基于响应面法的异型腔模具顺序注塑成型工艺参数优化

提出了基于响应面法(RSM)和有限元分析技术的顺序注塑成型(SIM)工艺参数优化方法,解决时序阀浇口设置对异型腔模具充填平衡性的影响。以阀浇口延时开启时间为设计变量,采用中心复合设计(CCD)进行试验规划,运用Moldflow有限元软件进行充填平衡性分析,并引入熵值权重法和线性加权和法对充填结束时间差和综合成型质量评价指标进行数值处理,基于有限元分析结果和响应面法构建了充填平衡性预测模型,应用构建的模型确定了最优工艺参数组合,并进行了数值模拟和生产试验验证。近似模型获得的目标预测值与模拟验证值相对误差为4.2%,优化后异型腔模具充填平衡性提高了23%,表明了所提出方法的有效性。     

基于灰色关联分析和响应面法的复合材料缠绕成型多目标工艺参数优化

针对复合材料预浸带缠绕过程中制品的残余应力、孔隙率最小化和层间剪切强度（ILSS）最大化的多目标优化问题,采用Box-Behnken Design （BBD）原理设计四因素三水平的T300/环氧树脂预浸带缠绕实验;基于灰色关联分析（GRA）将多目标优化问题转化为单目标优化问题,利用主成分分析（PCA）法确定残余应力、孔隙率和ILSS对灰色关联度（GRG）的影响权重;通过对实验数据的回归分析,建立GRG与主要缠绕工艺参数（缠绕温度、张力、压辊压力和缠绕速度）的二阶预测模型;分析了各工艺参数对残余应力、孔隙率、ILSS和GRG的影响规律,确定缠绕工艺参数优化方案;利用响应面法（RSM）求解工艺参数优化问题并进行复合材料预浸带缠绕实验。结果表明:该优化方法获得的最优工艺参数组合可以有效改善残余应力、孔隙率和ILSS,提高预浸带缠绕制品的性能。      

热塑性预浸带缠绕工艺参数及加热方式对成型质量及内应力的影响

采用热塑性预浸料带APC-2/AS4 进行了热芯和火焰两种方法的缠绕研究, 分析了两种方法成型时预浸料带的温度2时间过程和两种方法下工艺参数对成型质量及内应力的影响。结果显示: 热芯缠绕时制件的厚度受芯模温度限制, 而火焰缠绕则不受限制。热芯缠绕时, 缠绕张力和预浸料带的树脂含量是影响制件质量的主要因素。      

复合材料层板热压工艺参数的分析与优化

在热固性树脂基复合材料热压成型过程中,外加压力和加压时机是决定层板厚度、纤维含量以及孔隙含量的两个主要因素.基于复合材料热压成型过程树脂流动模型,采用遗传算法,根据固化层板纤维体积分数的要求,对单向和正交两种铺层形式的T700/5228和T700/5224层板加压时机进行了分析.以航空航天应用的典型纤维含量为准,对优化得到的加压时机以及不同工艺条件下固化层板内纤维分布特点进行了分析.结果表明,纤维、树脂种类相同,铺层方式不同,加压时机差别很大;纤维种类、铺层方式以及初始和优化目标相同的条件下,不同树脂体系,加压时刻树脂粘度基本相同;层板内纤维分布均匀性主要由纤维层压缩特性决定.采用本文建立优化方法,可以快速地得到满足目标纤维含量要求的加压时机,具有重要的学术价值和工程应用意义,有助于降低成本,缩短复合材料研制周期.     

