基于注射压缩与代理模型的厚壁塑件收缩控制策略

来源 :重庆大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Chanco
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
厚壁注塑件成型后往往会产生较大的体积收缩变形,从而形成内部缩孔或表面缩痕缺陷。而注射压缩成型(Injection-Compression Molding,ICM)由于压缩阶段通过外力对模腔内塑件进行压缩,能使塑件致密化而改善收缩变形。为此论文针对厚壁件收缩问题,将注射压缩工艺应用于厚壁件成型中,从压缩熔体补缩机理和工艺与模具参数对收缩影响规律方面着手,提出基于代理模型和遗传算法的收缩控制策略以实现厚壁件收缩变形的控制与优化。主要研究内容及结果如下:
  首先,基于数值模拟对比分析厚壁件注射成型和注射压缩成型,探究注射压缩工艺压缩阶段的熔体补缩机理。借助Moldflow完成厚壁件注射成型和注射压缩成型数值模拟,对比分析填充时间、锁模力和注射压力、体积收缩率与翘曲变形等模拟结果,证明了注射压缩工艺用于成型厚壁件能够降低制件体积收缩率,并结合厚壁件的熔体流动和密度变化分析获得了压缩阶段熔体补缩机理。
  其次,探究注射压缩成型工艺与模具参数对厚壁件体积收缩的影响规律。为筛选厚壁件收缩变形的关键影响因素以提升优化效率,论文选用正交试验法和极差分析法进行规律性研究。通过数值模拟获得厚壁件的体积收缩率,分析参数对厚壁件整体收缩率和内部收缩分布的影响规律,分析表明熔体温度、模具温度、压缩时间、压缩间隙、冷却管道间距和浇口尺寸是厚壁件收缩变形的关键影响因素。
  再者,建立基于工艺-模具参数联合的厚壁件收缩控制策略。为降低厚壁件产生收缩缺陷几率和提升制件质量,建立了以收缩均匀性和缩孔趋势的新评价模型,提出了一种联合拉丁超立方(LHS)、克里金代理模型(Kriging)、非支配遗传算法(NSGA-Ⅱ)和多属性决策法(TOPSIS)的厚壁件收缩控制策略。选用LHS抽样获取样本数据,借助MATLAB建立参数与指标间的Kriging模型并进行整体精度检验,利用NSGA-Ⅱ和TOPSIS方法进行寻优求解获得最优Pareto解,并通过有限元分析验证了优化解的有效性。
  最后,以塑料曲轴为实例验证注射压缩工艺、收缩评价模型和收缩控制策略的有效性。借助数值模拟对比分析表明了塑料曲轴选用注射压缩工艺成型能够有效降低体积收缩率。基于塑料曲轴进行注射成型模拟和生产实验对比验证,结果表明建立的评价模型能够有效判断塑件产生缩孔缺陷的趋势。同时将提出的收缩控制策略应用于塑料曲轴的注射压缩成型中,优化后的收缩评价指标分别提升了38.25%和17.24%,证明了厚壁件收缩控制策略的有效性。
其他文献
国民经济快速发展增大了能源需求,但我国自然资源储备的实际情况是富煤-少油-缺气。这决定了在未来一段时间内,我国以煤为主要燃料的电力格局将不会改变。为实现节约能源、减少排放的目的,发电机厂需要提高火电机组的热效率和蒸汽温度。我国正在计划发展和建设高参数(630℃)超(超)临界机组,基于性能与成本的综合考虑,机组部分材料选用了9-12%Cr耐热钢。G115新型马氏体耐热钢已被国家能源局列为新一代超(超)临界电站的首选材料,国家工信部于2018年也已将其列在17种先进钢铁材料中的首位,G115钢成分更复杂、性能
数值仿真已成为汽车设计开发过程的必要手段,而材料力学性能数据的表征精度对分析结果有着直接影响。轻量化材料的应用对于汽车节能减排和保证安全性具有决定作用,但由于这些材料实际服役状态的复杂性,现有理论尚不能很好地描述其各种情况下的变形行为。为此,本文结合物理实验和有限元逆向优化等方法,系统研究了典型轻量化材料从均匀硬化、颈缩直至断裂的塑性大变形过程,开发了考虑多方面因素的材料数据表征技术。
  主要工作与结论如下:
  ①研究了材料均匀变形阶段的塑性行为,探讨了采用形式简单、易于处理的硬化模型表征
