基于CAE和DOE的注塑成型工艺多目标优化研究

结合注塑模拟分析软件Moldflow和正交试验法,对不同工艺条件下的塑件成型过程进行模拟分析,确定塑件制品品质评价指标为制品体积收缩率、表面缩痕指数和最大翘曲量,运用模糊数学中的综合评判法,建立主要成型工艺影响因素的多指标综合评价数学模型;通过对综合目标值的极差分析,确定熔体温度、模具温度、注射时间、保压压力、保压时间等工艺参数对综合目标值的影响程度的大小,绘制因素水平影响趋势图,分析得出最优的工艺参数组合方案,并对该工艺组合方案进行模拟验证。     

曲面薄板注塑成型翘曲数值模拟及优化

利用Moldflow的MPI/Warp分析模块对曲面薄板塑件注射成型冷却过程进行数值模拟,预测其成型后的翘曲变形.通过正交试验法对影响塑件翘曲变形的工艺参数进行优化,确定影响该塑件翘曲变形的主要因素为材料收缩性能,其次为模具温度、注射保压冷却时间和熔体温度,并给出工艺优化方案.所获得结果可以用于指导和优化实际生产工艺.     

CAE技术在注射模冷却系统中的应用

注射模冷却系统的设计不但关系到塑件质量而且也关系到注射成型生产效率。因塑件所用塑料的性能、塑件的结构以及成型工艺参数不同。注射模对其冷却系统的要求也不相同。本文阐述了CAE(Moldflow)技术在塑料制品(碗橱上盖)注射成型冷却系统中的应用并进行模拟分析。并根据冷却分析的结果提出了相应的优化方案。最终获得了良好的冷却效果。     

基于综合平衡法的注塑工艺参数多目标优化设计

结合正交试验法和模流分析软件Moldflow,对不同工艺条件下的汽车轮轴盖塑件成型过程进行模拟分析,运用多目标综合平衡法,对塑件成型后的体积收缩率、翘曲变形量和表面气穴3个目标值进行综合评判。通过对各成型工艺参数的极差分析和方差分析,确定熔体温度、模具温度、保压压力、冷却时间等注塑工艺参数对目标值的影响程度分,析得出最优的注塑工艺参数组合方案。生产实践证明塑件质量得到了有效的改善。     

基于BP神经网络遗传算法的汽车塑件CAE优化分析

以汽车内饰中立柱本体注射成型为例,基于Moldflow中CAE分析基础上,对塑件注塑所需的成型工艺参数进行了仿真,并分析了塑件翘曲成因,给出了翘曲改善优化目标。结合注塑工艺规律,借助于Tugachi正交试验法、BP神经网络遗传算法、Matlab数值分析对塑件注射成型工艺参数协同进行优化,并对优化结果进行了CAE比对验证。结果表明:神经网络预测推荐的工艺参数能有效将翘曲结果控制在质量误差范围内,提出的优化设计方法能有效降低模具试模成本,改善塑件成型质量。     

基于正交实验的薄壁塑件翘曲变形模拟分析

以薄壁塑件为对象,研究了模具温度、熔体温度、保压时间及注射压力等工艺参数对该薄壁塑件成型翘曲的影响规律,并用正交实验法优化成型工艺方案,获得最小的翘曲塑件.结果表明,熔体温度和保压时间对塑件翘曲变形影响较为显著,模具温度对塑件翘曲基本没有显著的影响.     

立体声调频收音机后壳注射模的设计

分析立体声调频收音机后壳的塑件工艺特点,针对塑件结构特点拟定成型方案,设计斜滑块侧抽芯、潜伏式浇口注塑模具,介绍收音机后壳注射成型模结构及模具的工作过程.采用此模具结构实现了从注射到抽芯落料的自动化生产,经生产实践验证,模具结构合理,生产的塑件符合质量要求,能够取得很好的经济效益.     

注塑零件多指标优化方法研究及应用

针对塑件在成型过程中的多指标优化问题,利用注塑仿真软件对塑件进行仿真,预测其翘曲、体积收缩以及缩痕效果,并结合正交试验、极差分析和综合评分方法对注塑工艺参数进行优化。结果证明,当模具温度为50℃,熔体温度为200℃,保压压力为注射压力的120%,冷却时间为15 s,保压时间为20 s,注射时间为3 s时,塑件成型综合质量较好,注射时间对综合评分影响最大。     

基于神经网络和遗传算法的注射成型工艺优化

论述人工神经网络和遗传算法在塑料注射成型工艺优化中的应用,首先利用人工神经网络建立注射成型工艺参数与塑件翘曲量之间关系的数学模型,然后用遗传算法对工艺参数优化.其中由正交法设计得到实验样本,由数值模拟软件计算得到塑件翘曲量,将其作为优化目标.按优化后的工艺参数进行实验,获得较高质量的塑料制品,从而为建立和控制注射模工艺参数提供一种行之有效的途径.     