注塑成型工艺参数自动设置与优化技术

工艺参数是注塑制品质量的决定性因素之一,其设置与优化一直强烈依赖于工艺人员的经验与水平。工艺参数的自动设置与优化方法研究具有重要的意义,但需要克服工艺参数数量多,与制品、模具、材料耦合强,难以精确建模的难题。近年来,越来越多的研究,尝试采用计算机仿真技术在模拟计算方面的优势,以及智能技术在处理强经验、弱理论领域的优势,来解决该难题。按所采用技术方法的不同,可以分为基于仿真计算的优化、专家系统或实例推理以及实验设计与优化。对上述3类注塑工艺参数的自动设置与优化技术的研究现状进行了综述,介绍了3类注塑成型工艺的特点和局限性,并对今后的研究方向给出了建议。     

医用泡罩包装容器热成型仿真及工艺参数优化

目的通过数值模拟技术,仿真某医用泡罩包装热成型容器在柱塞辅助热成型工艺过程中,不同时刻片材的厚度变化规律及分布情况,并验证有限元仿真模拟结果的可靠性。仿真拉伸头不同预拉伸深度下的热成型容器的壁厚分布情况,找出使壁厚分布更加均匀的最佳预拉伸深度值,以优化工艺参数。方法利用Solid Works软件建立了有限元模型,通过Ansys Polyflow软件仿真该医用泡罩包装容器的热成型工艺过程。并通过对实际热成型产品进行热成型实验,验证了有限元仿真模拟结果的可靠性。结果仿真值与实验值的相对误差约为2%,仿真结果与实际情况大体一致,仿真结果比较可靠。结论通过有限元仿真模拟得到该医用泡罩包装制品的最佳热成型预拉伸深度值为6.5 mm。     

大尺寸纤维复合材料箱体零拔模斜度缠绕成型模具设计

以某型发射箱复合材料箱体为应用对象,探讨了一种零拔模斜度组合式缠绕成型模具的设计,用于大尺寸薄壁结构矩形截面复合材料箱体构件的缠绕成型,以满足长度方向近零拔模斜度的要求。     

RHLCII仿生人工骨新型材料成型工艺的优化

目的:借助于MINITAB统计学软件,采用Plackett-Burman设计和响应面优化法对重组类人胶原蛋白II(RHLCII)仿生人工骨材料成型工艺进行优化研究。方法:首先利用Plackett-Burman设计筛选出对材料抗压强度和孔隙率影响显著的三个因素,即纳米羟基磷灰石(nHA)/RHLCⅡ、京尼平浓度和预冷温度。在此基础上用最陡爬坡试验逼近最大响应区域,找到后续试验的中心点。再利用Box-Behnken实验设计及响应面分析法进行回归分析,确定主要影响因素的最佳水平。结果:优化后的三种主要影响成分为nHA/RHLCⅡ=1.54、京尼平浓度0.9%和预冷温度-75℃。结论:方程拟合良好,优化后的材料机械强度和孔隙率分别为81.56MPa、94.5%,较优化前分别提高了1.11MPa和0.9%;MTT测定结果表明材料细胞毒性试验合格,符合骨组织工程支架材料的要求,重复性好,有望应用于商品化生产。     

注塑成型工艺参数对制品体收缩率变化的影响及工艺参数优化

结合CAE及Taguchi DOE技术研究工艺参数对注塑制品体收缩率变化(制品中体收缩率的最大值与最小值的差值)的影响并获得优化的工艺参数以使制品的体收缩率变化最小。文中采用L9(3^4)正交矩阵进行实验,并研究了各个参数对制品体收缩率变化的影响程度,对于所选参数,保压压力和模具温度对注塑制品的体收缩率变化的影响较大。     

基于代理模型和改进遗传算法的注塑翘曲优化

提出一种最小化制品翘曲的注塑工艺参数优化集成方法.以空调柜机顶盖注塑制品开发为例,该方法使用Moldflow软件分析制品的翘曲变形,运用田口方法确定与制品翘曲量密切相关的工艺因素,然后采用响应曲面法(RSM)和改进的精英保留自适应遗传算法(EAGA)相结合的方法,建立主要影响工艺参数与制品翘曲量之间的关系模型,通过对模型寻优以实现对制品翘曲的优化.该方法的适用性在制品的实际生产中得到了验证.     

