一种聚乳酸餐盒吸塑成型仿真分析方法、装置、系统及存储介质与流程

1.本技术涉及吸塑成型与有限元分析领域，特别涉及一种聚乳酸餐盒吸塑成型仿真分析方法、装置、系统及存储介质。


背景技术：

[0002][0003]
吸塑成型的可降解餐盒制品相较于其他成型手段，单件成本更低，能耗更少，废品率低，前景广阔。国内对吸塑成型配方设计以及吸塑工艺选取主要基于以往吸塑模具的设计经验以及传统的反复试模方法，而应用有限元分析可以实现对现行模具进行材料成型性能分析，对温度场，预热时间等工艺参数进行优化，结合实际生产中的试模结果对标，综合分析配方优劣以及各工艺参数对成型效果的影响，最终一定程度上辅助并取代试模方法。
[0004]
相对于pp，hips等石油基塑料，pla(聚乳酸(poly lactic acid)称为聚丙交酯,简称 pla)的原料来源以含淀粉的玉米，小麦，木薯等为主，其生产过程无污染，生物相容性好，无毒性，加工性能优良，透明度高，机械性能好，是目前餐盒领域的主要生产原料之一。
[0005]
具体地，pla具有良好的拉伸强度和杨氏模量，但是断裂伸长率较低，热变形温度较低，产品在使用过程中常温易变脆，受热易软化。在吸塑过程中，pla板材经一定时间预热至粘弹态后，通过辅助模下移使板材预成型，同时通过抽真空的方式对其施压，使板材紧贴模具型面，经冷却切边后得到成型的餐盒制品。研究表明不同预热温度与预热时间对 pla的结晶行为和力学性能有明显影响。而且pla材料由于其特殊的结晶性能以及较低的断裂伸长率，在吸塑成型过程中往往会出现，成型不饱满，吸破等缺陷。
[0006]
因此，亟需提供一种聚乳酸餐盒吸塑成型仿真分析方法，用以准确获取不同温度梯度下聚乳酸材料性能，进而指导聚乳酸配方筛选以及吸塑工艺优化，从而缩短设计周期。


技术实现要素：

[0007]
本技术实施例提供一种聚乳酸餐盒吸塑成型仿真分析方法，包括：
[0008]
获得用于有限元分析的聚乳酸材料的属性特征；
[0009]
构建餐盒吸塑机模具的仿真模型架构；
[0010]
将所述属性特征与所述仿真模型架构结合形成所述餐盒吸塑机模具的仿真模型，所述仿真模型包括吸塑模具及板材；
[0011]
根据实际吸塑生产条件确定吸塑工况参数；
[0012]
基于所述吸塑工况参数利用所述仿真模型完成板材吸塑，并对吸塑过程进行有限元分析；
[0013]
基于分析结果调整吸塑工况参数和/或仿真模型，以使基于调整后的吸塑工况参数及仿真模型进行板材吸塑后，形成的聚乳酸餐盒满足预置要求。
[0014]
作为一可选实施例，所述获得用于有限元分析的聚乳酸材料的属性特征，包括：
[0015]
获得聚乳酸材料的基本材料属性及不同温度下的双轴拉伸应力-应变曲线；
[0016]
基于基本材料属性及不同温度下的双轴拉伸应力-应变曲线确定所述聚乳酸材料的属性特征。
[0017]
作为一可选实施例，所述获得不同温度下的双轴拉伸应力-应变曲线，包括：
[0018]
通过高低温双轴拉伸试验机对所述聚乳酸材料进行试验得到所述聚乳酸材料在不同温度条件下的双轴拉伸工程应力-应变曲线；
[0019]
根据所述聚乳酸材料在不同温度下的双轴拉伸工程应力-应变曲线确定所述聚乳酸材料在不同温度下的双轴拉伸真实应力-塑性应变曲线；
[0020]
确定所述待测试聚乳酸材料在不同温度下的双轴拉伸真实应力-塑性应变曲线为所述聚乳酸材料在不同温度下的双轴拉伸应力-应变曲线。
[0021]
作为一可选实施例，所述吸塑模具包括用于压制板材初步成型的辅助膜及用于对初步成型的板材进行吸塑以形成聚乳酸餐盒的凹模；
[0022]
所述方法还包括：
[0023]
对所述仿真模型架构中的吸塑模具及板材进行网格划分，以用于根据网格的形变程度辅助对所述模具与板材的有限元分析，其中，所述板材的网格划分方法为自适应网格划分方法。
[0024]
作为一可选实施例，所述根据实际吸塑生产条件确定吸塑工况参数，包括：
[0025]
根据实际吸塑生产条件至少确定吸塑温度场、板材约束条件、板材厚度、板材与模具接触关系、模具运动行程的起止时间、吸塑压力的起止时间中的一种或多种。
[0026]
作为一可选实施例，所述基于所述吸塑工况参数利用所述仿真模型完成板材吸塑，并对吸塑过程进行有限元分析，包括：
[0027]
基于所述板材的吸塑成型结果确认所述板材是否存在因未与所述凹模紧密贴合而造成的成型不饱满现象；
