При проектирование пресс-форм применяют классические уравнения, использующиеся для оценки напряжений и деформаций балок, пластин и оболочек, применимы только в ситуациях, когда нагрузки являются статическими или их изменение происходит достаточно постепенно. Однако во многих случаях внешние нагрузки возникают быстро (в течение короткого периода времени, например при литье – давление в прессформе) и их следует считать ударными или импульсными.
Если какой-нибудь предмет, например, книга, падает на лоток для бумаги , то это приведет к напряжениям и деформациям, которые в течение короткого времени будут намного больше напряжений и деформаций, возникающих в условиях статической нагрузки. Моментальное возрастание напряжения или деформации, вызванное кинетической энергией падающего тела, должно быть демпфировано.
Если материал, использующийся для изготовления пресс-формы, имеет упругие свойства, тогда восстановление напряжений и деформаций будет проходить по законам статического нагружения. Однако когда величина ударной нагрузки превышает критическое значение, происходит разрушение. Особенно важно учитывать ударные нагрузки при низких температурах (например, когда температура изделия становится меньше температуры стеклования полимера, из которого оно изготовлено).
Теоретические оценки напряжений, деформации и прогибов изделий из пластмасс, подвергающихся ударным нагрузкам, очень сложны и требуют динамического анализа. Приблизительные оценки до изготовление пресс-форм могут быть сделаны с помощью классических формул для расчетов напряжений и деформаций. Рассчитанные таким образом аппроксимационные значения могут оказаться неоправданно высокими в сравнении с зависимостями напряжения от деформации, полученными в обычных условиях . Тем не менее зависимости напряжения от деформации для полимерных материалов существенно зависят от скорости деформирования . Методы оценки ударного сопротивления изделий из пластика существенно различаются, и, к сожалению, получить экспериментальные данные не всегда возможно. Дополнительные сложности возникают из-за того, что скорость деформирования не всегда постоянна для деформируемого изделия из пластмассы. Кроме того, распределение напряжений в изделии из пластика, подвергаемом ударным нагрузкам, не будет совпадать с распределением напряжения в случае нагрузки, приложенной статически. В особенности это справедливо для тех случаев, когда тело, падающее па изделие из пластмассы, оказывает на него неравномерное воздействие (например, книга, падающая на лоток, может сначала упасть на его край). Очень трудно конструировать пресс-формы, которые подвергаются ударным нагрузкам. Особенности конструкции, вызывающие концентрацию напряжений, такие как углы, отверстия и т. п., еще более существенны при ударном нагружении пресс-формы. Очень важно, чтобы пресс-форма, предназначенные для использования в условиях ударных или импульсных нагрузок, проходили тщательное тестирование в условиях ударного воздействия, ожидаемого в условиях эксплуатации пресс-формы.
Еще раз следует заметить, что нет альтернативы тщательному исследованию процесса до производства пресс-форм, используемого в условиях динамических нагрузок .
Полученное таким образом значение максимального прогиба при ударе кажется слишком высоким для пресс-формы, однако такая разница в величинах статического и динамического прогиба и напряжений только подчеркивает особое внимание, которое надо проявлять к ударным нагрузкам, и сколь важен вопрос о минимизации напряжений в зонах их концентрации , а иначе может происходить разрушение формующей детали пресс-формы , тогда потребуется ремонт пресс-формы.
Небольшие закругления, бобышки, косынки, фланцы, острые углы и изменения толщины стенок должны особым образом учитываться в расчетах при изготовление пресс-форм. Поверхностные дефекты и даже текстура поверхности пресс-формы под воздействием значительных растягивающих напряжений могут стать местом концентрации напряжений. Тщательное размещение линий спая, уменьшение остаточных напряжений и ориентации — все это также относится к важным факторам при проектировании изделий, подвергающихся ударным нагрузкам. В конструкцию пресс-формы, подвергающихся ударным нагрузкам, полезно включить элементы, поглощающие энергию, такие как: гибкие элементы, вибрационные демпфирующие крепления или прокладки и т. п., где это только возможно. Следует также отметить, что зависимости напряжения от деформации для полимерных материалов обычно получают при невысокой скорости, хотя мгновенная скорость объекта, упавшего с высоты 12 дюймов, составляет 96 дюймов/с. Для того чтобы получить более точные сведения, тестирование должно проводиться в диапазоне скоростей и температур, как можно более соответствующих эксплуатационным условиям. Материалы, проявляющие пластичные свойства при комнатной температуре или при малых скоростях деформирования, при низких температурах или высоких скоростях деформирования могут проявлять хрупкие свойства .
12-09-2022
03-03-2021
02-03-2021
17-02-2021
06-04-2020