There is a high dependency on accurate finite element models in the packaging industry for concept selection, design and virtual validation of packages. One of themost used materials for these packages is High-Density Polyethylene (HDPE). Thismaterial is highly anisotropic, strain rate dependent and has different behavior intension and compression.The objective of this thesis is to improve the existing constitutive model of HDPEthrough additional material characterization experiments and validate those models.For this purpose, strain rate dependencies of the material on elastic and hardeningresponse are included in the constitutive model. In addition to that, the compressivebehavior of HDPE was incorporated in the model as well. The anisotropy of HDPEwas modeled using the Hill48 yield criterion which was characterized by performingmultiple uniaxial tensile tests in the three directions: Machine Direction (MD), 45◦and Cross Direction (CD).Validation was done on the coupon test and compression test on the package.The result displayed that the results from the physical test are comparable with theresults obtained from the FE-models.From the tensile tests, the deformation of HDPE in MD and 45◦ was successfullycaptured and validated. While for the CD direction, the deformation could be captured but not validated against FE-model. Furthermore, the test results displayedthat the material HDPE exhibits a significant degree of anisotropy. In conclusion,the project contributed knowledge and understanding of how a Tetra Pak® packagebehaved during top load compression / Det finns ett stort behov av exakta finita element-modeller inom förpackningsindustrin för konceptval, design och virtuell validering av paket. Ett av de mest användamaterialen för dessa förpackningar är Högdensitetspolyeten (HDPE). Detta materialär mycket anisotropiskt, töjningshastighetsberoende och har olika beteende i dragoch tryckspänning.Syftet med detta projektet är att förbättra den befintliga konstitutiva modellenav HDPE genom ytterligare materialkaraktärisering för experimenten och valideradessa modeller. För detta ändamål ingår töjningshastighet hos materialet för elasticitet och spänning-töjningskurva i den konstitutiva modellen. Utöver det användsäven HDPE:s tryckbeteende i modellen. Anisotropin av HDPE modellerades medanvändning av Hill48 som kännetecknades av att utföra flera enaxliga dragtester itre riktningar: Machine Direction (MD), 45◦ och Cross Direction (CD).Validering gjordes på dragprovstestet och trycktestet på förpackningen. Resultatet visade att resultaten från det fysiska testet är jämförbara med resultaten frånFE-modellerna.Från dragprovstesterna fångades och validerades deformationen av HDPE i MDoch 45◦framgångsrikt. Medan för CD-riktningen kunde deformationen fångas meninte valideras mot FE-modellen. Testresultaten visade också att materialet HDPEuppvisar en betydande grad av anisotropi. Sammanfattningsvis bidrog projektet medkunskap och förståelse för hur ett Tetra Pak®-paket betedde sig under trycktest
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:bth-24806 |
| Date | January 2023 |
| Creators | Mohamed Ali, Warsame, Hashi, Abdullahi Abdi |
| Publisher | Blekinge Tekniska Högskola, Institutionen för maskinteknik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0015 seconds