塑料容器与金属盖的过盈密封结构设计及有限元分析

目的 为研究包装容器的过盈密封性能,设计一种塑料容器与金属盖的过盈密封结构,研究其过盈量与材料属性(弹性模量、泊松比和摩擦因数)对容器密封性能的影响。方法 制定包装容器的结构设计方案,使用UG软件对塑料容器与金属密封盖的过盈联接结构进行三维建模。将接触部位过盈联接的力学模型模拟为圆筒的过盈配合模型问题,并进行理论计算,利用Ansys软件进行仿真验证。最后使用Ansys Workbench创建金属密封盖工作状态下的三维轴对称有限元分析模型,并对不同过盈量与材料属性下的接触应力进行比较。结果 金属密封盖与瓶口的接触应力随安装过盈量的增大而逐渐增大,且接触压力值与安装过盈量之间近似呈线性关系。弹性模量的改变对接触应力的影响较不明显,同时最大接触应力的变化趋势随弹性模量的变化而平稳增长。泊松比与摩擦因数对过盈联接的接触应力影响较小,接触应力数值随其参数的改变而发生波动。结论 在不超过材料屈服强度的条件下,应选用尽可能大的过盈量,同时可以适量增大弹性模量,以增强塑料容器与金属盖之间过盈联接的密封性能。

金属盖结构参数对其密封性能的影响

为研究容器的密封性能,以包装容器中金属密封件为研究对象,分析其配合面槽口倒圆半径、配合面截面厚度、密封槽高度、配合面倾角与表面摩擦系数等结构参数对其密封性能的影响。建立金属部件与塑料瓶口过盈配合的三维轴对称模型,基于弹性理论对配合模型进行理论计算、对比仿真分析结果,验证了分析模型的适用性。对密封金属盖的各参数影响情况进行了有限元分析,比较研究不同结构参数下的接触应力。金属盖结构参数中配合面倾角对最大接触应力影响较大,密封槽高度大于2 mm时配合面接触应力迅速下降后趋于稳定,接触应力随配合面槽口倒圆半径变化而上下波动,配合面截面厚度与表面摩擦系数对接触应力影响较小。为保证容器具有较好的密封性能,应适当改变金属盖配合面倾角大小,减小密封槽高度,获得更大的接触应力。

聚酯类工程塑料的爆炸精确切割

阐述了聚酯类工程塑料—聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的爆炸切割原理,给出了爆炸切割所需炸药装药量的计算模型,设计了一种爆炸精确切割聚能装药,并进行了试验验证,为聚能装药精确切割航天航空用非金属类器材部件开辟了新的应用途径。