در تولیدات صنعتی و کشاورزی و زندگی روزمره، موارد زیادی از ترک خوردن درب ناشی از انبساط حرارتی و انقباض سرد وجود دارد که مستقیماً بر گردش و استفاده کالاها تأثیر می گذارد، باعث نشت مایعات و حتی منجر به حوادث آتش سوزی می شود. در مکانیک الاستیک، تغییر شکل متناسب با تنش است. دانشگاه Hangzhou Dianzi از روش تجزیه و تحلیل تغییر شکل برای حل مشکل محاسبه توزیع تنش داخلی و استحکام شکست طناب استفاده می کند. پس از بهبود روش اشتقاق و مفهوم بسط، توابع ساختاری جدیدی به دست آمده است.

1 خصوصیات و آنالیز کرنش پوشش

هندسه درب را می توان ترکیبی از یک دیسک و یک حلقه مشاهده کرد. برای دیسک شعاع و . اگر نرخ انقباض شعاعی و وتر قسمت دیسک یکسان باشد، نرخ انقباض نسبی شعاعی PD=△R/(2R)=△R/R، و نرخ انقباض نسبی محیطی PC=2π△R/(2πR)= △ R/R، در مقایسه با PC=PD=△R/R، یعنی هیچ مزیت آشکاری در نرخ انقباض نسبی در جهت شعاعی به جهت وتر وجود ندارد.

2 تجزیه و تحلیل استرس

2.1 تأثیر تغییر شکل بر تنش

با توجه به تنش متناسب با کشیدگی نسبی، تنش انقباض در تار، پود و جهت مواد همسانگرد معادل است و جهت باز شدن پارگی پوشش باید نامنظم باشد. با توجه به استحکام کششی ماده پلیمری و نیروی شعاعی واقعی که در مرکز دایره همگرا می شود، حتی اگر تنش از استحکام ماده بیشتر شود و شکستگی رخ دهد، باید در نزدیکی مرکز دایره جایی که تنش متمرکز است رخ دهد. . 2 نقطه فوق با این واقعیت سازگار است که ترک در لبه حلقه پوشش ایجاد می شود.

2.2 تأثیر فرآیند قالب گیری مواد پلیمری بر خواص مکانیکی

با توجه به اینکه LDPE دارای شاخه های زیادی است، بلورینگی حدود 55٪ تا 60٪ است. HDPE خطی است، با چند شاخه، و کریستالیته آن 85٪ تا 90٪ است. هنگام قالب گیری تزریقی از مرکز دیسک، به دلیل سیال بودن، قسمت دیسکی پوشش عمدتاً به دلیل جریان شعاعی در جهت شعاعی قرار می گیرد. استحکام کششی شعاعی پوشش پلاستیکی پس از سرد شدن و قالب گیری زیاد است و استحکام کششی وتر به طور قابل توجهی کمتر از جهت شعاعی خواهد بود. تحت نرخ انقباض، مستعد ترک شعاعی است. جهت کریستالوگرافی ماده پلیمری تأثیر قابل توجهی بر استحکام دارد که می توان از خواص مکانیکی فیلم پلی پروپیلن BOPP با جهت دو محوره یاد گرفت. به عنوان مثال، نوار بسته بندی پی وی سی با پرکردن 1:1 تفاوت قابل توجهی در استحکام تار و پود پس از کشش و شکل دهی دارد. استحکام مکانیکی و حتی نفوذپذیری هوای پلاستیک‌ها به عواملی مانند وجود پرکننده‌ها، شکل پرکننده‌ها و متبلور بودن ماکرومولکول‌های خطی مرتبط است. پس از کشش و جهت دهی پلیمر قالب گیری شده، استحکام کششی آن تا حد زیادی بهبود می یابد و به راحتی در جهت پود پاره می شود. ترک ها (معمولاً مانند تسمه). نویسنده تعداد زیادی تست ضربه را بر روی پلی استایرن قالب گیری تزریقی در وسط دروازه (PS)، دیسک های شفاف و سینی های PS درب مانند انجام داده است. آمار نشان می دهد که ترک های ضربه ای به طور کلی شعاعی هستند. عملکرد خمشی شعاعی PS بسیار بالاتر از آن در جهت وتر است. تحت تأثیر ممان خمشی وتر، نمونه PS فن شکل یا دیسک نازک PS به راحتی در امتداد خط جریان شعاعی شکسته می شود.

3 تأثیر واگذاری شعاعی ساختار حلقه پوششی بر تنش

مکانیسم واقعی پوشش در کار، قسمت داخلی و پوشش است و تأثیر متقابل بین این دو، نیروی خارجی است. برای راحتی تجزیه و تحلیل، فرض بر این است که محتوا با تغییرات دما منقبض نمی شود و قطر آن با پوشش یکسان است.

