考虑流固耦合作用的PET瓶跌落碰撞数值仿真

• 作者: 刘淑莲 应光耀 李强 郑水英
• 来源期刊: 浙江大学学报（工学版）
• 学科: 工学
• 关键词: PET瓶 流固耦合 跌落冲击 MSC.Dytran
• 年，卷（期）: 2012,（6）
• 所属期刊栏目: 计算机技术
• 页码范围: 980-986
• 页数: 7页
• 分类号: TP391.9
• 语种: 中文
• DOI: 10.3785/j.issn.1008-973X.2012.06.004

摘要

以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)瓶为研究对象,选用Johnson-Cook本构模型构建PET材料的率相关方程,并根据率相关拉伸实验确定Johnson-Cook方程中的参数.采用Euler法描述流体方程,Lagrange法描述结构方程,应用动力学软件MSC.Dytran中基于混合的Lagrange格式和Euler格式的有限单元和有限体积技术实现流体和结构的耦合作用,完成了贮液PET瓶跌落碰撞过程的数值仿真计算.通过计算,分析PET瓶在碰撞冲击过程中力学行为和能量转化过程,得到碰掩过程中PET瓶底部接触单元不同高度的等效应力时程曲线和最大等效应力随跌落角度、贮液量和壁厚的变化关系,从而分析比较不同跌落高度、跌落角度,贮液量及PET瓶壁厚对PET瓶跌落冲击特性的影响.计算结果表明:随着跌落高度和贮液量的增大,PET瓶所受冲击应力和损伤逐渐增大;冲击应力与壁厚为非线性关系,而与跌落角度呈现强差异性.