注塑成型工藝參數(shù)多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、注塑成型又稱注射成型。注塑成型過程中工藝參數(shù)對成型質(zhì)量的影響情況存在諸多非線性動態(tài)和不確定因素,使得該過程的工藝參數(shù)優(yōu)化和質(zhì)量控制一直是該領(lǐng)域的一大難點問題。傳統(tǒng)的試模方法不僅費時、成本高,而且過于依賴經(jīng)驗和以往案例,準(zhǔn)確度不高,尤其難以勝任新產(chǎn)品投產(chǎn)周期短的要求。數(shù)值仿真雖然可以降低試模的成本,仿真結(jié)果也可對工藝調(diào)整作出定性指導(dǎo),但這種指導(dǎo)缺乏定量的精度。試驗設(shè)計方法在一定程度上可以減少反復(fù)試湊的盲目性,能以較少的試驗次數(shù)得到試驗范圍

2、內(nèi)較優(yōu)的工藝參數(shù)組合。但由于試驗考察的因素水平有限,所以難以實現(xiàn)工藝參數(shù)對成型質(zhì)量的多目標(biāo)全局優(yōu)化。
　　 本文作者分析了聚合物熔體在流動和傳熱過程中流變行為,以及熱塑性塑料注塑成型數(shù)值仿真理論,根據(jù)現(xiàn)有的研究水平和研究方法,將智能優(yōu)化技術(shù)引入注塑成型工藝參數(shù)優(yōu)化中,用數(shù)值仿真正交試驗獲得的樣本數(shù)據(jù),建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)集、并將遺傳算法和模糊加權(quán)綜合評分相結(jié)合,提出多目標(biāo)優(yōu)化的方法和模型。以一薄殼型零件為研究對象,實例結(jié)果驗證了該方法的

3、可行性。
　　 本文進(jìn)行了以下的研究及相應(yīng)的結(jié)論如下:
　　 1.深入探討注塑成型流變理論和工藝參數(shù)對成型質(zhì)量的影響關(guān)系,在注塑模CAE軟件分析的基礎(chǔ)上研究了注塑成型仿真理論。根據(jù)制品結(jié)構(gòu)設(shè)計和使用要求,確定了制品的質(zhì)量指標(biāo)及相應(yīng)的工藝條件。
　　 2.用正交試驗和CAE仿真軟件獲得的數(shù)據(jù)樣本,進(jìn)行極差分析和模糊加權(quán)綜合質(zhì)量評分分析,結(jié)果表明:1)對于體積收縮變化量來說,熔體溫度的影響最大,保壓壓力的影響次之,模

4、具溫度的影響較小:2)對于平均體積收縮率來說,保壓壓力的影響最大,模具溫度、熔體溫度和填充時間對其也都有比較大的影響；3)對于縮痕指數(shù),熔體溫度、保壓壓力都有較大的影響,填充時間的影響次之；4)對于翹曲變形量,保壓壓力的影響最大,熔體溫度、填充時間和冷卻時間也有較大的影響；5)通過模糊加權(quán)綜合評分將多目標(biāo)問題轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)問題,可以有效解決多質(zhì)量指標(biāo)沖突和綜合尋優(yōu)的問題。
　　 3.建立了用于預(yù)測制品質(zhì)量的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)集近似計算代理模

5、型,得到了工藝參數(shù)對制品各質(zhì)量指標(biāo)的非線性映射關(guān)系,為工藝參數(shù)的優(yōu)化提供了數(shù)學(xué)模型。采納遺傳算法的自然進(jìn)化思想,以制品質(zhì)量模糊綜合評分函數(shù)作為適應(yīng)度函數(shù),以6個工藝參數(shù)為設(shè)計變量,對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)集近似計算代理模型進(jìn)行全局尋優(yōu),得到試驗范圍內(nèi)的最優(yōu)工藝參數(shù)組合,實現(xiàn)了制品質(zhì)量指標(biāo)的多目標(biāo)優(yōu)化。結(jié)果表明:該多目標(biāo)優(yōu)化方法是合理的、可行的。
　　 利用CAE仿真軟件,以及試驗設(shè)計和智能優(yōu)化算法的應(yīng)用,可以在設(shè)計階段考慮到產(chǎn)品各種可能的缺陷