周凤佳[1]2008年在《基于移动最小二乘响应曲面的注塑件工艺优化》文中进行了进一步梳理如何改善注塑件的翘曲变形是困扰工程师的一大问题,仅仅依靠传统的经验、技术诀窍和不断尝试,仍不能有效地解决问题。本文在对注塑成型过程进行数值模拟的基础上,研究了工艺参数对制品质量的影响,提出了基于移动最小二乘拟合响应曲面法,应用到注塑成型工艺优化上,建立了工艺参数和翘曲变形之间的非线性映射关系,并用现代寻优算法得到了降低翘曲变形的优化工艺参数。在此基础上,还尝试对产品结构进行了优化。论文的主要工作包括:1.建立了准确、可靠的翘曲CAE仿真模型。以典型电气外壳件为研究对象建立仿真模型,对注塑成型过程进行CAE模拟,得到翘曲变形结果。完成了注塑成型实验,对注塑实验得到的外壳件用叁坐标测量仪进行测量,并将测量结果与CAE模拟结果进行对比,验证了对此类塑件注塑成型过程模拟的可靠性。2.综合评价了多个工艺参数对注塑翘曲变形的影响。利用田口正交方法研究了工艺参数对注塑过程翘曲变形的影响,通过方差分析得到了影响翘曲变形的显着性因素。结果表明:熔体温度和保压压力对翘曲变形的影响程度最大,而注射时间、模具温度、保压时间对翘曲变形的影响程度很小。3.提出了基于移动最小二乘法拟合响应曲面的方法,并通过算例验证了该算法的准确性。将对翘曲变形影响显着的熔体温度和保压压力作为设计变量,最大翘曲变形量作为优化目标,用基于移动最小二乘法的响应曲面模型建立了从注塑工艺参数到翘曲变形的非线性映射关系。4.实现了基于粒子群优化算法的工艺参数优化。采用粒子群优化算法,结合响应曲面模型对工艺参数进行优化,使得翘曲变形量更小。结果表明:对本文研究的案例,模具温度为100℃、熔体温度为290.14℃、注射时间1.3s、保压压力为98.87MPa、保压时间8s时,塑件发生的翘曲变形量最小,注塑工艺优化经优化后翘曲变形量减少了44.8%。5.为了进一步降低翘曲变形量,对产品的结构设计进行了优化。重点研究了塑件壁厚和加强筋设计,得到了优化的设计变量组合,结果表明:当塑件厚度t为1.6 mm,在塑件内部的四角各添加4条加强筋,每条加强筋的长、宽、高分别为30mm、0.96mm、4.8mm、两条加强筋之间的间距为4.8mm时,塑件成形后发生的翘曲变形量最小。通过工艺优化与结构优化设计后,总翘曲变形量与未优化前相比减少了80.4%,取得了满意的优化效果。
王利霞[2]2004年在《基于数值模拟的注塑成型工艺优化及制品质量控制研究》文中认为注塑成型过程中，熔体在型腔内的状态及变化历史直接影响到最终制品的性能和质量。对成型过程进行数值模拟，预测熔体在型腔内的状态及变化规律，以辅助模具设计和成型工艺设置，成为提高制品质量的重要手段。应用成型过程的数值模拟只能代替试模来反复验证工艺参数是否合适，难以得到最佳工艺设置，且由于成型中外界扰动的影响，难以保证制品质量的稳定性，因此，对成型工艺进行优化和控制，提高加工变量的稳定性以生产出高质量的制品具有重要的意义。论文在对注塑成型充填／后充填过程进行数值模拟的基础上，研究工艺条件对制品质量的影响规律，建立了注塑成型工艺优化和制品质量控制理论及算法，设计了新型注塑制品质量闭环控制系统，并基于数值模拟实现了注塑制品在线质量控制仿真。论文主要工作包括： 1基于粘性可压缩流体的非等温流动，针对注塑成型过程的流动、传热机理及特点，采用适当的简化和假设，建立了叁维薄壁制品注塑成型充填／后充填过程的统一数学模型，模型考虑了熔体的可压缩性及相变的影响。