hrvatski

Konstruiranje i optimiranje konstrukcije višenamjenskog polimernog zatvarača

Zbog potrebe za očuvanjem svježine namirnica i jednostavnosti korištenja istih, došlo je do ideje izrade zatvarača. Nakon pregleda tržišta prepoznat je potencijal za zatvarač koji jedinstvenom konstrukcijom osigurava praktičnost upotrebe, manji broj dijelova, reciklabilnost te povoljan omjer uloženog i dobivenog u odnosu na trenutnu ponudu tržišta. Rad je podijeljen na teorijski i praktični dio. Teorijski dio prati tri glavne teme: konstruiranje, optimiranje i polimere. U uvodnom dijelu prikazani su primjeri različitih izvedba zatvarača i prikaz udjela stvaranja plastičnog otpada kao rastućeg problema koji je potrebno uzeti u obzir već u procesu konstruiranja. U drugom poglavlju rada detaljno je opisan proces konstruiranja s naglaskom na konstruiranje polimernih proizvoda. Prikazan je kratki opis i primjeri za lakše definiranje liste zahtjeva te izradu morfološke matrice. Pravila za tehnološko oblikovanje polimernih proizvoda kao i preporuke DFA operacija za polimerne proizvode iznimno su važne za oblikovanje i funkcionalnost konstrukcije pa su detaljno objašnjene u ovom dijelu rada. Prikaz teorijskih osnova LCA analize omogućava izradu kvalitativne LCA analize za konstrukciju višenamjenskog zatvarača. Kako bi se pojednostavio proces optimiranja konstrukcije zatvarača izrađena je metodologija optimiranja konstrukcija. U trećem poglavlju su također prikazani najvažniji teorijski dijelovi važni za rješavanje problema optimiranja korištenjem MKE. Teorijske podloge za konstruiranje, optimiranje i polimere su korištene za izradu početne i optimirane konstrukcije. Izrađena je lista zahtjeva na osnovu potencijalnih potreba kupca. Pomoću morfološke matrice dobivene su četiri koncepcijske varijante proizvoda od kojih je vrednovanjem odabrana optimalna varijanta. U skladu s pravilima tehnološkog oblikovanja i DFA preporukama oblikovana je početna konstrukcija višenamjenskog zatvarača. Određeno je kritično mjesto konstrukcije i najveće opterećenje. Prema tome oblikovan je proračunski dio konstrukcije, za kojeg je pomoću ANSYSa izrađen numerički proračun početne konstrukcije. Taj proračun će služiti kao osnova za optimiranje konstrukcije. Optimiranje proračunskog dijela konstrukcije izvedeno je u ANSYSu izravnom optimizacijom metodom “Screening“. Ograničenja ulaznih parametara definirana su prema pravilima tehnološkog oblikovanja, a ograničenja optimiranja definirana su prema specifikaciji materijala. Nakon procesa optimiranja dobivaju se tri rješenja od kojih konstruktor odabire optimalno. Prema optimiranim vrijednostima parametara, oblikovana je optimirana konstrukcija višenamjenskog zatvarača i izvršena je usporedba mase te konstrukcije s masom početne konstrukcije kako bi se odredilo smanjenje mase. Korištenjem aplikacije ECODESIGN izrađena je kvalitativna LCA analiza s ciljem dobivanja preporuka za strategije poboljšanja i prikaza višenamjenskog zatvarača od proizvodnje do zbrinjavanja i recikliranja, a ne stvaranja plastičnog otpada.

Konstruiranje polimernih proizvoda ; konstruiranje za montažu (DFA) ; lista zahtjeva ; morfološka matrica ; ANSYS ; numerički proračun ; metoda konačnih elemenata ; izravna optimizacija ; LCA analiza

nije evidentirano