HDPE瓶顶部负载仿真分析

目的针对一款吹塑成型的牛奶包装HDPE瓶易瘪瓶的问题,研究瓶体不同部位的厚度比对HDPE瓶顶部负载的影响,并轻量化设计HDPE瓶。方法通过3D扫描获得HDPE瓶的3D实体模型,测量瓶体厚度,并在ABAQUS中构建不等壁厚的HDPE瓶壳体有限元模型,通过静压试验验证有限元模型的准确性。仿真分析厚度比对整瓶顶部负载能力的影响,并拓扑优化HDPE瓶材料分布。结果顶部负载时,有限元模型仿真分析和实验得到的临界载荷和临界位移误差分别为2.49%和5.11%;结合厚度比优化与轻量化分析可知,HDPE瓶单瓶材料用量减少了12g。结论考虑了瓶体实际厚度的HDPE瓶有限元模型具有较高的准确度。在设计HDPE瓶时,应关注瓶体各部位的厚度组成,以获得更好的瓶体力学性能。