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對于一家瓶子生產(chǎn)的企業(yè)或者一家飲料公司來說，高效及有效的瓶子生產(chǎn)決定其自身能否適應(yīng)市場的激烈競爭。然而在瓶子的生產(chǎn)過程中，瓶子的設(shè)計、瓶坯的制造、模具的制造、瓶子各項指標(biāo)的檢驗等等因素都會影響瓶子的生產(chǎn)效率。主要研究在瓶子設(shè)計過程中怎樣盡可能地提高效率，縮短工時，便于模具的制作，同時又能滿足各項檢測指標(biāo)的要求。因此，提出了一種基于有限元分析的瓶子結(jié)構(gòu)設(shè)計流程。
有限元法是隨著電子計算機(jī)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的一種現(xiàn)代計算方法，是20世紀(jì)50年代首先在力學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用的一種有效的數(shù)值分析方法。有限元分析是利用數(shù)學(xué)近似的方法對真實物理系統(tǒng)幾何和載荷工況進(jìn)行模擬。利用單元就可以用有限數(shù)量的未知量去逼近無限未知量的真實系統(tǒng)。本研究采用了hypermesh的前處理功能以及ansys的求解器功能，這樣方便使用有限元工具同時也使得結(jié)果更加接近實際。根據(jù)作者在企業(yè)里面的實際經(jīng)驗總結(jié)，目前企業(yè)內(nèi)采用流程。
在企業(yè)中，一般工業(yè)設(shè)計工程師在設(shè)計瓶子的前期都會對自己所要設(shè)計的瓶子做一些調(diào)查和了解，觀察其能否符合市場的需求，在多種方案提出和比較之后，決定最佳的方案，并根據(jù)此方案進(jìn)行瓶子設(shè)計。起初，設(shè)計人員會在三維軟件(pro/e，UG)中設(shè)計出所需要的瓶子，但是此時眾多參數(shù)是根據(jù)設(shè)計人員本身的經(jīng)驗所定的，如加強(qiáng)筋的參數(shù)，瓶肩傾斜角大小、倒角尺寸等，然后模具設(shè)計工程師會根據(jù)瓶子形狀直接分離出吹塑模具，然后生產(chǎn)部門根據(jù)所得到的模具，制造出瓶坯和吹塑模具，并用模具生產(chǎn)出瓶坯和瓶子，最后質(zhì)檢部門針對所生產(chǎn)的瓶子，檢測其是否符合各種標(biāo)準(zhǔn)。如果不符合標(biāo)準(zhǔn)，則首先會修改模具，待模具修改好，繼續(xù)生產(chǎn)瓶子，如此往復(fù)，如果瓶子仍無法合格，則需要改變瓶子模型，直到生產(chǎn)出合格的瓶子。在流程圖中，針對的重點是在瓶子環(huán)節(jié)設(shè)計問題，因此把模具的制造及修改部分都?xì)w到瓶坯制造、吹塑模具制造這一環(huán)節(jié)。在正常情況下，在修模和試模過程中大概需要20個工作日，占瓶子生產(chǎn)總周期的1/3時間。
針對目前企業(yè)采用的流程弊端，并結(jié)合現(xiàn)代計算機(jī)模擬技術(shù)，本研究提出基于有限元分析的瓶子結(jié)構(gòu)設(shè)計相比較目前企業(yè)的瓶子設(shè)計流程，流程中加入一個瓶子模型有限元分析環(huán)節(jié)，在這個環(huán)節(jié)中主要是設(shè)計人員根據(jù)以往的一些固定參數(shù)來粗略地分析瓶子模型，這些參數(shù)包括壁厚、材料最小的彈性模量以及瓶子的一些檢測參數(shù)等。在這些參數(shù)的基礎(chǔ)上完全可以分析并優(yōu)化瓶子的結(jié)構(gòu)。
專業(yè)從事機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計│有限元分析│強(qiáng)度分析│結(jié)構(gòu)優(yōu)化│技術(shù)服務(wù)與解決方案
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