驗，測得動摩擦系數以及滑動摩擦系數。其中滑動摩擦系數隨著塑料 PVC 片材與石膏材料間的相對滑動速度改變而改變。但由于實驗設備的局限，現有的設備是用來做金屬材料間的摩擦...

自2008年起，筆者針對某跨國公司的筆記本外殼是出現的制造工藝缺陷問題——模內膜成型的幾何尺寸嚴重變形問題，開始了吸塑成型的工藝研究。研究發(fā)現模內膜成型的幾何變形的**問題是塑料板料吹塑成型的問題。沿著這一思路，筆者展開了相關研究工作，其中包括： 1.研究生產制造工藝，因為需要在實際中生產加工，如果不了解生產加工過程，是無法解決這一問題的。**終，在導師的支持下，筆者設計了模具，并聯系了工廠對筆者設計的原型制件進行了生產加工。這些工作為以后的理論研究及有限元仿真提供了實踐基礎以及數據來源。 2.理論分析及計算機模擬，深入了解塑料在高溫（150攝氏度）時的狀態(tài)，在吹塑熱成型中的變...

網格的信息由其四個單元點保存，因此建立的數字模型中以控制節(jié)點為小單位。將數字模型對應成計算機可以理解的數據模型，按面向對象編程思想。把節(jié)點抽象成對象，每個點需要包含有所需的信息，點的三維坐標（x，y，z）、該點所在的圖案——由該點處的RGB值表示、點的上下左右相鄰點信息，所以點的屬性包括，三位坐標（x，y，z），RGB值以及點的鄰接關系信息。建立的數字模型是一個網格模型，因此對應于計算機中的數據結構，**為近似的數據結構是鏈表。即在水平方向建立一個鏈表和在垂直方向建立一個鏈表。只要每個點包含了該點上方點的編號，以及左方點的標號，就可以由起始點，遍歷整個的網絡節(jié)點。這樣就可以將圖案信...

將相機記憶卡插入計算機后，即可用軟件讀取，然后依照軟件操作步驟一步進行處理。對要研究的各部分變形網格的處理結果和誤差分析如下。 1.三面正交角 這個分析結果不僅*只**三面正交的情況，其他多面相交的情況也與之類似。原始圖像是經過軟件處理后，還原成三維圖像。為了處理方便和簡化計算，只截取了三面相交處的一部分。先分析該部分的有效應變場。 從膜的上方到下方，應變隨著變大，比較大應變發(fā)生的地方并沒有處在三面的交點A的中心附近，沿著直線c往下，應變將達到比較大，紅**域的應變很大，在，實際上網格的變形程度遠遠不止如此，因為前面的試驗表明當應變超過50%之后，軟件的結果誤差很...

有限元模型通常由若干不同的部分組成，他們共同描述所分析的物理問題和所需要獲得的結果。一個分析模型至少要包括如下的信息：離散化的幾何形體、單元截面屬性、材料數據、載荷和邊界條件、分析類型和輸出要求等部分信息。 之前通過三維幾何軟件建模導入有限元軟件，有限元軟件已經獲得了幾何模型，但要進行分析計算，則需要對幾何模型進行離散化和網格定義。分析塑料板料熱成型過程，模具相對于塑料板料來說可以看成是剛體，其相對剛度大，成型過程中相對變形小，并且模具在成型中的變化對于實際的生產工藝影響不大，并不是生產中的重點內容。因此，可以將模具定義為Discrete rigid離散剛體，用于模擬非常堅硬的部件，...

本次研究主要以階梯拉伸深度的圓孔成型特征為研究對象，計算機模擬不同拉伸比的杯型件的成型過程，希望能夠達到用計算機模擬成型來減少實驗成型的數量，**終能實現用模擬來取代實驗的目的。 研究對象選取杯型件的原因是通暢衡量板料成形性能的一個成型判斷依據就是對杯型件特稱進行成型。因此對于杯型件的成型好壞是衡量板料成形性能的一個重要依據。對杯型件成型的模擬具有比較重要的意義。從實際的制品成型結果照片中可以看到，對于不同直徑D和不同深度H的杯型件。 按運輸方式不同為鐵路貨物包裝、卡車貨物包裝、船舶貨物包裝、航空貨物包裝及零擔包裝和**包裝等。江蘇PS塑料包裝按需定制在 UG 中創(chuàng)建了模具和板料的幾...

板材厚度的影響 實驗和理論分析的結果都表明，成型極限曲線隨著初始板材厚度的減薄而降低。這是因為當初始板厚較薄時，由板材的表面缺陷而產生的板厚不均勻性以及內部缺陷而使實際板厚下降，變形不均等問題比板厚較厚時更加嚴重。因此，在相同變形條件下，薄的板材容易先發(fā)生局部失穩(wěn)并達到成型極限。另外，薄的板材在變形時應變梯度小，周圍材料對危險區(qū)材料的補償作用小，也會降低成型極限。 應變路徑的影響 在多工序板材成型或單工序復雜零件成型時，零件上點的應變軌跡不一定再遵循簡單加載定律，因而由簡單加載條件得到的成型極限曲線就不一定能直接使用。由于復雜加載的具體情況各不相同，不可能作出各自...