[0028]
确定所述板材的吸塑成型结果的整体极限厚度是否不小于厚度标准；
[0029]
获得所述板材的应力/应变云图，并基于所述应力/应变云图确定所述板材在吸塑过程中整体应力集中区域以及大应变区域，所述集中区域以及大应变区域为具有高破裂风险的区域，该区域的破裂风险与所述板材成型后的厚度均匀程度相关。
[0030]
作为一可选实施例，所述基于分析结果调整吸塑工况参数和/或仿真模型，包括：
[0031]
基于所述分析结果至少调整优化所述温度场的分布、板材夹持方式、板材厚度、板材与模具接触关系、各模具的行程/起始时间，以及吸塑压力的起止时间中的一种或多种，以使形成的聚乳酸餐盒至少强度满足相应预置要求。
[0032]
本技术另一实施例同时提供一种聚乳酸餐盒吸塑成型仿真分析装置，包括：
[0033]
获得模块，用于获得用于有限元分析的聚乳酸材料的属性特征；
[0034]
构建模块，用于构建餐盒吸塑机模具的仿真模型架构；
[0035]
结合模块，用于将所述属性特征与所述仿真模型架构结合形成所述餐盒吸塑机模具的仿真模型，所述仿真模型包括吸塑模具及板材；
[0036]
确定模块，用于根据实际吸塑生产条件确定吸塑工况参数；
[0037]
分析模块，用于根据所述吸塑工况参数利用所述仿真模型完成板材吸塑，并对吸塑过程进行有限元分析；
[0038]
调整模块，用于根据分析结果调整吸塑工况参数和/或仿真模型，以使基于调整后的吸塑工况参数及仿真模型进行板材吸塑后，形成的聚乳酸餐盒满足预置要求。
[0039]
本技术还提供一种聚乳酸餐盒吸塑成型仿真分析系统，包括：
[0040]
至少一个处理器；以及，
[0041]
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
[0042]
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行以实现上述任意一项实施例所记载的聚乳酸餐盒吸塑成型仿真分析方法。
[0043]
本技术还提供一种计算机可读存储介质，当存储介质中的指令由聚乳酸餐盒吸塑成型仿真分析系统对应的处理器执行时，使得聚乳酸餐盒吸塑成型仿真分析系统能够实现上述任意一项实施例所记载的聚乳酸餐盒吸塑成型仿真分析方法。
[0044]
本技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术而了解。本技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
[0045]
下面通过附图和实施例，对本技术的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0046]
附图用来提供对本技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术的实施例一起用于解释本技术，并不构成对本技术的限制。在附图中：
[0047]
图1为本技术一实施例中一种聚乳酸餐盒吸塑成型仿真分析方法的流程图；
[0048]
图2为本技术另一实施例中一种聚乳酸餐盒吸塑成型仿真分析方法的流程图；
[0049]
图3为本技术又一实施例中一种聚乳酸餐盒吸塑成型仿真分析方法的应用图；
[0050]
图4为本技术再一实施例中一种聚乳酸餐盒吸塑成型仿真分析方法的应用图；
[0051]
图5为本技术一种聚乳酸餐盒吸塑成型仿真分析装置的框图；
[0052]
图6为本技术一种聚乳酸餐盒吸塑成型仿真分析系统的硬件结构示意图。
具体实施方式
[0053]
以下结合附图对本技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本技术，并不用于限定本技术。
[0054]
图1为本技术一实施例中一种聚乳酸餐盒吸塑成型仿真分析方法的流程图，如图1所示，本技术实施例提供一种聚乳酸餐盒吸塑成型仿真分析方法，包括：
[0055]
步骤s10:获得用于有限元分析的聚乳酸材料的属性特征；
[0056]
步骤s20:构建餐盒吸塑机模具的仿真模型架构；
[0057]
步骤s30:将属性特征与仿真模型架构结合形成餐盒吸塑机模具的仿真模型，仿真模型包括吸塑模具及板材；
[0058]
步骤s40:根据实际吸塑生产条件确定吸塑工况参数；
[0059]
步骤s50:基于吸塑工况参数利用仿真模型完成板材吸塑，并对吸塑过程进行有限元分析；
