快速模具模塑成形的數(shù)值分析及過程智能控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、本文基于快速模具模塑成形的機理和工藝特點，運用數(shù)值分析技術(shù)、現(xiàn)代實驗技術(shù)以及智能控制技術(shù)著重研究了制品反應模塑過程影響因素的數(shù)值分析方法、工藝參數(shù)優(yōu)化方法以及成形過程的智能控制系統(tǒng)，并進行了大量的實例仿真。主要的研究成果歸納如下： ①分析了RT模塑成形的典型工藝過程并歸納了工藝特點；從成形方法、原料體系及充模與固化的物理、化學變化出發(fā)，全面分析了RT模塑成形機理；給出了RT模塑成形技術(shù)體系，結(jié)合控制成形質(zhì)量的需求闡述并詳細分析了

2、工藝參數(shù)優(yōu)化技術(shù)、成形過程的數(shù)值分析技術(shù)及智能控制技術(shù)、成形精度控制技術(shù)和成形材料的改性技術(shù)等RT模塑成形的關(guān)鍵技術(shù)。 ②分析了RT模塑充模過程的特點及影響充模質(zhì)量的主要工藝因素，提出了基于數(shù)值仿真及正交實驗技術(shù)的反應模塑充模工藝參數(shù)組合優(yōu)化方法。以模具填充結(jié)束時的平均體積轉(zhuǎn)換率和平均剪切速率作為評價指標，通過設計正交仿真實驗方案，在定量分析主要工藝參數(shù)對充模過程影響程度的基礎上，確定最優(yōu)工藝參數(shù)組合。分析實例證明了該方法的實用

3、性和可靠性。該方法的特點是可針對每一具體產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進行分析，仿真實驗結(jié)果直觀，可比性強。所采用的實驗原始數(shù)據(jù)來源于經(jīng)驗推薦值，因而對于反應模塑充模工藝參數(shù)的優(yōu)化具有普遍性。 ③快速模具低壓灌注成形具有熱固性材料低壓反應注射成形的特點，在充模完成后的數(shù)十秒時間內(nèi)除了化學反應之外，還伴隨有快速相分離、氫鍵化等，體系十分復雜。在分析低壓灌注成形特點及影響因素的基礎上，建立了分析成形過程的數(shù)值計算模型，提出了分析成形過程中反應體系的溫度及

4、反應程度的變化和分布規(guī)律的數(shù)值方法。實例分析的結(jié)果驗證了計算模型的正確性及數(shù)值分析方法的可行性。分析結(jié)果揭示了主要工藝參數(shù)對成形過程的影響及其影響程度，對于定性定量地確定成形工藝參數(shù)具有重要的理論指導意義，為進一步開發(fā)熱固性材料低壓反應模塑成形分析軟件奠定了基礎。 ④為使加工過程能按照優(yōu)化的工藝進行，與工藝優(yōu)化的研究相配合，以平均注射流速為控制變量，建立了具有在線學習能力的快速模具低壓灌注神經(jīng)網(wǎng)絡控制系統(tǒng)；給出了控制規(guī)則及基于數(shù)

5、值分析的規(guī)則優(yōu)化方法；設計了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡整定的PID自校正控制器。神經(jīng)網(wǎng)絡控制系統(tǒng)以BP神經(jīng)網(wǎng)絡整定的PID自校正控制器與RBF神經(jīng)網(wǎng)絡辨識器構(gòu)成系統(tǒng)智能調(diào)速控制器，可通過對系統(tǒng)性能的學習獲得控制器最佳參數(shù)(kp，ki，kd)組合，實現(xiàn)所期望的控制效果。系統(tǒng)對典型信號及給定控制規(guī)則的仿真表明系統(tǒng)具有良好的動態(tài)響應特性及抗干擾能力。為進一步改善系統(tǒng)響應性能，采用了分段積分作用遞減控制策略，并應用于系統(tǒng)的性能改進，仿真結(jié)果證明了該策略的