壁厚塑件收缩率最优化控制方法研究及应用

针对壁厚注塑件成型中的收缩现象,分析影响塑件收缩的主要因素,综合运用注塑仿真和正交设计安排合理的试验方案,通过极差分析和方差分析获得1组最优工艺参数组合,并对其进行仿真验证。结果表明,当成型材料为Lustran ABS Elite HH 1827,熔体温度为200℃,模具温度为80℃,保压压力为注射压力的100%,保压时间为15s,冷却时间为25 s,注射时间为3 s时,塑件收缩率最小,熔体温度对塑件收缩变形影响最大。     

采用RFR-GA算法的薄壁注塑件质量多目标优化

汽车内饰件可由注塑加工获得,但成型过程中塑件产生的翘曲、体积收缩较大,针对该问题,以某汽车薄壁注塑件为例,研究了其注塑工艺参数的优化方法.通过以注塑过程中的最小翘曲和最小体积收缩率为目标函数,以注塑温度、模具温度、注射压力、保压压力、保压时间以及冷却时间等参数作为设计变量,构建了多目标全局优化模型.利用Moldflow...     

中试装置内水合物注抑制剂的分解规律

单纯降压法开采天然气水合物容易遇到地层传热速率慢的问题导致体系温度压力长期处于相平衡状态,因而严重拉长了开采时间。为解决降压法开采过程中低温区域水合物分解过慢的问题,本文利用三维装置研究了注化学剂法开采过程中水合物分解和产气规律。根据反应釜内温度和压力的变化,全面分析了注入过程、焖井过程对水合物分解的影响。结果表明,对于单井吞吐法,在注入抑制剂阶段可以刺激水合物快速分解,但不宜采用过大的注入量和过多的注入次数,过大的注入量和注入次数会增大堵塞风险导致开采时间被大大延长。相较于小型实验装置,中试级别实验由于注入时间长,抑制剂在注入阶段已经得到较为充分的运移,因而焖井时间不能过长,控制在40min左右为宜。     

注乙二醇溶液分解甲烷水合物的实验研究

在甲烷水合物一维分解模拟系统上,进行了模拟注乙二醇溶液分解甲烷水合物的实验研究。使用甲烷气体与纯水在一定温度、压力条件下,在沉积物中合成水合物。通过以不同速率注入不同浓度的乙二醇溶液,研究了化学法分解水合物过程中甲烷气体和水生产规律。实验结果表明,水合物分解产出甲烷气体的过程主要分为4个阶段：初始注入段、化学剂稀释段、水合物分解段和残余气体产出段。整个分解过程中,水的生产速率几乎保持恒定。通过对实验结果的能量分析表明,本实验条件下分解综合效率在0.20～0.88之间,并且受注入速率和化学剂浓度影响。在恒定注入速率条件下,分解效率在化学剂质量分数为60%时达到最大值。     

基于响应面模型的注塑件精密成型工艺优化

为了提高注塑件品质,对注塑件进行了成型工艺优化.结合中心复合试验设计,采用Moldflow软件和响应面模型方法,拟合得到注塑件二阶响应面模型,由响应面模型获得成型最佳产品品质的工艺参数组合.采用Moldflow软件对该工艺参数组合进行了分析.结果表明:采用响应面模型预测与Moldflow软件分析得到的体积收缩率相差约0...     

Energy efficiency analysis of natural gas hydrates production method

The decomposition of natural gas hydrates is a phase change process, which involves the consumption and conversion of various forms of energy, such as electrical energy, chemical energy, and thermal energy. In order to evaluate the economy capacity of natural gas hydrates exploitation, an exergy model was established to calculate the energy efficiency ratio (EER) of hydrate production method. The CO₂ replacement method is taken as a case study to introduce the calculation equation and flow chart of energy efficiency ratio in any production period. The amount of CO₂ injection, gas production and mole fraction of methane in produced gas are three key parameters in the process of CO₂ replacement. The ratio between the amount of gas production and CO₂ injection is defined as production injection ratio to eliminate the influence of deposit size. This work studied the influence of production injection ratio and the mole fraction of methane in produced gas on EER. The results show that the EER of gas hydrates production by CO₂ replacement is between 0.31 and 6.4 under the set conditions, and it increases with the increase of production injection ratio. In addition, increasing the mole fraction of methane in produced gas can reduce the energy consumption for gas separation and increase EER. Therefore, there are two effective ways to increase EER of CO₂ replacement through controlling the amount of gas production and the mole fraction of methane in produced gas. The EER model is established to provide guidance for the optimization of gas hydrate mining process.     

