避免塑料制品在正常使用期内失效的研究

论文摘要

塑料是目前在产品设计中被广泛使用的一种材料。它以其丰富的色彩、优越的材料性能以及多样的成型方式越来越得到设计师和消费者的喜爱。但伴随着塑料制品的广泛使用,也出现了多种形式的塑料构件失效形式。甚至在消费者心中产生了塑料制品只能在短期内有效使用的错误印象。要摆脱塑料制品设计中的随意性,使产品在设计阶段就体现出科学性和经济性的结合这是现代塑料产品设计中的重要一环。本文通过对造成塑料制品失效的一些常见因素进行分析,并探讨了在设计中避免塑料制品失效的方法,以便于在塑料制品的设计、生产中应用。降低制造成本,提高产品的可用性、可靠性。本文的起始部分为绪论部分,主要阐述了研究要达成的目的及意义,以及在研究中准备采用的主要方法。在文中的第二个章节分析了一些常见塑料的基本特性,以及目前对于塑料件来说主要的加工方法,并尝试着分析了每种加工方法的特点。文中的第三部分对造成失效的主要因素进行了详细的分析,重点探讨各种失效因素的内在作用机理以及计算或分析方式。在第四章节,根据造成失效原因的分析,以及塑料件加工工艺上的特点,详细的介绍了材料的选择、塑料件结构设计以及浇注口设计的要点。对合理进行塑料件的材料选择和改进工艺性能进行了一些总结。接下来,对两个有代表性的案例做了分析,从理论上校验了设计是否具有可行性,并预测了在一定时间后可能存在的因为材料蠕变导致的问题。通过这篇研究论文,我希望可以对造成塑料构件的失效的原因进行总结,并整理出避免塑料失效的可行的分析方法。摆脱过去主要是评经验进行设计的尴尬局面。为提高塑料制品的可靠性进行一次探索,是为将来的进一步研究打下一块基石。

论文目录

• 摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 研究要达成的目的
• 1.3 研究避免塑料制品失效的意义
• 1.4 研究的主要方法介绍
• 第二章 塑料制品的基本概述
• 2.1 产品设计中常用塑料及其特性
• 2.2 常用的塑料成型方式
• 2.3 产品设计中的塑料二次加工
• 第三章 针对主要失效因素的分析
• 3.1 失效的概念
• 3.2 力学因素导致的产品失效
• 3.3 非力学因素导致的塑料制品失效
• 3.4 屈服失效的分析
• 3.4.1 屈服条件
• 3.4.2 屈服失效的表现
• 3.4.3 在塑料制品中屈服失效的案例
• 3.5 蠕变失效的分析
• 3.5.1 蠕变估算
• 3.5.2 蠕变失效
• 3.5.3 塑料制品蠕变失效的案例
• 3.6 冲击失效的分析
• 3.6.1 缺口或划伤导致的应力集中
• 3.6.2 温度影响
• 3.6.3 冲击疲劳
• 3.6.4 塑料构件中出现冲击失效的案例
• 3.7 疲劳失效的分析
• 3.7.1 疲劳失效的估算
• 3.7.2 塑料制品疲劳失效的估算案例
• 3.8 熔合缝导致材料性能下降的分析
• 3.8.1 熔合缝的生成原因
• 3.8.2 熔合缝系数
• 3.8.3 塑料制品中因为熔合缝设计不合理导致的失效案例
• 3.9 耐侯性失效
• 第四章 避免失效发生方法的探讨
• 4.1 正确的选择材料
• 4.2 改进产品塑料件的结构设计
• 4.2.1 塑料件的壁厚设计
• 4.2.2 塑料件脱模斜度的设计
• 4.2.3 塑料件中筋和凸台的设计
• 4.2.4 塑料构件中的孔设计
• 4.2.5 合理设置圆角
• 4.2.6 塑料件表面的修饰和标记
• 4.2.7 改善塑料件的局部受力条件
• 4.2.8 改善塑料件的熔合缝
• 第五章 设计案例分析
• 5.1 受静载荷的案例分析
• 5.2 受力板材的应变分析
• 5.3 塑料制品的综合案例分析
• 第六章 归纳和总结
• 致谢
• 参考书目