在薄殼塑料件的吹塑熱成型過程中，容易出現的成形缺陷主要是在三面交處，兩面交處以及拉深深度比較的成型部位。實驗制件的幾何模型與有限元的計算模型完全相同。本次吹塑實驗設計了不同拉伸直徑與深度比的杯型件來體現這些特征位置的變化。在片材上印刷網格，經過吹塑成型，檢測網格變形來獲得平面應變和厚度變化。 實驗制件給本次研究提供了一個極有利的數據標準，通過對相同部位的模擬數據和實驗制件的數據，可以判斷模擬計算的準確性和可靠性。 吸塑制品主要包括：泡殼、托盤、吸塑盒，同義詞還有真空罩、泡罩等。揚州質量塑料包裝咨詢問價 有限元模型通常由若干不同的部分組成，他們共同描述所分析的物理問題和所需要獲得的結...

數字建模就是用數字的語言、方法去近似地刻畫實際問題，而這種刻畫的數字表述就是一個數字模型，其過程就是數字建模的過程。隨著計算機技術的發(fā)展和數學的廣泛應用，數字建模的作用日顯。 三維模型重建已應用到很多方面，如遠程購物、虛擬現實、人臉識別、文化遺產保護等。一個完整的三維模型重建系統(tǒng)包括以下五個模塊：三維數據獲取、距離圖像的分割、距離圖像的配準、幾何建模、紋理建模。 對于本課題，建模的思路是，按照有限元的思想，將平面圖案離散為網格，然后針對每個網格研究他們的數據變化。圖案網格化的基本思想是將圖案劃分為離散網格，每一個網格作為一個小的圖案單元。對于小網格，他變形成為三維曲面上...

網格的信息由其四個單元點保存，因此建立的數字模型中以控制節(jié)點為小單位。將數字模型對應成計算機可以理解的數據模型，按面向對象編程思想。把節(jié)點抽象成對象，每個點需要包含有所需的信息，點的三維坐標（x，y，z）、該點所在的圖案——由該點處的RGB值表示、點的上下左右相鄰點信息，所以點的屬性包括，三位坐標（x，y，z），RGB值以及點的鄰接關系信息。建立的數字模型是一個網格模型，因此對應于計算機中的數據結構，**為近似的數據結構是鏈表。即在水平方向建立一個鏈表和在垂直方向建立一個鏈表。只要每個點包含了該點上方點的編號，以及左方點的標號，就可以由起始點，遍歷整個的網絡節(jié)點。這樣就可以將圖案信...

板材厚度的影響 實驗和理論分析的結果都表明，成型極限曲線隨著初始板材厚度的減薄而降低。這是因為當初始板厚較薄時，由板材的表面缺陷而產生的板厚不均勻性以及內部缺陷而使實際板厚下降，變形不均等問題比板厚較厚時更加嚴重。因此，在相同變形條件下，薄的板材容易先發(fā)生局部失穩(wěn)并達到成型極限。另外，薄的板材在變形時應變梯度小，周圍材料對危險區(qū)材料的補償作用小，也會降低成型極限。 應變路徑的影響 在多工序板材成型或單工序復雜零件成型時，零件上點的應變軌跡不一定再遵循簡單加載定律，因而由簡單加載條件得到的成型極限曲線就不一定能直接使用。由于復雜加載的具體情況各不相同，不可能作出各自...

每一種熱塑性塑料在一定溫度范圍內，都會發(fā)生很大的牽伸，在比較好成型溫度范圍內牽伸只需要很小的力，常見的熱塑性材料性能和熱成型條件。吹塑熱成型實質是在片材被加熱變軟的狀態(tài)下，進行拉伸變形的行為，坯料承受的張力與伸長存在一定的關系。研究和掌握這一關系是吹塑成型技術的關鍵所在。這種關系可用片材在各種溫度下的伸長率與抗拉強度變化來加以表征，不同材料在不同的溫度下的延伸率有較大的不同。例如，PVC在120-130℃的延伸率可達500-550%。 對于熱成型，受熱的材料有一面與成型工具相接觸。這樣，材料與模具相接觸的面就具有與成型模具完全相同表面輪廓。而成型制件的未接觸面輪廓和尺寸就只有...