构造了耦合有限元／有限差分／控制体积法求解的数值模型，实现了注塑充填／后充填过程一体化数值模拟，预测充模模式、熔接线和气穴位置，以及温度、压力、密度、剪切速率等在空间和时间上的变化，并进一步预测制品质量指标如收缩、沉降斑指数、重量等。数值模拟与验证实验取得了一致的结果。 2在充填／后充填模拟的基础上，分别采用材料ABS、HDPE和PP，应用Taguchi DOE技术进行正交实验，研究了工艺参数对制品沉降斑指数、体收缩率变化和制品重量叁个指标的影响关系，确定了各个工艺变量对叁个质量指标的影响度。 3根据工艺参数对质量指标的影响度选取控制变量，以实验设计获得的近似优化解为基线条件，抽取工艺特性及制品质量特性数据，应用人工神经网络技术建立了工艺参数与制品质量之间的关系模型，克服了回归分析方法事先给定数学形式导致有可能丢失信息的缺点，且制品质量神经网络模型对工艺条件变化的适应性为制品质量控制提供了基础。 4基于神经网络模型，将实数编码遗传算法与最速下降法结合，用动态惩罚函数处理遗传算法的约束优化问题，建立了实现单目标和多目标注塑成型工艺优化的理论和算法。最速下降算子的嵌入加速了遗传算法的收敛，而动态惩罚函数的引入增大了遗传算法的搜索空间，保证了成型工艺全局最优解的获得，从而为制品质量控制提供了最优的工艺设置及质量参考。数值算例中对注塑工艺的优化，使制品内的体收缩率分布和沉降斑得到了明显改善。 5基于注塑成型机理，以及机器设置参数、状态参数和制品质量指标的关系，提出了工艺控制环和质量控制环串联的注塑制品质量闭环控制策略，建立了注塑制品质量闭环控制的神经网络内模控制理论。基于注塑成型模拟，在Matlab平台上实现了制品质量闭环控制仿真。仿真结果表明，工艺控制环和质量控制环串联的闭环质量控制系统比传统的层迭控制具有更好的设置点跟踪能力和抗扰性。
俞华英[3]2008年在《薄壁塑件注塑成型的数值模拟和成型工艺参数优化的研究》文中指出薄壁注塑成型技术是在传统注塑成型基础上发展起来的针对薄壁类制品生产的一种新技术。薄壁化具有减轻产品重量及减小产品外观尺寸、缩短生成周期、节约材料和降低成本等优点,但薄壁化却降低了塑件的可成型性,也给塑件质量的控制带来了较大的困难。本文利用CAE软件对薄壁塑件的成型过程进行了数值模拟,同时进行了翘曲和收缩的分析,优化了工艺参数,为实际生成工艺参数设定提供了理论上的指导。文章主要在以下几个方面做了研究:1)对牌号为:cycoloy C1200HFM,Lexan JK2500,PC/ABS叁种材料,分别选0.5mm,0.3mm,0.2mm厚度,对一简化薄壳制件,进行成型数值模拟。使用单因素法分析各工艺参数(熔体温度、模具温度、注射压力、注射速率)对成型性能的影响规律,比较了随着壁厚的减小,工艺参数对成型性能影响的变化规律。2)对一出现短射现象的储冰桶塑料件进行成型分析,通过材料的选择,浇注系统的优化设计,工艺参数的调整解决了短射问题。3)选取壁厚为2.0mm,1.5mm,1.0mm,0.5mm的制件,采用正交试验表安排熔体温度、模具温度、注射速率、保压压力、保压时间以及冷却时间等工艺参数进行模拟分析。使用方差分析探讨了工艺参数随着制件厚度的减小,对翘曲和收缩率影响的变化规律,优化了工艺参数组合。4)将正交试验法和灰关联分析法相结合,复合了翘曲和收缩指标,获得了工艺参数对多指标的影响规律。5)以正交试验所获得的数据为训练样本,提出并建立一种基于人工神经网络的翘曲-收缩预测模型,并追加5组数据测试了模型的精度。