[0060]
步骤s60:基于分析结果调整吸塑工况参数和/或仿真模型，以使基于调整后的吸塑工况参数及仿真模型进行板材吸塑后，形成的聚乳酸餐盒满足预置要求。
[0061]
本实施例的有益效果在于通过建立聚乳酸餐盒吸塑成型对应的仿真模型之后，能够根据在不同工况下的仿真模拟结果进行的有限元分析而对聚乳酸餐盒吸塑成型的可成型性、厚度均匀性、强度要求等进行检验，从而基于检测结果优化聚乳酸材料的配方以及吸塑工艺，使得基于调整优化后的材料及吸塑工艺能够制备出满足预置要求的聚乳酸餐盒。本实施例的方法相对于现有仅根据实际试模反复试错或考察配方高温模量/强度的方法，提前筛除了不合格的吸塑工艺配方，减少了试模次数与指导工艺的调整，从而缩短设计周期，显著提升了工艺设计速率。
[0062]
具体地，图2为本技术另一实施例中一种聚乳酸餐盒吸塑成型仿真分析方法的流程图，如图2所示，获得用于有限元分析的聚乳酸材料的属性特征，包括：
[0063]
步骤s11:获得聚乳酸材料的基本材料属性及不同温度下的双轴拉伸应力-应变曲线；
[0064]
步骤s12:基于基本材料属性及不同温度下的双轴拉伸应力-应变曲线确定聚乳酸材料的属性特征。
[0065]
本实施例中获得聚乳酸材料的属性特征，可基于其属性特征制备虚拟材料卡片，以用于后续与仿真模型架构结合。其中，获得的聚乳酸材料的基本材料属性包括但不限于杨氏模量，密度，泊松比等，可以通过基础试验等方式来获得基本材料属性，或通过双轴拉伸试验经多次反复试验而获得，具体不唯一。
[0066]
进一步地，获得不同温度下的双轴拉伸应力-应变曲线，包括：
[0067]
步骤s13:通过高低温双轴拉伸试验机对聚乳酸材料进行试验得到聚乳酸材料在不同温度条件下的双轴拉伸工程应力-应变曲线；
[0068]
步骤s14:根据聚乳酸材料在不同温度下的双轴拉伸工程应力-应变曲线确定聚乳酸材料在不同温度下的双轴拉伸真实应力-塑性应变曲线；
[0069]
步骤s15:确定待测试聚乳酸材料在不同温度下的双轴拉伸真实应力-塑性应变曲线为聚乳酸材料在不同温度下的双轴拉伸应力-应变曲线。
[0070]
举例而言，针对不同温度梯度，如20℃，30℃，
…
130℃等不同温度梯度下进行双轴拉伸试验，每种温度下的拉伸试验重复多次(例如5次以上)，通过多次试验的结果处理得到待测试聚乳酸材料的基本材料属性特征，包括材料密度，杨氏模量，泊松比等。接着可以通过高低温双轴拉伸试验机对聚乳酸材料进行测试得到聚乳酸材料在不同温度梯度下的工程应力-应变曲线，再根据聚乳酸材料在不同温度梯度下的工程应力-应变曲线通过现有的转换公式进行转换处理，得到对应的聚乳酸材料在不同温度梯度下的真实应力-塑性应变曲线，之后便可确定聚乳酸材料在不同温度梯度下的真实应力-塑性应变曲线为聚乳酸材料在不同温度梯度下的应力-应变曲线，也就是得到聚乳酸材料在各个温度梯度下真实应力-塑性应变曲线。
[0071]
本实施例中通过根据聚乳酸材料的基础材料属性、不同温度梯度下的双轴拉伸应力-应变曲线建立与聚乳酸材料对应的材料卡片，相对于现有有限元分析中使用单轴拉伸，且仅测试单一温度下获得的应力-应变曲线建立材料卡片的方式而言，本实施例的材料卡片中的属性信息是由双轴拉伸测试得到，由于在吸塑工况下聚乳酸板材的变形形式更接近双轴拉伸，应变更大，失效位置更提前，所以通过双轴拉伸得到属性信息对聚乳酸吸塑配方的筛选更加精准，同时通过输入一系列不同温度梯度下的应力-应变曲线，可以充分考虑不
同温度场对聚乳酸板材力学性能的影响，因此，能够使得所建立的聚乳酸材料卡片中包含的信息更加准确，为后续材料及工艺优化提供了基础。
[0072]
在构建餐盒吸塑机模具的仿真模型架构时，可以利用ug软件根据餐盒吸塑机模具结构构建仿真模型架构，该架构即为未代入数据前的仿真模型，其同样包括吸塑模具及板材，其中，吸塑模具包括用于压制板材初步成型的辅助膜及用于对初步成型的板材进行吸塑以形成聚乳酸餐盒的凹模，具体结构可参考图3所示。在基于ug软件建模时，可根据辅助模，凹模，板材形状建立3d模型，并以stp格式导出。
[0073]
本实施例中的方法还包括：
[0074]
步骤s70:对仿真模型架构中的吸塑模具及板材进行网格划分，以用于根据网格的形变程度辅助对模具与板材的有限元分析，其中，板材的网格划分方法为自适应网格划分方法。
[0075]
