從成型到服役的注塑制品一體化優(yōu)化研究.pdf

1、注塑制品的制造及服役過程大致可以分為三個階段:注塑生產、裝配以及承載。注塑件在第一階段的成型過程中往往會因為工藝參數設置的不同，而導致成型后制件內部殘余應力值的不同，而內部應力場在一定程度上又會影響制件在裝配及使用過程中的力學性能，因此，研究如何通過尋找合適的工藝參數來降低注塑件在服役過程中的內部應力值對提高制品的使用性能具有重要的意義。然而，目前的研究還主要集中在成型工藝對制品質量的影響上，而考慮制品服役的三個階段，進行成型工藝的一體

2、化優(yōu)化研究還不多見。
　　基于以上原因，本文的主要工作是運用代理模型類優(yōu)化算法并結合注塑成型與有限元分析軟件對注塑件在注塑生產、裝配及服役過程中的應力進行注塑工藝優(yōu)化設計。具體的內容安排大致分為以下三個部分:
　　1、首先，對于部分無需裝配及無承載的塑料制品，以其注塑成型后的最大Mises殘余應力為目標函數，運用基于Kriging代理模型及EI加點準則的序列優(yōu)化方法，以聚碳酸酯材料制品為例進行了工藝參數優(yōu)化。優(yōu)化后注塑件內部

3、的殘余應力值較優(yōu)化前有了顯著的降低，優(yōu)化效果顯著。在基于傳統(tǒng)常速率充填優(yōu)化的基礎上，對注塑充填階段進行了深入研究，運用貝塞爾曲線代替?zhèn)鹘y(tǒng)的常速率充填方式，以絕對螺桿速率與位置來控制充填過程。優(yōu)化結果給出了最優(yōu)的螺桿速率與位置曲線，曲線控制下注塑件內的殘余應力值較常速率控制下的最優(yōu)結果有了進一步的降低。
　　2、部分注塑件在使用時需要裝配到其他結構上，注塑件在裝配過程中產生的應力會與其在注塑過程中產生的殘余應力相疊加，一起形成新的應

4、力場來影響制件的裝配性能，故選擇合理的工藝參數組合對制件裝配性能有很大的影響。在對注塑件裝配應力的優(yōu)化中，制件在注塑階段產生的殘余應力值與翹曲變形的相反值將分別以預應力載荷與位移載荷的形式施加到有限元結構分析中，從而來實現兩個不同軟件之間的相互連接。這部分內容主要以制件裝配過程中的力學性能為指標進行工藝參數優(yōu)化分析，優(yōu)化后裝配件內部的應力值有較顯著的降低。在上述優(yōu)化完成后，繼續(xù)選用曲線控制充填階段進行分析，結果進一步證明曲線式充填控制要