振动特性参数对单自由度系统振动响应的影响

目的为研究弹簧刚度、阻尼比和振动偏心距离不同振动特性参数对单自由度线性系统振动响应幅值的影响。方法首先采用单因素实验,研究弹簧刚度、阻尼比和振动偏心距离对单自由度线性系统振动响应幅值的影响;在此基础上,通过采用DesignExpert11.0软件的响应面法实验(三因素三水平实验)研究不同振动特性参数交互作用对振动响应幅值的影响,建立振动响应幅值的二次多项式回归数学模型,并对减振幅值进行优化。结果通过实验分析得到,各因素对振动响应幅值的影响强弱顺序,阻尼比>弹簧刚度>振动偏心距离;建立了检测点的响应方程,检测点的回归方程决定系数为0.981;得到多目标参数优化结果,弹簧刚度为2.009 N/mm,阻尼比为0.1,振动偏心距离为12.38 mm。结论实验结果与预测值接近,说明此响应面法得到的数学回归模型具有一定的可靠性,该研究可为缓冲包装参数设计提供参考。     

响应面法优化ZnCl2/AlCl3改性生物炭吸附甲基紫工艺

利用高温热解法制备ZnCl₂/AlCl₃改性生物炭,将其用于吸附甲基紫染料。探究ZnCl₂/AlCl₃-AC投加量、溶液pH、甲基紫浓度、反应时间和吸附温度这5个因素对甲基紫吸附率的影响。利用Plackett-Burman设计联合响应面分析法,筛选优化出对甲基紫吸附率影响较为显著的因素,并探究各因素间的交互影响作用,确定ZnCl₂/AlCl₃-AC吸附甲基紫的最佳工艺条件。结果表明:在选取的五个因素中,对甲基紫吸附率影响显著的因素为ZnCl₂/AlCl₃-AC投加量>甲基紫浓度>吸附温度;其中ZnCl₂/AlCl₃-AC投加量和吸附温度对甲基紫吸附率影响最明显,甲基紫浓度和吸附温度影响最不显著;ZnCl₂/AlCl₃-AC吸附甲基紫最佳工艺条件为:活性炭投加量为47.00 mg、甲基紫溶液浓度为82.00 mg/L、吸附温度为22.90℃,pH为7、反应时间为120 min,其甲基紫吸附率可达到93.04%,与模型预测值的误差仅为3.51%。     

激光透射连接PET的工艺参数建模与优化

为了获得激光透射连接聚对苯二甲酸乙二酯薄板的最佳工艺参数,采用响应曲面法对影响激光透射连接质量的四个主要影响因素即激光功率、扫描速度、压紧力、扫描次数进行建模与优化。利用Design Expert软件分析了主要工艺参数对连接质量的影响,并获得了最佳工艺参数：激光功率33.2W、扫描速度9 mm/s、压紧力0.45 MPa、扫描次数3。最后,把响应曲面所建立数学模型的预测结果与试验的实际结果进行对比,发现两者吻合良好。     

基于RSM的Al2O3陶瓷膏体配方优化

为采用低成本在低温下实现复杂陶瓷零件的成型,研究Al2O3陶瓷膏体的配方对其成型过程以及成型后物理机械性能的影响.采用中心组合方法设计实验方案,考察了p H值、粘结剂和分散剂三因素对Al2O3陶瓷膏体黏度的影响,运用响应面方法(RSM)对影响Al2O3陶瓷膏体黏度的工艺参数进行详细分析,建立了Al2O3陶瓷膏体黏度的响应模型,进行响应曲面分析,根据满意度函数(DFM)确定最佳陶瓷膏体黏度值对应的工艺参数,试验表明,所建立的模型能实现相应的黏度值预测.     

基于响应面法的平底筒形件充液成形工艺参数优化

目的在板材充液成形过程中,压边间隙与最大液室压力的数值选取具有较大的随机性,同时由于材料的不同、坯料形状的差异,需要进行大量的仿真模拟来寻求优化结果。对于尺寸大、形状复杂的零件,模拟时间较长,工作效率较低。基于响应面法,构造压边间隙、最大液室压力与最大减薄率之间的响应面模型。方法以法兰外缘起皱高度为约束条件,通过Design-Expert软件求解最优结果,将最优结果进行了有限元模拟。结果模拟结果、响应值与试验结果相吻合。结论响应面法能够较好地用于预测和优化板材充液成形过程关键工艺参数。