具体地，图3为本技术又一实施例中一种聚乳酸餐盒吸塑成型仿真分析方法的应用图如图3所示，可以利用hypermesh软件对上述仿真模型进行网格划分，并对板材设置自适应网格。例如根据上述辅助模、凹模、板材的stp格式3d模型，利用hypermesh软件对其进行中面抽取操作，在辅助模、凹模处自动划分生成四边形面网格，同时在板材处设置自适应网格划分方法。假设餐盒的尺寸为25cm*20cm*5cm左右(具体不唯一)，基于该餐盒尺寸可将辅助模和凹模处四边形面网格尺寸设置为4mm，同时在板材处设置自适应网格划分方法，使其在应变梯度大的位置设置小网格尺寸(《0.5mm)，在应变梯度大的位置设置大网格尺寸(》2mm)。在进行板材的有限元分析时，如具体受力分析时，可以根据网格的变形度等状态而进行相应确定。
[0076]
进一步地，根据实际吸塑生产条件确定吸塑工况参数，包括：
[0077]
步骤s41:根据实际吸塑生产条件至少确定吸塑温度场、板材约束条件、板材厚度、板材与模具接触关系、模具运动行程的起止时间、吸塑压力的起止时间中的一种或多种。
[0078]
本实施例中是根据吸塑过程中实际生产条件来确定吸塑工况参数的，至少包括聚乳酸板材的材料属性、吸塑过程时板材上的温度场分布、板材的约束固定条件、板材厚度(通常《0.6mm)、板材与辅助模之间的摩擦类型(摩擦系数，热传导系数等)、板材与凹模之间摩擦类型(摩擦系数，热传导系数等)、辅助模/凹模模具运动行程/起止时间以及吸塑压力/ 起止时间(压力通常《1mpa)中的一种或多种。
[0079]
进一步地，基于吸塑工况参数利用仿真模型完成板材吸塑，并对吸塑过程进行有限元分析，包括：
[0080]
步骤s51:基于板材的吸塑成型结果确认板材是否存在因未与凹模紧密贴合而造成的成型不饱满现象；
[0081]
步骤s52:确定板材的吸塑成型结果的整体极限厚度是否不小于厚度标准；
[0082]
步骤s53:获得板材的应力/应变云图，并基于应力/应变云图确定板材在吸塑过程中整体应力集中区域以及大应变区域，该集中区域以及大应变区域为具有高破裂风险的区域，该区域的破裂风险与板材成型后的厚度均匀程度相关。
[0083]
例如，在实际应用时，可以利用radioss软件完成吸塑过程的有限元分析，还可以利用 ls-dyna，abaqus等等软件实现有限元分析，检验聚乳酸板材成型结果，输出板材厚度变化、应力/应变云图。本实施例中的有限元分析的输出结果至少包括：板材成型动态图、最
终餐盒成型图、板材厚度变化信息、应力云图、应变云图。
[0084]
具体地，可以利用radioss软件查看聚乳酸板材的成型结果以及吸塑过程中板材的成型动态图与最终餐盒成型图，并通过查看的信息确认聚乳酸板材在本次吸塑工艺下，是否存在未与凹模紧密贴合，成型不饱满的问题；接着通过查看板材厚度变化信息，也就是查看最终餐盒成型的厚度云图(可参考如图4所示)，确认聚乳酸板材在该系列吸塑工艺下，整体极限厚度是否仍在0.1mm以上，是否满足餐盒制品的厚度标准，无板材吸破风险。之后可以通过查看板材应力/应变云图的变化确认聚乳酸板材在本次吸塑工艺下，整体应力集中区域以及大应变区域，该集中区域以及大应变区域为具有高破裂风险的区域，且该区域的破裂风险与板材成型后的厚度均匀程度相关，如果整体应力集中区域以及大应变区域在图中的表现指示出该区域具有高破损风险，如模型中网格拉伸变形度超出阈值等，可以通过修改吸塑模具的设计参数，调整板材的制备参数实现降低上述区域破裂风险，提高整体餐盒吸塑成型后的厚度均匀性。
[0085]
进一步地，基于分析结果调整吸塑工况参数和/或仿真模型，包括：
[0086]
步骤s61:基于分析结果至少调整优化温度场的分布、板材夹持方式、板材厚度、板材与模具接触关系、各模具的行程/起始时间，以及吸塑压力的起止时间中的一种或多种，以使形成的聚乳酸餐盒至少强度满足相应预置要求。
[0087]
例如，可以根据分析结果在实际pla餐盒吸塑过程中简单直接地控制各项参数，包括调整优化温度场分布、板材夹持方式、板材厚度、板材与辅助模具/凹模之间摩擦系数及热传导系数、辅助模具行程/起始时间、凹模行程/起始时间、吸塑机抽真空压力/起止时间，实现对该聚乳酸板材吸塑成型效果的优化，直至吸塑结果满足预置要求，如满足餐盒的强度要求，便可初步确定该聚乳酸板材可通过吸塑成型设备制备聚乳酸餐盒制品。
[0088]