數字建模就是用數字的語言、方法去近似地刻畫實際問題，而這種刻畫的數字表述就是一個數字模型，其過程就是數字建模的過程。隨著計算機技術的發(fā)展和數學的廣泛應用，數字建模的作用日顯。 三維模型重建已應用到很多方面，如遠程購物、虛擬現實、人臉識別、文化遺產保護等。一個完整的三維模型重建系統(tǒng)包括以下五個模塊：三維數據獲取、距離圖像的分割、距離圖像的配準、幾何建模、紋理建模。 對于本課題，建模的思路是，按照有限元的思想，將平面圖案離散為網格，然后針對每個網格研究他們的數據變化。圖案網格化的基本思想是將圖案劃分為離散網格，每一個網格作為一個小的圖案單元。對于小網格，他變形成為三維曲面上...

真空吸塑成型主要是依靠材料的熱塑性性能來進行成型的。熱塑性塑料是由分子鏈長達到10的-3次方mm的大分子（聚合物）組成的。這些大分子可以是線性的，比如HDPE，也可以是支化的，如LDPE。然而熱塑性材料分成兩種： 1）無定形熱塑性塑料。常用的有：聚氯乙烯（PVC），苯乙烯聚合物（PS），聚碳酸酯（PC）。 2）部分結晶熱塑性塑料。常用的有：高密度聚乙烯（HDPE），低密度聚乙烯（LDPE），聚丙烯（PP）。 無定形熱塑性材料的使用溫度應低于其玻璃花轉變溫度Tg。部分結晶在熱塑性材料的使用溫度在Tg和熔點Tm之間。說明了無定形和部分結晶熱塑性塑料與溫度相關的行為。無...

在 UG 中創(chuàng)建了模具和板料的幾何模型，在三維軟件創(chuàng)建的幾何模型要導入到有限元軟件中進行分析，需要將模型文件進行轉化為有限元軟件可以識別的格式。IGES——初始化圖形交換規(guī)范，是被定義為 CAD 和 CAM 不同計算機系統(tǒng)之間通過 ANSI 信息交換的標準。可以通過 IGES這種格式將機械、工程、娛樂和研究等不同領域的工作結合起來，有效的保存三維模型信息。本次研究將三維 CAD 幾何模型通過 IGES 轉換導入有限元模擬軟件ABAQUS 中進行分析，完成幾何建模階段工作。為了便于運輸，包裝往往應當結實。PETG塑料包裝制作 在過去的20年，伴隨著計算機技術的飛速發(fā)展——計算速度的加快，硬件成...

物體之間發(fā)生相對滑動或有滑動的趨勢時就會產生阻礙物體相對運動的摩擦力，摩擦是自然界的普遍現象[48]。在有限元模擬中考慮摩擦對分析結果的準確性很重要，然而在有限元分析中的摩擦行為很復雜，摩擦與接觸有關，而在有限元分析中接觸是一個非線性問題，而且摩擦力是一個被動力。 由庫倫摩擦定理可知，在物體產生相對滑動之前，摩擦力等于物體所受的外力，物體不產生相對滑動所能承受的比較大外力為物體所受的正壓力 P 乘以靜摩擦系數 u 靜，而當外力超過比較大靜摩擦力，物體就產生了相對滑動，在庫倫摩擦模型中滑動區(qū)域，如圖 4-12 所示，此時摩擦力等于正壓力乘以動摩擦系數 u 動，通常情況下物體的摩察系數 ...

真空吸塑成型主要是依靠材料的熱塑性性能來進行成型的。熱塑性塑料是由分子鏈長達到10的-3次方mm的大分子（聚合物）組成的。這些大分子可以是線性的，比如HDPE，也可以是支化的，如LDPE。然而熱塑性材料分成兩種： 1）無定形熱塑性塑料。常用的有：聚氯乙烯（PVC），苯乙烯聚合物（PS），聚碳酸酯（PC）。 2）部分結晶熱塑性塑料。常用的有：高密度聚乙烯（HDPE），低密度聚乙烯（LDPE），聚丙烯（PP）。 無定形熱塑性材料的使用溫度應低于其玻璃花轉變溫度Tg。部分結晶在熱塑性材料的使用溫度在Tg和熔點Tm之間。說明了無定形和部分結晶熱塑性塑料與溫度相關的行為。無...

真空吸塑成型機，又叫熱塑成型，其設備組成分為七部分： 1）夾緊裝置 2）加熱裝置 3）真空裝置 4）壓縮空氣裝置 5）冷卻裝置 6）脫模裝置 7）控制裝置 吸塑模具對于吸塑制品的優(yōu)劣起到非常重要的作用，吸塑模具可分為凸模、凹模和凹凸模三種。模具的材質也可根據產品設計和使用條件的不同，分為石膏模和膠模、刀模和沖孔模、電鍍銅模、電木模、鋁合金模、熱合模、高頻模具。 不同于其他工藝，吸塑成型只需要單邊模具。在成型過程中，由于板材首先接觸模具的部位不同，產品受拉伸的情況也有所不同，兩種模具形成對應的產品厚/薄部位。由于模具上要開吸氣孔，一般緊貼...