3.1 تأثیر امتیازات بر عملکرد تنش شعاعی و وتر

هنگامی که قسمت دیسکی پوشش به صورت شعاعی منقبض می شود، به دلیل انعطاف پذیری مواد پلیمری، درجه خاصی از خزش در گوشه اتصال حلقه پوشش و قسمت دیسک ایجاد می شود، یعنی قسمت حلقه پوشش دارای اصلاح خاصی است. توانایی )، نتیجه امتیاز، تنش ایجاد شده توسط انسداد شعاعی را کاهش می دهد. از آنجایی که مواد در جهت وتر یک حلقه بسته را تشکیل می دهند، پس از کوچک شدن جهت وتر، خود مواد حلقه درگیر یکدیگر می شوند و تأثیر واقعی آن هیچ امتیازی نیست.

3.2 سهم نرخ تغییر شکل والگوس حلقه پوششی در تنش وتر

پس از اینکه قسمت دیسک به صورت شعاعی عقب می نشیند، حلقه پوشش حلقوی در معرض یک لحظه انحراف قرار می گیرد. فرض کنید که نقطه تماس بین حلقه پوشش و جسم داخلی O است و نسبت طول بازوهای نیرو در هر دو انتهای O α=lB/lA است، همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است. پس از کوچک شدن، موقعیت طبیعی حلقه پوشش باید در R-△R خارج از مرکز دایره باشد. در این زمان، طول محیطی حلقه پوشش C1=2π(R-△R) است. به دلیل انسداد محتویات پوشش، تحت تأثیر نیروی انقباض شعاعی قسمت دیسک، لبه پایینی B حلقه پوشش حول نقطه O منحرف می شود. به منظور ساده کردن محاسبه، یک مدل بدنه صلب اتخاذ شده است، و فاصله افقی بین لبه پایینی B حلقه پوششی واژگون شده و نقطه تکیه تماس O بین جسم داخلی و حلقه پوششی △r=α△R=lB است. ·△R/lA. از آنجایی که موقعیت طبیعی حلقه پوشش پس از جمع شدن باید در R-△R باشد، فاصله افقی بین لبه پایینی B و لبه بالایی A پس از انسداد و برگرداندن:

نرخ انبساط محیطی PC1 لبه پایینی B نسبت به لبه بالایی A برابر است با:

و نرخ انقباض نسبی لبه دیسک PC=△C/C=△R/R، بدیهی است که طول نسبی محیط پس از برگرداندن لبه پایینی B، لبه بالایی A و لبه دیسک (1 α) (1△R) است. /R) بار. با تغییر موقعیت تکیه گاه O، α> 1 در بسیاری از موارد، بنابراین تغییر شکل نسبی وتر لبه پایینی حلقه پوشش B بسیار بزرگتر از تغییر شکل نسبی وتر لبه دیسک است، و ترک انقباض پوشش مصادف با این است. اجتناب ناپذیر بودن آن

4 راه حل ها و اقدامات

به منظور کاهش تمایل به ترک خوردگی پوشش، لبه پایینی حلقه پوشش با توجه به نسبت طول بازوها در هر دو طرف نقطه مرتبط است، تغییر شکل می‌دهد که می‌تواند موقعیت تکیه گاه O را کاهش دهد. مقدار شعاعی درپوش را افزایش دهید و دهانه بطری را کمی به سمت داخل متمایل کنید تا لحظه تنش داخلی کاهش یابد و استرس داخلی کاهش یابد. افزودن یک حلقه تلسکوپی در امتداد جهت شعاعی در لبه قسمت دیسک پوشش می تواند تغییر شکل لبه دیسک را کاهش دهد و در نهایت جابجایی لبه های بالایی و پایینی قسمت حلقه را کاهش دهد و در نتیجه مقاومت داخلی ایجاد شده را به میزان زیادی کاهش دهد. با تغییر شکل وتر حلقه. در حال حاضر، برخی از محصولات پوششی شکل با ساختار بیرون زده حلقوی بر اساس ساختار لبه جسمی که باید کمانش شود، طراحی می شوند که می تواند مقاومت شعاعی را کاهش دهد، اما نمی تواند از استرس وتر جلوگیری کند. انعطاف‌پذیری مواد پلیمری در دمای پایین کاهش می‌یابد، که مستقیماً بر پایداری ساختار درب‌شکل در دمای پایین تأثیر می‌گذارد و شکنندگی را افزایش می‌دهد.

5 نتیجه گیری

ترک انقباض سرد پوشش با شرایط تحلیل مکانیکی از لبه پایینی حلقه پوشش مطابقت دارد. با این فرض که نرخ انقباض تار و پود یکسان است، انقباض شعاعی و وتر سازگار هستند و جهت تنش انقباض آزاد روی سطح دیسک اثر قابل توجهی ندارد. عقب نشینی شعاعی پوشش باعث کاهش ایجاد تنش شعاعی می شود، اما جایی برای عقب نشینی در جهت وتر وجود ندارد که می تواند تنش بیشتری ایجاد کند. نرخ تغییر شکل نسبی حلقه ناشی از روند انحرافی لبه پایینی حلقه پوششی زیاد است، که تنش وتر لبه حلقه پوشش را گسترش می دهد، که علت اصلی ترک خوردگی انقباض است. تبلور شعاعی در حین قالب گیری تزریقی مواد پلیمری استحکام وتر را ضعیف می کند و همچنین باعث ترک خوردن پوشش پلاستیکی می شود. انجام اقدامات هدفمند می تواند تمایل به کرک را کاهش دهد.