饮料瓶设计及制造工艺仿真优化系统的研究与开发

作     者：潘亚月 

作者单位：浙江大学 

学位级别：硕士

导师姓名：潘晓弘

授予年度：2010年

学科分类：1305[艺术学-设计学（可授艺术学、工学学位）] 13[艺术学] 

主      题：粘弹性力学模型 FEM数值模拟 拉伸吹塑工艺优化 软件集成 

摘      要：论文结合浙江省制造业信息化工程重大科技攻关项目“食品饮料机械产品数字化设计与制造集成平台的开发与应用,对PET材料粘弹性能表征,PET瓶拉伸吹塑数值模拟,PET瓶设计、加工工艺优化等关键技术进行研究,对CAD/CAM,CFD,PDM等系统进行了集成,设计与开发了一个饮料瓶设计及制造工艺仿真优化系统。 第一章介绍了论文研究的背景、对象和目标。国内外相关研究现状表明,PET饮料瓶的设计与制造工艺过程中大多依赖个人经验,数值模拟对饮料瓶设计与生产至关重要。本文讨论了数值模拟的研究现状,提出了论文研究的主要内容,并给出了论文的组织结构。 第二章研究了饮料瓶设计及制造工艺FEM仿真优化的总体技术。提出了用FEM仿真对饮料瓶设计、拉伸吹塑工艺进行优化的过程及方法,实现优化的几个关键技术包括有限元数值模拟技术和PET材料粘弹性力学模型的建立等。 第三章研究了PET粘弹性力学模型的建立。首先建立了力学模型,然后针对模型中的几个关键参数的获取过程,展开介绍了PET粘弹性的实验测量方法,研究了如何在实验数据的基础上计算得到松弛时间谱,以确定力学模型中的粘弹参数,来描述PET材料拉伸吹塑过程中的粘弹性能。 第四章研究了PET饮料瓶拉伸吹塑数值模拟技术。PET瓶拉伸吹数值模拟过程包括拉伸吹塑实体模型建立、网格划分和仿真模型建立三部分,探讨了在PET瓶拉伸吹塑有限元数值模拟过程中的实体模型建立方法,网格划分原则,仿真模型选取等问题。研究并总结出了优化策略库,最后例举出了一个实例,演示了根据优化策略库和FEM仿真,对饮料瓶设计及制造工艺进行优化的过程。 第五章和第六章分别介绍了一个饮料瓶设计及制造工艺仿真优化的设计方案和运行实例。 最后对论文的研究工作进行了总结和展望。