刘毅[4]2009年在《热流道顺序注塑成型工艺改善制品熔接痕研究》文中研究说明在注塑成型领域,熔接痕是最常见的一种质量缺陷,它的存在不仅影响了制品的外观质量,还降低了制品的力学性能。为了改善制品的外观及强度,就需要设法缩短制品中熔接痕的长度,将熔接痕控制在对制品的外观和强度影响不大的位置,并提高熔接区域的强度。为了解决上述问题,本文利用热流道顺序注塑成型工艺通过合理控制多个阀浇口的开闭顺序来达到改善制品熔接痕缺陷的目的。在顺序注塑成型工艺中,阀浇口的数目和位置、阀浇口的开闭顺序及开闭时间长短对熔接痕的位置、长度及强度都有很大的影响,因此,如何快速找到合理准确的控制多个阀浇口顺序开闭的方法来不断改善注塑制品的熔接痕缺陷,是目前迫切需要研究的课题。鉴于此,本文运用数值模拟、优化理论和试验相结合的方法,开展了利用顺序注塑成型工艺优化控制制品中熔接痕的长度及位置并提高制品熔接强度等相关方面的研究,主要研究内容如下:1)顺序注塑成型工艺的数值模拟从粘性流体力学的基本理论出发,根据顺序注塑成型工艺的特点,引入合理的假设和简化,建立了描述热流道内、针阀式热喷嘴内及模具型腔内的熔体在充填、保压、冷却等成型各阶段的数学模型,选用了合适的聚合物材料模型,然后以有限元/有限差分/控制体积法作为模型的数值求解方法开展了对顺序注塑成型过程的数值模拟工作,并利用数值模拟结果,进一步预测了制品的性能和质量。最后对具有两个阀浇口、叁个阀浇口、一模两腔的简单典型制品模型进行了数值模拟,分析了不同的阀浇口开闭顺序对成型工艺指标和质量指标的影响关系,确定了最佳的阀浇口顺序开闭方案,为优化控制熔接痕的长度及位置打下了基础。2)顺序注塑成型控制熔接痕长度研究首先以浇口数目、注射时间、最大注射压力、最大锁模力和最大温度差异值的加权和为目标函数,构造了同时对阀浇口数目和位置进行优化设计的数学模型;并编制程序对若干个阀浇口方案进行自动批量数值模拟,将模拟结果处理后带入目标函数中进行评价判断,获得了与最小目标函数值对应的最佳的阀浇口数目和位置方案。然后以熔接痕总长度、气泡总体积、最大翘曲度、最大注射压力和最大锁模力的加权和为目标函数,建立了对阀浇口顺序开启时机进行优化设计的数学模型;以各阀浇口顺序开启时机的参考值为基础,在其附近两侧各取若干个时间点,按正交设计组织批量数值模拟试验,将模拟结果处理后带入目标函数中进行计算,获得不同的阀浇口顺序开启时机与目标函数值之间的离散关系;以离散关系为输入样本,利用将多层前馈神经网络(Back Propagation Neural Network, BPNN)与改进的人工鱼群算法(Improved Artificial Fish Swarm Algorithm, IAFSA)相结合的BPNN-IAFSA优化方法对目标函数值进行迭代寻优,其中最小的目标函数值对应的就是一组最佳的阀浇口顺序开启时机,此时制品中的熔接痕长度最短。最后通过两个实例验证了该方法的有效性和优越性,基本消除了制品中过多的熔接痕,提高了制品的成型质量。3)顺序注塑成型控制熔接痕位置研究在总结分析已有控制熔接痕位置方法的基础上,采用顺序注塑成型工艺通过优化制品各分区的熔接痕贴合程度指数来实现对熔接痕位置的有效控制。