具体地，利用承压试验对聚乳酸餐盒吸塑成型制件强度进行评估，符合标准则吸塑成型分析完成，若不符合标准则可以根据初步确定的聚乳酸板材配方吸塑成型有限元分析中确定工况信息及边界条件(如前文所述)的基础上对吸塑机进行工艺参数调整及模具优化，利用优化后的板材及工艺再次吸塑形成聚乳酸餐盒，并进行强度测试。该测试还可以包含将聚乳酸餐盒制品进行成型完整性检查，例如，观察是否存在破裂位置或成型不饱满区域；再例如，通过卡规，超声波测厚仪等对餐盒各个特征区域的厚度进行测量，考察其厚度均匀性以及最薄弱位置厚度是否仍有0.1mm以上；利用承压试验对聚乳酸餐盒吸塑成型制件强度进行评估，例如在餐盒特征区域，如底部，角部位置放置一定质量的标准砝码，考察其变形情况，是否产生破裂，评估餐盒制件均符合上述要求，以此实现聚乳酸餐盒吸塑成型仿真分析的完成。
[0089]
图5为本技术一种聚乳酸餐盒吸塑成型仿真分析装置的框图，如图5所示，本技术另一实施例同时提供一种聚乳酸餐盒吸塑成型仿真分析装置，其特征在于，包括：
[0090]
获得模块501，用于获得用于有限元分析的聚乳酸材料的属性特征；
[0091]
构建模块502，用于构建餐盒吸塑机模具的仿真模型架构；
[0092]
结合模块503，用于将所述属性特征与所述仿真模型架构结合形成所述餐盒吸塑机模具的仿真模型，所述仿真模型包括吸塑模具及板材；
[0093]
确定模块504，用于根据实际吸塑生产条件确定吸塑工况参数；
[0094]
分析模块505，用于根据所述吸塑工况参数利用所述仿真模型完成板材吸塑，并对
吸塑过程进行有限元分析；
[0095]
调整模块506，用于根据分析结果调整吸塑工况参数和/或仿真模型，以使基于调整后的吸塑工况参数及仿真模型进行板材吸塑后，形成的聚乳酸餐盒满足预置要求。
[0096]
作为一可选实施例，所述获得用于有限元分析的聚乳酸材料的属性特征，包括：
[0097]
获得聚乳酸材料的基本材料属性及不同温度下的双轴拉伸应力-应变曲线；
[0098]
基于基本材料属性及不同温度下的双轴拉伸应力-应变曲线确定所述聚乳酸材料的属性特征。
[0099]
作为一可选实施例，所述获得不同温度下的双轴拉伸应力-应变曲线，包括：
[0100]
通过高低温双轴拉伸试验机对所述聚乳酸材料进行试验得到所述聚乳酸材料在不同温度条件下的双轴拉伸工程应力-应变曲线；
[0101]
根据所述聚乳酸材料在不同温度下的双轴拉伸工程应力-应变曲线确定所述聚乳酸材料在不同温度下的双轴拉伸真实应力-塑性应变曲线；
[0102]
确定所述待测试聚乳酸材料在不同温度下的双轴拉伸真实应力-塑性应变曲线为所述聚乳酸材料在不同温度下的双轴拉伸应力-应变曲线。
[0103]
作为一可选实施例，所述吸塑模具包括用于压制板材初步成型的辅助膜及用于对初步成型的板材进行吸塑以形成聚乳酸餐盒的凹模；
[0104]
所述装置还包括：
[0105]
网格划分模块，用于对所述仿真模型架构中的吸塑模具及板材进行网格划分，以用于根据网格的形变程度辅助对所述模具与板材的有限元分析，其中，所述板材的网格划分方法为自适应网格划分方法。
[0106]
作为一可选实施例，所述根据实际吸塑生产条件确定吸塑工况参数，包括：
[0107]
根据实际吸塑生产条件至少确定吸塑温度场、板材约束条件、板材厚度、板材与模具接触关系、模具运动行程的起止时间、吸塑压力的起止时间中的一种或多种。
[0108]
作为一可选实施例，所述基于所述吸塑工况参数利用所述仿真模型完成板材吸塑，并对吸塑过程进行有限元分析，包括：
[0109]
基于所述板材的吸塑成型结果确认所述板材是否存在因未与所述凹模紧密贴合而造成的成型不饱满现象；
[0110]
确定所述板材的吸塑成型结果的整体极限厚度是否不小于厚度标准；
[0111]
获得所述板材的应力/应变云图，并基于所述应力/应变云图确定所述板材在吸塑过程中整体应力集中区域以及大应变区域，所述集中区域以及大应变区域为具有高破裂风险的区域，该区域的破裂风险与所述板材成型后的厚度均匀程度相关。
[0112]
作为一可选实施例，所述基于分析结果调整吸塑工况参数和/或仿真模型，包括：
[0113]
基于所述分析结果至少调整优化所述温度场的分布、板材夹持方式、板材厚度、板材与模具接触关系、各模具的行程/起始时间，以及吸塑压力的起止时间中的一种或多种，以使形成的聚乳酸餐盒至少强度满足相应预置要求。
[0114]