天然气水合物置换开采的能源效率研究

天然气水合物分解是一个相变过程,开采时涉及各种形式能量的消耗和转化,如电能、化学能、热能等。为了科学地评价天然气水合物开采技术的经济性,建立了以有效能(?)为核心的能源效率计算方程,并以CO₂置换法开采天然气水合物为例,介绍任意生产周期内能源效率的计算方法和流程框图。在CO₂置换开采天然气水合物的工艺过程中,注气量、产气量和产气中甲烷含量是三个关键参数,将产气量与注气量之比定义为采注比,分析采注比及产气中甲烷含量对能源效率的影响。结果表明:在设定条件下CO₂置换开采天然气水合物的整体能源效率介于0.31～6.4之间;增大采注比,有利于提高能源效率;产气中甲烷的摩尔分率越高,气体分离的能耗越低,能源效率也可显著提高。因此,调控产气量和产气中甲烷摩尔分率是提高CO₂置换法能源效率的主要途径。通过所建立的能效计算方程为天然气水合物开采工艺的优化提供指导。     

注塑成型过程温度启动过渡状态的性能监测与故障诊断

注塑成型过程启动阶段具有复杂动态特性,更容易遭受未知扰动、误操作甚至故障的危害。针对注塑启动阶段的机筒温度变量,建立了二维动态多元统计模型,实现了注塑启动性能的实时监测和故障诊断;并以常见的加热线圈以及传感器故障为例,详细讨论了方法的应用效果以及在安全生产方面的应用前景。     

汽车储物盒导轨的翘曲变形分析及改进

汽车储物盒导轨注塑时易发生翘曲变形,通过对导轨局部翘曲变形的原因分析,结合注塑的特点,提出了改进方案;考虑材料的分子排列聚集态及功能特性对翘曲变形的影响,选择聚甲醛（POM）材料;采用正交试验设计方法,以导轨的成型工艺参数：模具温度、注射时间、保压压力和冷却时间为实验因子,翘曲变形量为实验目标,运用Moldflow软件对试验方案进行模拟分析,得到导轨的最优成型工艺参数,注塑结果表明,导轨在x向和z向翘曲变形量均已控制在0.5 mm以内,满足生产要求。     

Evaluation of the moulding process for production of short-fibre-reinforced C/C-SiC composites

For the production of C/C-SiC brake discs via the liquid silicon infiltration method (LSI), the hot pressing process is the state of art technique for the moulding of the CFRP composites. This technique consists of several manual steps which increase production cost. The overall cost can be reduced by implementing injection moulding process.In this paper the influence of the moulding process (hot pressing, injection moulding) on the properties of semi-finished and final products during the production of short-fibre-reinforced C/C-SiC composites by means of the LSI process are examined. The starting polymer is chemically characterised. Carbon-fibre-reinforced plastic (CFRP) composites are fabricated by hot pressing, as well as injection moulding process. The CFRP composites are converted into porous C/C composites by pyrolysis. Liquid silicon is infiltrated to form dense C/C-SiC composites, which are further investigated during the course of this paper. Significant differences in properties of the composites are discussed.     

车用CD托架CAE注塑工艺参数优化分析

以汽车CD托架注塑成型为例,结合生产实际问题,构建了产品CAE分析模型,运用Moldfl ow2015软件对产品材料推荐的注塑成型工艺参数进行了初步仿真,对注塑过程中的翘曲、熔接痕、气穴等缺陷成因进行了分析,并给出了质量改善优化目标,提出了一种结合Taguchi试验法、BP神经网络预测的注塑成型工艺寻优方法,并对寻优结果进行了CAE模流分析验证。结果表明,神经网络预测结果与CAE模流分析结果相近,产品翘曲量降低至1.192 mm,产品较佳的注塑成型工艺参数为:料温为225℃,模温为60℃,注塑压力为70 MPa,注塑时间为1.3 s,第一保压压力为80 MPa,第一保压时间为12 s,第二保压压力为30 MPa,第二保压时间为3 s,冷却时间为15 s,型腔随形水路C1,C2冷却水的温度均为30℃。提出的优化设计方法能有效降低模具试模成本,缩短模具生产周期。