加強(qiáng)肋
理想的設(shè)計(jì)
為了克服壁厚大可能引起的問(wèn)題,使用是一種可減少壁厚并能增加剛性的有效方法。
一般來(lái)說(shuō),部件的剛性可用以下方法增強(qiáng)
§ 增加壁厚;
§ 增大彈性模量(如加大增強(qiáng)纖維的含量);
§ 設(shè)計(jì)中考慮。
如果設(shè)計(jì)用的材料不能滿足所需剛性,則應(yīng)選擇具有更大彈性模量的材料。簡(jiǎn)單的方法是增加塑料中增強(qiáng)纖維的含量。但是,在特定壁厚下,這種方法僅能使剛性呈線性增長(zhǎng)。更有效的方法是使用經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)的。由于慣性力矩增大,部件的剛性便會(huì)增大。在優(yōu)化的尺寸時(shí),不但要考慮工程設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)考慮的問(wèn)題,還應(yīng)考慮與生產(chǎn)和外觀有關(guān)的技術(shù)問(wèn)題。
優(yōu)化的尺寸
大的慣性力矩可很容易地通過(guò)設(shè)置又厚又高的來(lái)實(shí)現(xiàn)。但是對(duì)熱塑性工程塑料,這種方法常會(huì)產(chǎn)生制品表面凹痕、內(nèi)部空洞和翹曲等問(wèn)題。而且,如果的高度過(guò)高,在負(fù)荷下結(jié)構(gòu)將有可能膨脹。出于這種考慮,必須在合理比例內(nèi)保持的尺寸(見(jiàn)圖1)。

圖1
為確保帶的制品容易頂出,必須設(shè)計(jì)一個(gè)適當(dāng)?shù)拿撃eF度(見(jiàn)圖2)。

圖2
防止材料堆積
對(duì)于表面要求非常高的組件,如汽車(chē)輪蓋,的尺寸是非常重要的。正確的設(shè)計(jì)可以減少組件形成表面凹痕的可能,以提高組件的質(zhì)量。的底部的材料積聚在圖1所示的圓中。這個(gè)圓的大小與的尺寸相關(guān),應(yīng)該越小越好,這樣才能減小或避免凹痕。如果圓太大,可能會(huì)形成內(nèi)部空洞,制品的機(jī)械性能將會(huì)非常差。
減少底部的應(yīng)力
如果給一個(gè)有的組件以負(fù)載,則的底部可能會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力。在這一部位如果沒(méi)有圓弧,可能會(huì)產(chǎn)生非常高的應(yīng)力集中(見(jiàn)圖3),通常會(huì)導(dǎo)致組件的斷裂和報(bào)廢。補(bǔ)救措施是建立一個(gè)半徑足夠大的圓弧(圖1),使肋底部建立更好的應(yīng)力分布。

圖3
但如果圓弧半徑太大,也會(huì)增大上文提及的圓的直徑,而導(dǎo)致上文已經(jīng)提及的問(wèn)題。

圖4
在塑料設(shè)計(jì)中,十字結(jié)構(gòu)是最好的,因?yàn)樗軕?yīng)付許多不同的負(fù)荷排列變化(圖4)。正確設(shè)計(jì)的可承受預(yù)期應(yīng)力的十字結(jié)構(gòu),可以確保在整個(gè)制品上的應(yīng)力均勻分布。在的十字交叉處形成的節(jié)點(diǎn)(圖5)代表材料的積聚,但可以將節(jié)點(diǎn)中心挖空,以防止產(chǎn)生問(wèn)題。還必須注意,不要在交叉處和組件的邊相交的地方形成材料積聚(圖6)。