图6为本技术一种聚乳酸餐盒吸塑成型仿真分析系统的硬件结构示意图，如图6所示，包括：
[0115]
至少一个处理器620；以及，
[0116]
与至少一个处理器通信连接的存储器604；其中，
[0117]
存储器804存储有可被至少一个处理器620执行的指令，指令被至少一个处理器620 执行以实现上述任意一项实施例所记载的聚乳酸餐盒吸塑成型仿真分析方法。
[0118]
参照图6，该聚乳酸餐盒吸塑成型仿真分析系统600可以包括以下一个或多个组件：处理组件602，存储器604，电源组件606，多媒体组件608，音频组件610，输入/输出(i/o) 的接口612，传感器组件614，以及通信组件616。
[0119]
处理组件602通常控制聚乳酸餐盒吸塑成型仿真分析系统600的整体操作。处理组件 602可以包括一个或多个处理器620来执行指令，以完成上述的方法的全部或部分步骤。此外，处理组件802可以包括一个或多个模块，便于处理组件602和其他组件之间的交互。例如，处理组件802可以包括多媒体模块，以方便多媒体组件608和处理组件602之间的交互。
[0120]
存储器604被配置为存储各种类型的数据以支持聚乳酸餐盒吸塑成型仿真分析系统600 的操作。这些数据的示例包括用于在聚乳酸餐盒吸塑成型仿真分析系统600上操作的任何应用程序或方法的指令，如文字，图片，视频等。存储器604可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(sram)，电可擦除可编程只读存储器(eeprom)，可擦除可编程只读存储器(eprom)，可编程只读存储器 (prom)，只读存储器(rom)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
[0121]
电源组件606为聚乳酸餐盒吸塑成型仿真分析系统600的各种组件提供电源。电源组件606可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为车载控制系统800生成、管理和分配电源相关联的组件。
[0122]
多媒体组件608包括在聚乳酸餐盒吸塑成型仿真分析系统600和用户之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中，屏幕可以包括液晶显示器(lcd)和触摸面板(tp)。如果屏幕包括触摸面板，屏幕可以被实现为触摸屏，以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界，而且还检测与触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。在一些实施例中，多媒体组件608还可以包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。当聚乳酸餐盒吸塑成型仿真分析系统600处于操作模式，如拍摄模式或视频模式时，前置摄像头和/或后置摄像头可以接收外部的多媒体数据。每个前置摄像头和后置摄像头可以是一个固定的光学透镜系统或具有焦距和光学变焦能力。
[0123]
音频组件610被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件610包括一个麦克风 (mic)，当聚乳酸餐盒吸塑成型仿真分析系统600处于操作模式，如报警模式、记录模式、语音识别模式和语音输出模式时，麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器604或经由通信组件616发送。在一些实施例中，音频组件610 还包括一个扬声器，用于输出音频信号。
[0124]
i/o接口612为处理组件602和外围接口模块之间提供接口，上述外围接口模块可以是键盘，点击轮，按钮等。这些按钮可包括但不限于：主页按钮、音量按钮、启动按钮和锁定按钮。
[0125]
传感器组件614包括一个或多个传感器，用于为聚乳酸餐盒吸塑成型仿真分析系统600 提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件614可以包括声音传感器。另外，传感器组件614可以检测到聚乳酸餐盒吸塑成型仿真分析系统600的打开/关闭状态，组件的相对定位，例如组件为聚乳酸餐盒吸塑成型仿真分析系统600的显示器和小键盘，传感器组件