该方法一共分叁个步骤:首先按照期望的熔接痕位置把制品划分成相应的小区域;然后按照等流长算法求各分区的最佳阀浇口位置;最后以相邻分区的熔接痕贴合程度指数之差的绝对值的和为目标函数,利用BPNN-IAFSA优化方法对目标函数值进行迭代寻优,其中最小的目标函数值对应的就是一组最佳的阀浇口顺序开启时机,此时各分区的熔接痕贴合程度指数均趋向于1,从而实现了对熔接痕位置的快速、精确控制。4)顺序注塑成型提高制品熔接强度研究研究了顺序注塑成型工艺中熔接痕的形成过程,分析了温度、压力、离浇口的距离等因素对提高制品熔接强度的有利影响。为了预测在顺序注塑成型复杂的温度场、压力场作用下制品的熔接强度及其动态变化规律,利用Fick’s扩散理论和Sanchez-Lacombe晶格模型来求扩散动力即自由能差,综合考虑熔接处的温度和压力分布对熔接强度的影响,提出了预测熔接强度的修正模型;在此模型的基础上,结合数值模拟技术和试验手段揭示了下游阀浇口在不同的顺序开启时机时制品熔接强度的变化规律。研究表明,随着下游阀浇口顺序开启时机的增大,顺序注塑成型制品的熔接强度随之提高,当把从上游阀浇口流出的熔体前锋刚好到达下游阀浇口所在位置的时刻作为下游阀浇口的顺序开启时机时,从上下游两个阀浇口流出的两股熔体的流动方向已经基本一致,此时形成的熔接区域的强度基本达到了制品没有熔接痕处的强度。
余晓容[5]2004年在《注塑模优化设计理论的研究与应用》文中进行了进一步梳理注塑成型作为一项速度快、自动化程度高的生产技术，能一次成型形状复杂，尺寸精确的制品，在整个塑料制品生产行业中占有非常重要的地位。 本文针对注塑成型过程，重点研究了注塑模充填过程的快速模拟理论，注塑模制品和模具优化设计理论。在此基础上，将快速模拟技术、数值模拟技术和优化算法相结合，用于注塑模制品和浇注系统优化设计，并数值和实验分析了成型工艺条件对注塑成型过程熔体充填模式的影响。主要工作包括： 1．基于对塑料熔体在型腔和浇注系统中流动行为的研究，通过引入等效流长概念，将熔体前峰面的追踪问题转换为带权有限元网格上任意两点间最短路径的求解，建立了注塑模充填过程快速模拟理论，并经过与两个实际产品短射实验的对比分析，表明快速模拟分析不仅可以快速地而且能够准确地得到熔体的充填模式和熔接线气穴位置。 2．论文提出了带权有限元网格上任意两点的近似最短路径算法。算法将有限元网格表示为带权图结构，利用基于动态优化思想的快速最短路径法动态计算带权图上两点的最短路径，通过不断迭代细分最短路径周围的叁角形边，构造每次细分后新的带权图，从而迭代逼近网格模型上的两点间最短路径。算法的时间复杂度为0(|e|)，优于现有最好的近似最短路径算法(时间复杂度0(|e|log|e|))，利用该算法实现了熔体前锋面的自动追踪。 3．在数值模拟的基础上分析了成型工艺条件的变化对单腔注塑模的充填模式影响，并结合实验研究了成型工艺条件变化对多型腔注塑模充填模式的影响。发现对单腔等壁厚制品，熔体温度和注射时间的变化对充填模式基本无影响。对于壁厚变化非常大的单腔制品或一模多腔制品，熔体温度对制品的充填模式影响非常小，而注射时间的变化也只有积累到一定程度引发滞流效应时，才对制品的充填模式有显着影响。这说明本文提出的注塑模充填过程快速模拟理论是有很大的应用范围的。 4．论文以平衡流动为目标，实现了注塑制品壁厚优化设计。