Konstrukce vyfukovacích lisů s ohledem na požadované vlastnosti

Ing. Ondřej CHROMEC

Disertační práce

The blow moulding machines design with regard to required properties

Anotace:

V současné době existuje celá řada postupů, přístupů a experimentálních metod pro vyhodnocování únavové životnosti, ale jakožto konstruktér lisů na tváření plastů, kde jsou základní mechanismy zatěžovány míjivým ohybem, mi chybí rychlý postup pro predikci životnosti součástí. A proto se v této práci zaměřím na vytvoření metody predikce životnosti, která by mohla sloužit pro konstruktéry všech lisů, kde jsou součásti namáhané cyklickým míjivým ohybem. U většiny strojů jsou součásti dimenzovány na trvalou pevnost, tedy na 107 cyklů a já tedy také budu posuzovat strojní konstrukci na trvalou pevnost. Zvláště u lisů je tato pevnost brána jako podmínka funkčnosti a poškození v oblasti časové pevnosti je velice nežádoucí. Výsledkem mé práce je pak ucelený metodický postup vložený do aplikace v Excelu, který může snadno používat každý pouze se základními vědomostmi v oblasti materiálové únavy. Vstupními daty jsou velikost zatížení, použitý materiál a jeho mez pevnosti, geometrie součásti a kritické místo koncentrace napětí. Výstupem je pak koeficient bezpečnosti pro daný díl, který charakterizuje, zda je daný díl dimenzován na trvalou pevnost či nikoli. Tento program bude sloužit k rychlému a samozřejmě ke spolehlivému vyhodnocení únavové životnosti strojních součástí ze znalosti materiálu a geometrie, bez nutnosti použití dalších softwarů či nepřeberného množství grafů. Dále v této práci můžete najít teoretické základy problematiky materiálové únavy, metodiku predikce únavové životnosti od nejstarších způsobů až po nejmodernější, které využívající moderní výpočetní techniku pro vyhodnocování dat z metody konečných prvků. Tyto metodiky jsou zde aplikovány na strojní součást, která byla podrobena analýze a vyhodnocení jak pro stávající řešení, tak i pro nové optimalizované řešení strojního dílu. Toto je velmi přínosné pro rychlou orientaci při řešení podobných problémů při zatížení cyklickým ohybem a pro vhodný výběr metodiky, kterou chce výpočtář použít pro daný problém.

Abstract:

At the present there are a lot of procedures and experimental methods for lifetime prediction, but as the machine designer of the presses for shaping the plastic melt, where all basic mechanisms are loaded by cyclic deflection, I miss the fast method for the lifetime prediction of the machine parts. Therefore I focus my view on making the procedure for the prediction of the parts lifetime in my thesis, which can be helpful for all presses designers for calculating of parts with the cyclic deflection repeated loading. Most of the machines are designed for the permanent strength, it means more then 107 cycles and therefore I will evaluate the machine constructions for that strength. Specially for the presses there is this requirement necessary and the damage of a part is very unsuitable. The result of my thesis will be the compact method put to the Excel application, which can be used by all designer with the basic knowledge in this issue. Input datas are the loading, the material with the strength level, part's dimensions and the critical point. The output value is the safety coefficient, which indicated if the machine part is designed for the permanent strength. This program will be useful for the fast and very exact evaluation of the machine parts fatigue prediction with the knowledge of the material and geometry, without using of another softwares and the high quantity of the graphs. In this thesis you can find theoretical bases of the material fatigue issue, classis and modern methods of the fatigue lifetime prediction, which use high technologies for an evaluation datas from the finite elements method. These procedures are applied on the machine part, which was analysed and evaluated for the original and the new modified solution of the design. That is very useful for the fast orientation during solving of the similar problem with the cyclic deflection repeated loading and for a choose and a determination of the suitable method, which the designer wants to use for his actual problem.

Klíčová slova

životnost, teorie únavy materiálu, cyklické zatížení, tvarová pevnost, NSA, LESA, Ansys, predikce životnosti, vyfukovací stroj, lisživotnost, lis

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 16. 3. 2015

Zveřejnit od: 31. 12. 2999

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 5. 6. 2015

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI

Fakulta strojní

Doktorský studijní program / obor:
Strojní inženýrství / Stavba strojů a zařízení