614 还可以检测聚乳酸餐盒吸塑成型仿真分析系统600或聚乳酸餐盒吸塑成型仿真分析系统600 的组件的运行状态，聚乳酸餐盒吸塑成型仿真分析系统600方位或加速/减速和聚乳酸餐盒吸塑成型仿真分析系统600的温度变化。传感器组件614可以包括接近传感器，被配置用来在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在。传感器组件614还可以包括光传感器，如cmos或ccd图像传感器，用于在成像应用中使用。在一些实施例中，该传感器组件 614还可以包括加速度传感器，陀螺仪传感器，磁传感器，压力传感器，温度传感器。
[0126]
通信组件616被配置为使聚乳酸餐盒吸塑成型仿真分析系统600提供和其他设备以及云平台之间进行有线或无线方式的通信能力。聚乳酸餐盒吸塑成型仿真分析系统600可以接入基于通信标准的无线网络，如wifi，2g或3g，或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信组件616经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，通信组件616还包括近场通信(nfc)模块，以促进短程通信。例如，在nfc模块可基于射频识别(rfid)技术，红外数据协会(irda)技术，超宽带 (uwb)技术，蓝牙(bt)技术和其他技术来实现。
[0127]
在示例性实施例中，聚乳酸餐盒吸塑成型仿真分析系统600可以被一个或多个应用专用集成电路(asic)、数字信号处理器(dsp)、数字信号处理设备(dspd)、可编程逻辑器件(pld)、现场可编程门阵列(fpga)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述任一实施例所记载的聚乳酸餐盒吸塑成型仿真分析方法。
[0128]
本技术还提供一种计算机可读存储介质，当存储介质中的指令由聚乳酸餐盒吸塑成型仿真分析系统对应的处理器执行时，使得聚乳酸餐盒吸塑成型仿真分析系统能够实现上述任意一项实施例所记载的聚乳酸餐盒吸塑成型仿真分析方法。
[0129]
本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0130]
本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和 /或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0131]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0132]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一
个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0133]
显然，本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的精神和范围。这样，倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本技术也意图包含这些改动和变型在内。

技术特征：
1.一种聚乳酸餐盒吸塑成型仿真分析方法，其特征在于，包括：获得用于有限元分析的聚乳酸材料的属性特征；构建餐盒吸塑机模具的仿真模型架构；将所述属性特征与所述仿真模型架构结合形成所述餐盒吸塑机模具的仿真模型，所述仿真模型包括吸塑模具及板材；根据实际吸塑生产条件确定吸塑工况参数；基于所述吸塑工况参数利用所述仿真模型完成板材吸塑，并对吸塑过程进行有限元分析；基于分析结果调整吸塑工况参数和/或仿真模型，以使基于调整后的吸塑工况参数及仿真模型进行板材吸塑后，形成的聚乳酸餐盒满足预置要求。2.根据权利要求1所述的聚乳酸餐盒吸塑成型仿真分析方法，其特征在于，所述获得用于有限元分析的聚乳酸材料的属性特征，包括：获得聚乳酸材料的基本材料属性及不同温度下的双轴拉伸应力-应变曲线；基于基本材料属性及不同温度下的双轴拉伸应力-应变曲线确定所述聚乳酸材料的属性特征。3.