首先利用快速模拟技术和最速下降法思想对制品壁厚进行初步优化，以获得壁厚分布趋势，并以此作为制品区域划分和进一步优化的基础；然后，以制品各区域壁厚为设计变量，将数值模拟技术与修正复形法结合用于壁厚最终优化。该算法可将型腔内的流动不平衡度降到5％以下。 5．针对精度高、浇口位置可行空间很小的注塑模具，论文将数值模拟技术与改进爬山法相结合，实现了以减少翘曲和提高材料性能为目标的浇口位置优化设中文摘要 计，取得了满意的优化效果。6.对于浇口位置可行空间较大的注塑模具，论文分别将穷尽法和自适应模拟退火 遗传算法与快速模拟技术相结合，实现了单浇口位置和多浇口位置优化设计， 保证熔体能够同时到达型腔末端从而获得平衡的充填模式，这也是首次真正解 决可行空间大、浇口数目多的复杂模具浇口位置优化设计问题。7.建立了一套较为系统的基于数值模拟技术的浇注系统尺寸优化设计理论和方 法，分别以获得平衡的充填模式和预期熔接线位置为目标，将最速下降法思想 和数值模拟技术结合用于优化浇注系统流道和浇口尺寸。该方法通过引入浇注 系统的自动识别技术，解决了包括薄片浇口在内的各种类型浇口的尺寸优化问 题，并且首次对熔接线的位置进行优化，取得了满意的效果。论文得到国家杰出青年科学基金资助项目(10225211)资助。
刘春太[6]2003年在《基于数值模拟的注塑成型工艺优化和制品性能研究》文中进行了进一步梳理聚合物加工过程是决定制品最终结构性能的中心环节，通过对成型过程数值模拟，研究加工条件的变化规律，预测材料成型过程中各种物理场的定量关系，实现成型过程的优化和控制，是当今聚合物加工研究的前沿课题。 论文针对注塑成型过程，以成型过程模拟—设计灵敏度分析—成型工艺优化—制品性能为主线，构造成型过程的数理模型，数值实现成型过程的动态分析和设计灵敏度分析，并将现代优化算法与数值模拟相结合优化工艺参数，数值和实验分析了工艺参数与制品性能之间的关系。主要工作包括： 1．从粘性流体力学的质量、动量和能量方程出发，针对塑料注射成型特点，通过对充模和保压过程物理变量和几何变量的量纲分析，建立了叁维薄壁制件充模流动和保压过程的理论模型和控制方程。 2．论文采用FEM／FDM／CVM求解压力场、温度场以及熔体前沿的自动更替，数值分析不仅可以获得诸如充模模式、熔接线和气穴的位置、注射压力、保压压力和体积收缩的大小等重要的设计数据，而且可以获得不同时刻、不同位置模具内的温度、压力、剪切速率等物理量的变化与分布。 3．论文从注塑模充模过程控制方程出发，首次建立了成型过程物理场对设计参数瞬态连续灵敏度分析理论，并利用数值方法实现了注射充模过程压力场、温度场、速度场等物理场对设计参数的灵敏度计算。 4．论文首次将遗传算法和数值模拟技术相结合用于注塑成型注射速度的优化，确定了螺杆速度——行程曲线或MFA——充填百分比曲线中的最佳控制点，以及控制点处的螺杆速度或注射体积流率的最优值。 5．论文通过对相同工艺条件下熔体绕过不同障碍物数值和实验研究，发现决定PA66(Zytel70G33L)熔接线的强度主要因素是两股熔体相遇时的熔接角，熔接线强度会随着熔接角的增大而加强。 6．论文利用Taguchi方法设计了L9实验矩阵，分析了注射压力、熔体温度、注射流率和保压压力等工艺因素对具有熔接线和无熔接线试样的力学行为影响程度，预测了最优的拉伸强度和工艺条件，与实验取得了很好的一致。论文得到国家“863”计划项目(2002AA336120)“基于模拟仿真的聚合物成型加工—微观结构演化—制品质量控制的研究”资助
