摘要:PET瓶为当今饮料、油脂类食品最常用的包装容器。随着无菌冷灌装技术的推广应用， PET瓶的减量化技术日益收到产业界的高度关注，研究其薄壁强度强化技术具有重要的工程价值。PET瓶设计中常采用不同凹槽结构，其必然影响PET瓶强度与刚度，进而影响其包装性能。本课题以PET瓶为对象，设计不同凹槽结构，建立其有限元模型，在测定相关基本参数的基础上，分析研究不同环状结构、不同尺寸和不同分布等对瓶轴向承载能力的影响，为该类容器的设计应用提供技术依据。

完成的主要工作包括：

（1）以一典型PET瓶为研究对象，建立其结构模型，利用ANSYS进行加载垂直载荷，基于屈曲分析得到PET瓶的理论轴向压溃载荷和临界点的变形。同时，试验测定该PET瓶轴向压溃载荷，进行理论与试验比较，结果表明，理论值与试验结果误差较小，验证理论分析的有效性。

（2）利用ANSYS分析进一步研究不同环状结构、不同尺寸和不同分布等对瓶轴向承载能力的影响，并分析了其变形特点。分别研究了凹槽数量、凹槽间距及其相互关系对轴向压溃载荷影响；在此基础上，分析了凹槽深度、凹槽宽度、凹槽圆角尺寸及凹槽形状对轴向压溃载荷影响，最终得到PET瓶的轴向压溃载荷随以上多种因素的变化趋势。

关键词：PET瓶；设计；有限元分析；轴向压溃载荷；凹槽

目录

摘要

ABSTRACT

第1章 绪论-1

1.1课题的背景及意义-1

1.1.1 PET瓶的定义及特性-1

1.1.2 有限元分析-2

1.1.3 有限元分析的特点-2

1.1.4  ANSYS软件的应用-3

1.2国内外的研究概况及发展趋势-4

1.2.1 有限元分析的发展趋势-4

1.2.2有限元分析在包装上的应用及意义-6

1.3研究的主要目的-7

第2章 PET瓶的压缩试验-9

2.1材料与方法-9

2.1.1 材料-9

2.1.2 主要仪器设备-10

2.1.3 试验方法-10

2.2 实验结果与讨论-10

2.2.1 实验结果-10

2.2.2分析讨论-12

第3章 PET瓶的有限元建模及分析-13

3.1 PET瓶的基本参数-13

3.1.1 PET瓶的基本结构参数-13

3.2PET瓶的建模-15

3.2.1 建模步骤-15

3.2.2 分析结果-17

第4章 相关结构参数对PET瓶承载能力的影响-21

4.1 凹槽间距与数量的影响-21

4.1.1 凹槽数量的影响-21

4.1.2 凹槽间距的影响-22

4.1.3 凹槽间距与数量的综合影响-24

4.2 凹槽深度和宽度的影响-25

4.2.1 凹槽深度的影响-25

4.3.2 凹槽宽度的影响-27

4.3 凹槽圆角尺寸的影响-28

4.4 凹槽形状的影响-31

第5章 结论与展望-33

5.1结论-33

5.2不足之处及未来展望-33

5.2.1 不足之处-33

5.2.2 未来展望-33

参考文献-35

致  谢-37