摘 要

本文借助有限元分析软件ANSYS、CFD-post等设计模拟了玻璃瓶吹制的初模设计模拟与成模设计模拟过程：首先利用UG及CAD制图软件绘制出初模与成模的尺寸，随后将其导入到Gambit前处理软件中对其进行面域及边界设定、网格划分过程，接着利用Polyflow有限元分析计算软件对其进行参数设定与数值模拟，最后将得到的结果利用CFD-post打开，得到初模吹塑的详细过程，并对其详细动态变化进行分析，所得结果对于改进玻璃瓶的吹制工艺具有重大的启示意义。

论文主要研究了在最终目标玻璃瓶身参数确定的情况下，初模的设计对于终成型瓶身壁厚的影响。

研究结果表明：初模的瓶口与瓶底部分对于成品壁厚的影响较大，因为其受到较为突出的压缩气体拉伸作用，增加或减少其厚度同样会导致终成型壁厚的厚度增减。

本文的特色：本文在传统成型工艺的基础上结合了ANSYS、CFD-post、Gambit等有限元分析软件，实现了传统工艺与现代化技术的结合，相对于经验设计，拥有更加数据化的分析过程。

关键词：吹制成型；有限元法；玻璃瓶

Abstract

In this paper, the finite element analysis software ANSYS, CFD-post and other design simulation of the glass bottle blowing of the initial model design simulation and modeling design simulation process: First, the use of UG and CAD mapping software to draw the size of the primary model and mold, Into the Gambit pre-processing software for its surface and boundary settings, meshing process, and then use the Polyflow finite element analysis software to its parameter settings and numerical simulation, and finally get the results using CFD-post open , The detailed process of the initial mold blowing, and its detailed dynamic changes were analyzed, the results for the improvement of the glass bottle blowing process has great implications.

The paper mainly studies the influence of the design of the initial mold on the wall thickness of the final bottle under the condition that the final target glass bottle is determined.

The results show that, after the final analysis, it can be seen that the vials and bottoms of the primary mold have a greater effect on the wall thickness of the finished product because it is subjected to more prominent compression gas stretching, and the increase or decrease in thickness The thickness of the final forming wall thickness increase or decrease.

The characteristics of this paper: Based on the traditional forming process, this paper combines the finite element analysis software such as ANSYS, CFD-post and Gambit to realize the combination of traditional technology and modern technology, and has a more data analysis process.

Key Words：Blow molding; finite element method; glass bottle

目录

1 绪论 1

1.1 玻璃吹制成型工艺概述 1

1.2 课题的研究背景与意义 3

1.2.1玻璃制品的优势 3

1.2.2 玻璃制造业面临的挑战 4

1.3 玻璃瓶的吹塑成型的研究 5

1.3.1 有限元法与吹制成型 5

1.3.2 有限元软件发展与运用 5

1.4 研究内容与技术方案 6

1.4.1 吹塑成型研究内容 6

1.4.2 吹塑成型技术方案 6

2 玻璃瓶成型的模具设计 8

2.1成模的尺寸设计 8

2.2 初模的设计 9

2.3 本章小结 11

3 玻璃瓶吹制成型过程的有限元建模与计算 12

3.1 模型的前处理过程 12

3.1.1 模型的边界设定 12

3.1.2 模型面域的设定 14

3.1.3 模型网格的划分 14

3.2 玻璃吹制成型的数值计算过程 15

3.2.1创建模拟 15

3.2.2模型处理与数值确定 16

3.3 后处理过程 18

3.4 本章小结 19

4 吹制结果分析 20

4.1 模型的运动曲线 20

4.2 模型的厚度分析 23

4.3 本章小结 25

5 结论 26

总结 26

展望 26

参考文献 27

致谢 28

1 绪论

1.1 玻璃吹制成型工艺概述

玻璃吹制成型是玻璃瓶加工所采用的主要方法之一，它具有高精度的动作，稳定性高，效率高的特点，在目前大范围加工领域内都有重要的应用，是主要的加工工艺之一^[1]。这种加工工艺在目前主要用来制造各种中空玻璃制品，比如玻璃瓶，玻璃器皿，烧瓶等。

最早的玻璃器皿的制造是通过人工经验吹制而成，1925年于哈特福德生产的使用于吹制成型的行列机使得玻璃吹制成型步入了半自动化乃至电子化的时代中，相对于人工吹制，无论是在加工精确度上，还是加工稳定性，高效性都有了长足的发展^[2,3]。