卫炜[7]2009年在《注塑成型工艺参数多目标优化设计》文中研究表明注塑成型又称注射成型。注塑成型过程中工艺参数对成型质量的影响情况存在诸多非线性动态和不确定因素,使得该过程的工艺参数优化和质量控制一直是该领域的一大难点问题。传统的试模方法不仅费时、成本高,而且过于依赖经验和以往案例,准确度不高,尤其难以胜任新产品投产周期短的要求。数值仿真虽然可以降低试模的成本,仿真结果也可对工艺调整作出定性指导,但这种指导缺乏定量的精度。试验设计方法在一定程度上可以减少反复试凑的盲目性,能以较少的试验次数得到试验范围内较优的工艺参数组合。但由于试验考察的因素水平有限,所以难以实现工艺参数对成型质量的多目标全局优化。本文作者分析了聚合物熔体在流动和传热过程中流变行为,以及热塑性塑料注塑成型数值仿真理论,根据现有的研究水平和研究方法,将智能优化技术引入注塑成型工艺参数优化中,用数值仿真正交试验获得的样本数据,建立神经网络集、并将遗传算法和模糊加权综合评分相结合,提出多目标优化的方法和模型。以一薄壳型零件为研究对象,实例结果验证了该方法的可行性。本文进行了以下的研究及相应的结论如下：1.深入探讨注塑成型流变理论和工艺参数对成型质量的影响关系,在注塑模CAE软件分析的基础上研究了注塑成型仿真理论。根据制品结构设计和使用要求,确定了制品的质量指标及相应的工艺条件。2.用正交试验和CAE仿真软件获得的数据样本,进行极差分析和模糊加权综合质量评分分析,结果表明：1)对于体积收缩变化量来说,熔体温度的影响最大,保压压力的影响次之,模具温度的影响较小；2)对于平均体积收缩率来说,保压压力的影响最大,模具温度、熔体温度和填充时间对其也都有比较大的影响；3)对于缩痕指数,熔体温度、保压压力都有较大的影响,填充时间的影响次之；4)对于翘曲变形量,保压压力的影响最大,熔体温度、填充时间和冷却时间也有较大的影响；5)通过模糊加权综合评分将多目标问题转化为单目标问题,可以有效解决多质量指标冲突和综合寻优的问题。3.建立了用于预测制品质量的神经网络集近似计算代理模型,得到了工艺参数对制品各质量指标的非线性映射关系,为工艺参数的优化提供了数学模型。采纳遗传算法的自然进化思想,以制品质量模糊综合评分函数作为适应度函数,以6个工艺参数为设计变量,对神经网络集近似计算代理模型进行全局寻优,得到试验范围内的最优工艺参数组合,实现了制品质量指标的多目标优化。结果表明：该多目标优化方法是合理的、可行的。利用CAE仿真软件,以及试验设计和智能优化算法的应用,可以在设计阶段考虑到产品各种可能的缺陷,并对工艺参数进行综合优化,缩短设计周期,提供制品质量。本文提出的智能优化思想不仅适用于注塑成型,对其它多因素、尤其是多指标约束、非线性和不确定系统的优化问题也同样适用。
刘荣亮[8]2014年在《薄壁注塑件成型工艺参数优化研究》文中指出注塑成型是目前塑料加工中广泛采用的方法之一。注塑件的质量受到模具结构、材料性能、工艺参数以及环境因素的影响。在实际生产中,由于成型工艺参数对制品质量的影响存在很多非线性动态和不确定因素,所以通过对工艺参数的优化来达到提高注塑制品质量的目的一直是该领域一大难点问题。因此,针对注塑成型的工艺特点,以工艺参数为研究对象,采用CAE技术对注塑成型工艺参数进行优化,达到提高注塑制品质量的目的,具有非常重要的生产实际意义。