能源一直是人类社会发展的动力,传统的化石能源由于不可再生性而日渐枯竭,并且还会对环境造成污染,因此发展一种可再生清洁高效的新型能源已迫在眉睫。氢能作为一种很有前景的新型能源,具有原料丰富,热值高,无污染等优点,然而储存方式一直限制了它的发展。镁基储氢合金由于具有储氢量大,资源丰富,价格低,运输方便等优点,成为当今比较有前途的氢能载体,然而其过慢的动力学性能和过高的热力学性能限制了它的实用。
  本文采用熔炼+机械球磨和机械合金化法两种制备方法以及添加Ni,Y元素制备出8组Mg80NixY20-x(x
控形控性是现代材料成形的关键技术,是提升热加工制造技术水平的重要突破口。长期以来,我国重成形制造、轻控性基础,导致成形技术发展粗放,缺少高性能化制造技术。通过改变内部微观结构、应力状态等,发展控性与控形的一体化技术,有望大幅度改善和提高材料性能。在以高温、高压为特征材料成形过程中,所涉及到的温度、应力、应变、应变速率和化学成份等因素共同决定了金属的流动状态、缺陷和微观结构的演变过程。因此,研究材料成形过程中微观结构调控及变形力学具有重要的理论意义和应用价值。
  27MnCr5钢是一种高端淬透性齿轮
基面滑移和?101?2?拉伸孪晶具有较低的临界分切应力,是镁合金室温变形下最常见的变形机制,滑移和孪晶在晶粒内部的竞争与交互作用,以及在晶界处的协调变形会显著影响镁合金的微观组织演化和力学性能。本文对具有典型挤压织构和强烈基面织构的AZ31镁合金分别施加单轴压缩和维氏压痕变形,并利用准原位扫描电镜(SEM)和电子背散射衍射(EBSD)技术,结合Schmid因子(SF)和复合Schmid因子(CSF)计算,系统研究了滑移和孪晶在晶粒内部和晶界处的交互作用;利用连续抛光表征了不同压痕取向的孪晶组织特征和空间分
【摘要】刘征的寓言式杂文《庄周买水》,以故事新遍的形式写庄周弃文从商,买水养鱼,结果在几个衙门间转来转去,被官僚主义弄得灰头土脸,凄苦不堪的故事。作者借此批判了上个世纪80年代中国不成熟的市场经济条件下存在的官商勾结、以权谋私的丑陋现象。但此文主题之外,也不乏这样的隐喻:文人从商和从政一样,过多的浪漫主义,过多的感性思维,得来的只有失败。从此层面讲,此文在基本主题之外也折射出文人在时代大潮下的命运
期刊
镁及其合金的密度很小,有高的比强度和比刚度,在机械工程中作为结构部件被广泛应用。疲劳性能是结构部件在设计时所要参考的一个重要的参数,因此研究镁合金的循环变形机理和疲劳失效行为具有重要的意义。本文以商用热轧退火AZ31镁合金板材为研究对象,沿其法向(ND)方向加工疲劳试样,首先采用准原位电子背散射衍射(EBSD)和滑移迹线法研究其在单向纯扭转载荷下,剪切应变(γ)为0.5%、1%、2%、4%时的变形机理。然后选取0.42%、0.887%和1.732%应变幅来研究其低周扭转疲劳的力学性能,之后用准原位EBSD
锆及锆合金拥有优异的抗空间辐照损伤、良好的抗原子侵蚀以及在交变温度场中能够保证结构稳定性的能力,具有作为航天航空以及深海探测领域活动构件材料的潜力。但传统锆合金普遍强度较低,难以满足活动构件材料对力学性能的要求。新型ZrTiAlV系合金具有高强度、高塑性以及良好的加工性能等,是航空航天以及深海探测领域结构件材料的有力竞争者。但是,目前关于ZrTiAlV系合金的研究主要是集中在合金的成分调控、制备工艺以及力学性能等方面,对ZrTiAlV合金,特别是亚稳态的β-ZrTiAlV合金在变形过程中的马氏体相变、孪晶
【摘要】张若虚的一首《春江花月夜》把古人对月的迷恋写到了极致。诗人将月中之美、月中之理、月中之情融为一体,创造出情景交融、玲珑透彻的诗境,让后人为之倾倒。  【关键词】明月;美丽;永恒;思念  《春江花月夜》是乐府《清商曲辞·吴声歌曲》旧题。其主要特色是艳丽柔靡。这一旧题,到了张若虚却完全突破了宫体诗的藩篱,语言清新,意境清幽,充满哲思,面貌为之一新,诗人因此名垂后世。 作者抓住扬州月下夜景中最动
期刊
【摘要】教学是一种活动,是一种包含目的、计划、组织的活动,为了确保教学的目的和任务圆满的达成,需要教师进行教学计划的制定。教学设计能都让教学变成一个目的,为了完成和优化这个目的,学生和教师都要进行配合和互动。本文在教学活动中的目的是让学生认知“倍”这个定义,让学生在活动中建构概念。  【关键词】学生活动;建构概念;教学设计  一、教学设计  (一)创设情景,让学生进入课题  1.教师拿出3个青苹果
期刊