基于CAE場(chǎng)量的注塑制品質(zhì)量評(píng)價(jià)研究.pdf

1、CAE技術(shù)在注塑成型中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,CAE輔助產(chǎn)品設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)和工藝設(shè)定的作用也得到越來(lái)越充分的體現(xiàn)。但是,在利用CAE軟件進(jìn)行研究和分析的過(guò)程中,由于不能有效地對(duì)CAE分析的場(chǎng)量信息進(jìn)行評(píng)價(jià),導(dǎo)致CAE技術(shù)的發(fā)展受到阻礙。當(dāng)前,對(duì)CAE分析的場(chǎng)量信息的評(píng)價(jià)還主要依靠分析員的經(jīng)驗(yàn),評(píng)價(jià)過(guò)程對(duì)分析員知識(shí)水平的依賴(lài)程度高,評(píng)價(jià)的質(zhì)量得不到保證。由于評(píng)價(jià)的尺度大多靠分析員主觀掌握,不同分析員的評(píng)價(jià)結(jié)論往往呈現(xiàn)很大的差異。各個(gè)質(zhì)量缺陷的評(píng)

2、價(jià)準(zhǔn)則也沒(méi)有統(tǒng)一的規(guī)范,評(píng)價(jià)過(guò)程的自動(dòng)化、智能化程度不高。CAE場(chǎng)量信息的評(píng)價(jià)環(huán)節(jié),已經(jīng)成為CAE技術(shù)應(yīng)用的瓶頸,也是CAE技術(shù)有待發(fā)展的重要一環(huán)。建立完整有效的CAE場(chǎng)量信息評(píng)價(jià)體系,是擺在CAE分析和設(shè)計(jì)人員面前的重要任務(wù)。
　　 本文基于Moldflow分析的場(chǎng)量信息,建立了注塑成型制品質(zhì)量評(píng)價(jià)體系,解決了質(zhì)量評(píng)價(jià)中的若干關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。將統(tǒng)計(jì)學(xué)、模糊數(shù)學(xué)和評(píng)價(jià)理論引入到評(píng)價(jià)體系當(dāng)中,建立了質(zhì)量缺陷評(píng)價(jià)的統(tǒng)計(jì)學(xué)指標(biāo),提出了以

3、隸屬函數(shù)描述制品質(zhì)量需求的方法,闡述了因素評(píng)價(jià)方法和方案評(píng)價(jià)方法。
　　 建立了基于知識(shí)的圖形識(shí)別評(píng)價(jià)方法和基于UDM和XML的數(shù)學(xué)模型評(píng)價(jià)方法,并且探討了基于CAE集成的虛擬質(zhì)量檢驗(yàn)方法。提出了圖形識(shí)別評(píng)價(jià)方法的原則,建立了功能全面的圖形識(shí)別評(píng)價(jià)工具,并進(jìn)行了圖形識(shí)別評(píng)價(jià)的因素分析。利用這些評(píng)價(jià)工具對(duì)多個(gè)質(zhì)量缺陷進(jìn)行評(píng)價(jià),取得了直觀、準(zhǔn)確、快速的效果?；赨DM和XML的數(shù)學(xué)模型方法具有系統(tǒng)性和規(guī)范性的特點(diǎn),通過(guò)構(gòu)建CAE場(chǎng)量

4、的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和缺陷的評(píng)價(jià)算法,實(shí)現(xiàn)了評(píng)價(jià)過(guò)程的自動(dòng)化,提高了評(píng)價(jià)的效率?；贑AE集成技術(shù),并應(yīng)用虛擬制品的質(zhì)量檢驗(yàn)方法,探討了制品尺寸精度與力學(xué)強(qiáng)度的評(píng)價(jià)問(wèn)題。這些評(píng)價(jià)方法為質(zhì)量評(píng)價(jià)提供了有效的手段。
　　 著眼于在設(shè)計(jì)和分析階段控制注塑制品的質(zhì)量,本文建立了熔體流動(dòng)與制品質(zhì)量的關(guān)系模型,對(duì)不充分流動(dòng)、過(guò)度流動(dòng)和非常規(guī)流動(dòng)引起的各種流動(dòng)缺陷進(jìn)行了評(píng)價(jià)。通過(guò)構(gòu)造倒流、短射、噴射、滯流、過(guò)度充填和不平衡流動(dòng)的圖形識(shí)別評(píng)價(jià)模型和數(shù)學(xué)評(píng)