本文以一塑料相机外壳作为研究对象,选取注塑成型工艺参数：模具温度、熔体温度、注射时间、注射压力和冷却时间作为变量,以注塑件缩痕指数、体积收缩率和最大翘曲变形量作为优化指标,通过Moldflow有限元软件、Taguchi试验方法、人工神经网络和遗传算法对制品工艺参数进行优化,达到了提高制品质量、提高生产效率的目的。本文首先在ProE中建立了该注塑件的叁维模型,然后导入Moldflow中建立了有限元分析模型,同时建立了浇注系统和冷却系统,并分析验证了该模型的可靠性。通过Moldflow对该注塑件推荐的工艺参数进行数值模拟,得到了该注塑件的缩痕指数、体积收缩率和翘曲变形分别为2.965%、7.548%和0.4455mm。接着采用正交试验方法对选取的工艺参数进行正交试验设计,并结合信噪比、极差分析和方差分析对正交试验结果进行分析,得到了针对不同指标的叁组最优工艺参数组合。同时研究表明：注射时间和熔体温度对缩痕指数、体积收缩率和翘曲变形的影响均显着,注射压力和模具温度影响次之,冷却时间对指标的影响较小。针对该注塑件的多目标优化问题,本文建立了描述该制品成型工艺参数和质量指标之间的BP神经网络模型,通过训练和测试验证了该神经网络模型的可靠性和准确性。然后采用遗传算法对所构建的神经网络模型进行优化求解,在不同的权重设置下得到了四组不同的工艺参数优化组合。通过对比分析优化参数组合和Moldflow推荐工艺参数组合的模拟结果,可知优化组合极大地提高了注塑件的成型质量。结果表明：通过结合有限元分析软件Moldflow、正交试验方法、人工神经网络和遗传算法对注塑件工艺参数进行优化是有效的、可行的。
郭梅[9]2012年在《大尺寸复合材料注塑件模流分析及工艺参数优化》文中研究指明世界上约1/3的塑料产品是通过注塑成型技术加工而成的,但是传统的注塑成型技术的缺点日益明显，比如它不仅要求技术人员必须具有丰富的实践经验，而且操作起来既费时费力又不经济。本课题以大尺寸复合材料注塑件为例，通过对其制造成本高且风险大，及其因尺寸大壁厚小，在注塑成型中容易出现翘曲变形，无法满足商品使用要求等缺陷作研究，并对其注塑成型进行CAE技术分析，同时对工艺参数进行优化，以提高试模成功率。因此，不断发展的科学技术对成型制品的要求越来越高，本课题是以研究影响制品质量的因素与方法为核心内容，这对实际生产具有深远的工程意义。本文以大尺寸复合材料建筑模板为研究对象，在分析国内外注塑CAE技术的基础上从实际生产出发，分析注塑成型工艺参数对制品质量的影响，运用CAE软件Moldflow仿真模拟其成型过程，再应用正交试验法对注塑成型工艺参数进行优化分析，使大尺寸注塑件的翘曲变形总量控制在合格范围内。主要做的工作内容如下：（1）工艺参数对制品质量的影响分析。工艺条件直接影响着熔体在模具型腔中的成型状态及最终制品的质量。本文针对大尺寸复合材料建筑模板的结构特点及质量要求研究注塑成型的主要工艺参数对制品质量的影响。（2）利用CAD软件对复合材料模板进行叁维造型，再导入Moldflow软件中建模并对其进行填充、流动、翘曲、冷却分析，得出了熔体温度、模具温度、注射时间、保压时间、冷却时间等成型所需要的工艺参数，为后面的优化工作提供参考。（3）首先对主要的五个参数进行正交试验分析，然后再对重要的影响参数进行二次优化，获得所研究注塑件的最优工艺参数，从而有效地降低其翘曲变形总量和试模时间。（4）设计了试模的实验方案，对优化结果在海天注塑机上对建筑模板进行了实验验证，并取得了良好的效果。将仿真实验与正交优化法两者相结合，在投入生产前先利用CAE技术对产品进行分析，发现可能会出现的问题，并及时采取相应措施，再从工艺参数优化的角度，降低翘曲变形总量。最终得出结论：利用CAE技术和正交优化的参数有效降低了复合材料模板的翘曲变形总量。本课题的研究对于解决企业生产中存在的实际问题有着非常积极的意义。