根据权利要求2所述的聚乳酸餐盒吸塑成型仿真分析方法，其特征在于，所述获得不同温度下的双轴拉伸应力-应变曲线，包括：通过高低温双轴拉伸试验机对所述聚乳酸材料进行试验得到所述聚乳酸材料在不同温度条件下的双轴拉伸工程应力-应变曲线；根据所述聚乳酸材料在不同温度下的双轴拉伸工程应力-应变曲线确定所述聚乳酸材料在不同温度下的双轴拉伸真实应力-塑性应变曲线；确定所述待测试聚乳酸材料在不同温度下的双轴拉伸真实应力-塑性应变曲线为所述聚乳酸材料在不同温度下的双轴拉伸应力-应变曲线。4.根据权利要求1所述的聚乳酸餐盒吸塑成型仿真分析方法，其特征在于，所述吸塑模具包括用于压制板材初步成型的辅助膜及用于对初步成型的板材进行吸塑以形成聚乳酸餐盒的凹模；所述方法还包括：对所述仿真模型架构中的吸塑模具及板材进行网格划分，以用于根据网格的形变程度辅助对所述模具与板材的有限元分析，其中，所述板材的网格划分方法为自适应网格划分方法。5.根据权利要求1所述的聚乳酸餐盒吸塑成型仿真分析方法，其特征在于，所述根据实际吸塑生产条件确定吸塑工况参数，包括：根据实际吸塑生产条件至少确定吸塑温度场、板材约束条件、板材厚度、板材与模具接触关系、模具运动行程的起止时间、吸塑压力的起止时间中的一种或多种。6.根据权利要求4所述的聚乳酸餐盒吸塑成型仿真分析方法，其特征在于，所述基于所述吸塑工况参数利用所述仿真模型完成板材吸塑，并对吸塑过程进行有限元分析，包括：基于所述板材的吸塑成型结果确认所述板材是否存在因未与所述凹模紧密贴合而造成的成型不饱满现象；确定所述板材的吸塑成型结果的整体极限厚度是否不小于厚度标准；
获得所述板材的应力/应变云图，并基于所述应力/应变云图确定所述板材在吸塑过程中整体应力集中区域以及大应变区域，所述集中区域以及大应变区域为具有高破裂风险的区域，该区域的破裂风险与所述板材成型后的厚度均匀程度相关。7.根据权利要求6所述的聚乳酸餐盒吸塑成型仿真分析方法，其特征在于，所述基于分析结果调整吸塑工况参数和/或仿真模型，包括：基于所述分析结果至少调整优化所述温度场的分布、板材夹持方式、板材厚度、板材与模具接触关系、各模具的行程/起始时间，以及吸塑压力的起止时间中的一种或多种，以使形成的聚乳酸餐盒至少强度满足相应预置要求。8.一种聚乳酸餐盒吸塑成型仿真分析装置，其特征在于，包括：获得模块，用于获得用于有限元分析的聚乳酸材料的属性特征；构建模块，用于构建餐盒吸塑机模具的仿真模型架构；结合模块，用于将所述属性特征与所述仿真模型架构结合形成所述餐盒吸塑机模具的仿真模型，所述仿真模型包括吸塑模具及板材；确定模块，用于根据实际吸塑生产条件确定吸塑工况参数；分析模块，用于根据所述吸塑工况参数利用所述仿真模型完成板材吸塑，并对吸塑过程进行有限元分析；调整模块，用于根据分析结果调整吸塑工况参数和/或仿真模型，以使基于调整后的吸塑工况参数及仿真模型进行板材吸塑后，形成的聚乳酸餐盒满足预置要求。9.一种聚乳酸餐盒吸塑成型仿真分析系统，其特征在于，包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行以实现如权利要求1-7任一项所述的聚乳酸餐盒吸塑成型仿真分析方法。10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，当存储介质中的指令由聚乳酸餐盒吸塑成型仿真分析系统对应的处理器执行时，使得聚乳酸餐盒吸塑成型仿真分析系统能够实现如权利要求1-7任一项所述的聚乳酸餐盒吸塑成型仿真分析方法。

技术总结
本申请公开了一种聚乳酸餐盒吸塑成型仿真分析方法、装置、系统及存储介质，所述聚乳酸餐盒吸塑成型仿真分析方法包括：获得用于有限元分析的聚乳酸材料的属性特征；构建餐盒吸塑机模具的仿真模型架构；将所述属性特征与所述仿真模型架构结合形成所述餐盒吸塑机模具的仿真模型，所述仿真模型包括吸塑模具及板材；根据实际吸塑生产条件确定吸塑工况参数；基于所述吸塑工况参数利用所述仿真模型完成板材吸塑，并对吸塑过程进行有限元分析；基于分析结果调整吸塑工况参数和/或仿真模型，以使基于调整后的吸塑工况参数及仿真模型进行板材吸塑后，形成的聚乳酸餐盒满足预置要求。形成的聚乳酸餐盒满足预置要求。形成的聚乳酸餐盒满足预置要求。


技术研发人员：郑元俭 陆佳伟 李明哲 唐晓楠 姬国华 吴家慧
受保护的技术使用者：万华化学（宁波）有限公司
技术研发日：2022.11.10
技术公布日：2023/8/5