5、價(jià)模型,以及建立相應(yīng)的評(píng)價(jià)算法,提高了評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性和自動(dòng)化程度。為預(yù)測(cè)噴射缺陷,本文探討了噴射的評(píng)價(jià)原理,建立了噴射的湍流評(píng)價(jià)方法,為預(yù)測(cè)噴射提供了手段。當(dāng)前的CAE分析不能預(yù)測(cè)流涎現(xiàn)象,本文研究了流涎的成因,首次提出利用補(bǔ)隙法評(píng)價(jià)流涎。經(jīng)過(guò)實(shí)例驗(yàn)證,表明這些方法是切實(shí)可行的,提高了質(zhì)量評(píng)價(jià)的能力和效率。
　　 由于CAE分析獲得的外觀質(zhì)量信息呈現(xiàn)很大的不完備性,使得外觀質(zhì)量的評(píng)價(jià)出現(xiàn)了很多困難。本文改進(jìn)了氣泡的評(píng)價(jià)方法,建立了

6、評(píng)價(jià)氣泡嚴(yán)重性的因子方程,為氣泡信息的評(píng)價(jià)提供了充要條件,提高了氣泡評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性。通過(guò)構(gòu)造氣泡的數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)模型,建立了氣泡的評(píng)價(jià)算法,提高了氣泡評(píng)價(jià)的自動(dòng)化程度。同時(shí),依據(jù)理想氣體方程,本文建立了預(yù)測(cè)氣泡導(dǎo)致的焦燒的方法,揭示了氣泡導(dǎo)致焦燒的可能性。對(duì)熔接線(xiàn)外觀評(píng)價(jià)的研究還處于空白,本文首次通過(guò)Taguchi試驗(yàn)方法系統(tǒng)地研究了熔接線(xiàn)的外觀可見(jiàn)性,全面考慮了熔接線(xiàn)的熔接歷史信息,得出了影響熔接線(xiàn)外觀的顯著因素,獲得了降低熔接線(xiàn)可見(jiàn)性的最優(yōu)

7、參數(shù)組合,并通過(guò)試驗(yàn)證明,如果熔接線(xiàn)熔合得很好,那么它們是不可見(jiàn)的?；贑IELab顏色空間理論,以色差作為評(píng)價(jià)熔接線(xiàn)可見(jiàn)性的指標(biāo),建立了評(píng)價(jià)熔接線(xiàn)可見(jiàn)性的回歸方程。利用這種方法評(píng)價(jià)熔接線(xiàn),更具科學(xué)性。另外,本文改進(jìn)了熔接線(xiàn)強(qiáng)度的評(píng)價(jià)方法,建立了評(píng)價(jià)熔接線(xiàn)強(qiáng)度的數(shù)學(xué)模型,使得熔接線(xiàn)強(qiáng)度的評(píng)價(jià)更準(zhǔn)確。對(duì)于縮痕的評(píng)價(jià),以往都是靠分析員的經(jīng)驗(yàn)確定評(píng)價(jià)尺外觀度,缺少理論依據(jù)。本文利用外觀檢驗(yàn)原理和視覺(jué)檢測(cè)方法,提出了確定縮痕評(píng)價(jià)尺度的公式,使得

8、對(duì)縮痕的評(píng)價(jià)有所依據(jù)。文中還對(duì)收縮、翹曲等影響制品尺寸精度的缺陷進(jìn)行了分析和評(píng)價(jià),通過(guò)建立數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)模型,提高了評(píng)價(jià)的自動(dòng)化程度。
　　 本文利用虛擬制品的質(zhì)量檢驗(yàn)方法,在實(shí)現(xiàn)CAE集成的基礎(chǔ)上,研究了精密制品成型的控制和結(jié)構(gòu)缺陷的力學(xué)評(píng)價(jià)?？紤]了以往在確定制品尺寸時(shí)忽略的型腔條件,探討了成型時(shí)型腔條件對(duì)制品精度的影響,提高了對(duì)制品尺寸精度的控制。研究了制品在殘余應(yīng)力下受沖擊載荷的變形情況,使得對(duì)殘余應(yīng)力的評(píng)價(jià)由定性向定量轉(zhuǎn)變,提

9、高了殘余應(yīng)力評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性。為改變以往只能定性地估計(jì)取向?qū)χ破纺Ａ康挠绊懙臓顩r,定量地探討了取向?qū)χ破凡煌较蚰Ａ康挠绊?建立了取向度與彈性模量之間的關(guān)系方程。
　　 本文基于Matlab軟件平臺(tái),開(kāi)發(fā)了基于CAE場(chǎng)量的注塑制品質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)能夠根據(jù)CAE分析得出的信息,自動(dòng)地對(duì)注塑成型過(guò)程中的主要缺陷進(jìn)行評(píng)價(jià),提高了評(píng)價(jià)的效率。系統(tǒng)中利用基于制品幾何特征的方法進(jìn)行質(zhì)量定義,改進(jìn)了以往基于整個(gè)制品定義質(zhì)量需求的方法,不但消