杨虎振[10]2008年在《基于CAE技术的注塑制品翘曲变形研究》文中提出在实际生产应用中,为保证塑料制品的质量,翘曲变形程度必然会受到产品设计师、用户的关注和重视。由于引起翘曲的因素相当复杂,本文确定了塑件的使用性能及其相关要求后,在经济合理和技术可行的原则下,选择最合适的材料、生产形式、注射设备及模具结构,并运用正交试验设计与CAE相结合的方法调整和确定合理的工艺参数,减小了塑件的翘曲变形。本文首先介绍当今注塑模翘曲变形研究的现状及注塑模CAE技术的研究概况,提出本课题所研究的主要内容,即在分析讨论注塑成型数值模拟理论的基础上,研究翘曲的产生机理及影响因素,进而分析导出翘曲CAE的数学模型及其与残余应力的关系,由此讨论并确定翘曲研究的方法。然后,以薄壳件塑料畚斗(147mm×140mm×133mm)为例,运用CAE模流分析软件Moldflow对塑料熔体在模具型腔中的填充、保压及冷却每个阶段进行模拟分析,确保了浇注系统和冷却系统设计的合理性,运用正交设计法安排试验方案,得到各参数及其交互作用对翘曲的影响度,初步确定最优方案,对畚斗作单因素影响模拟分析,研究翘曲和体积收缩率受各参数单独影响的变化趋势,结合正交试验结果,最终确定较合理的工艺参数。最后,结合生产实际,设计模具,优化工艺,进行塑件翘曲实验,减小了翘曲。研究结果表明:工艺参数的调整、工艺优化能够有效的减小薄壁塑件成型过程中所产生的翘曲变形;冷却时间和熔体温度是薄壁塑件成型中影响翘曲变形的最主要的工艺参数,其次是保压时间和保压压力,相对而言,模具温度和注射时间则对薄壁塑件翘曲变形的影响较小;正交试验设计法与CAE数值模拟技术相结合能够更有效地解决薄壁塑件的翘曲变形问题,并具有很高的准确性。
参考文献：
[1]. 基于移动最小二乘响应曲面的注塑件工艺优化[D]. 周凤佳. 上海交通大学. 2008
[2]. 基于数值模拟的注塑成型工艺优化及制品质量控制研究[D]. 王利霞. 郑州大学. 2004
[3]. 薄壁塑件注塑成型的数值模拟和成型工艺参数优化的研究[D]. 俞华英. 浙江工业大学. 2008
[4]. 热流道顺序注塑成型工艺改善制品熔接痕研究[D]. 刘毅. 华南理工大学. 2009
[5]. 注塑模优化设计理论的研究与应用[D]. 余晓容. 郑州大学. 2004
[6]. 基于数值模拟的注塑成型工艺优化和制品性能研究[D]. 刘春太. 郑州大学. 2003
[7]. 注塑成型工艺参数多目标优化设计[D]. 卫炜. 中南林业科技大学. 2009
[8]. 薄壁注塑件成型工艺参数优化研究[D]. 刘荣亮. 中南林业科技大学. 2014
[9]. 大尺寸复合材料注塑件模流分析及工艺参数优化[D]. 郭梅. 浙江工业大学. 2012
[10]. 基于CAE技术的注塑制品翘曲变形研究[D]. 杨虎振. 江苏大学. 2008
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