RTM充模过程工艺参数研究

发布时间：2017-11-02 02:05

  本文关键词：RTM充模过程工艺参数研究

  更多相关文章： 属性约简 遗传算法 分形理论 最小势能原理 浇口位置方案评价系统

【摘要】：RTM是一种多相变的、多尺度的、多变量的、非稳态的、非等温的、非线性的、具有一定周期性的复杂成型过程,影响RTM工艺成型质量的因素十分繁杂,大致可分为四类：材料参数、机器参数、工艺参数和扰动。其中成型工艺参数是最重要的一类影响因素,工艺参数选取的合理与否,将直接关系着RTM工艺的成型质量,以及最终制品的使用性能。 凭经验选取工艺参数这种做法的主观性太强,往往不可靠或精度不够：理论计算法虽然可以得到精确的解,但仅限于求解比较简单的方程；数值法比较适合求解简单的模型,但对于形状或边界条件复杂的问题,数学表述和程序编写比较困难,且模拟时间很长；实验法会耗费大量的资源、能源和人力,不经济且周期长；遗传算法等优化设计方法,经常出现过早收敛(早熟)、不收敛或收敛速度慢等问题。本文针对注射压力优化中的这些问题,提出了基于粗糙集和遗传算法的RTM注射压力优化方法。对注射压力知识库采用区分矩阵法进行属性约简,通过相似度计算提取知识库中符合要求的样本作为初始种群,然后以注射时间为目标函数,并构造相应的适应度函数,进行标准遗传操作。实例表明,改进遗传算法的收敛速度更快,最优解的适应度更大,模拟充填效果更好。 另外,针对传统理论模型过多依赖于无任何意义的经验常数,以及现有渗透率的研究大多针对平纹、斜纹,鲜见有关缎纹的研究报道等问题,本文根据分形理论、最小势能原理和达西定律,提出了改进分形渗透率模型,用于缎纹织物的渗透率预测。根据纤维织物的结构特点,选取重复性结构单元,并引入最小势能原理,求解单胞内纤维束的实际长度,进而得到孔隙的弯曲分形维数。利用显微测量技术获取等效最大孔隙直径,再结合纤维体积分数求得孔隙率,进而可求出孔隙结构分形维数。最终,将渗透率表示为截面面积、孔隙代表性长度、最大孔隙当量直径、孔隙结构分形维数和孔隙弯曲分形维数等结构参数的显示方程,物理意义直观明了。实例表明,用改进分形理论预测的五枚和八枚缎纹的渗透率值与实验值测量值吻合良好。 本文还针对单纯地以流程最短或充填时间最短为目标优化浇口位置不可靠,以及模拟软件浇口位置优化分析的精度不高等问题,提出了新的浇口位置方案评价标准(或充模质量评价数),开发了浇口位置方案评价系统,并利用面向对象化语言——Delphi实现了该系统。最后,以某无人机机翼为例进行了浇口位置方案分析,结果表明以充填时间最短为标准选出的最佳方案——方案3的充模效果并不理想,而以充模质量评价函数为标准选出的最佳方案——方案7的压力方差、剪切应力、翘曲变形量、体积收缩率和缩痕指数等参数都非常的合理,充模的整体效果比方案3好很多。
【关键词】：属性约简 遗传算法 分形理论 最小势能原理 浇口位置方案评价系统
【学位授予单位】：沈阳航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V261
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-13
• 第1章 绪论13-22
• 1.1 RTM成型工艺参数研究的目的及意义13-16
• 1.2 国内外研究现状16-21
• 1.2.1 渗透率研究现状16-17
• 1.2.2 温度参数研究现状17-18
• 1.2.3 压力参数研究现状18-19
• 1.2.4 注射速率研究现状19-20
• 1.2.5 浇口和排气口研究现状20-21
• 1.3 RTM成型工艺参数研究的目的及意义21-22
• 第2章 理论基础22-39
• 2.1 流动模拟原理22-27
• 2.2 遗传算法27-32
• 2.2.1 选取目标函数27-28
• 2.2.2 适应度函数28-29
• 2.2.3 编码和解码29
• 2.2.4 评价种群中个体的适应度29-30
• 2.2.5 复制操作30-31
• 2.2.6 交配操作31-32
• 2.2.7 变异操作32
• 2.3 粗糙集及属性约简理论32-39
• 2.3.1 粗糙集基本概念32-36
• 2.3.2 粗糙集中的属性约简36-39
• 第3章 注射压力的优化39-51
• 3.1 引言39-40
• 3.2 关键技术40-41
• 3.3 案例分析41-49
• 3.3.1 生成RTM注射压力决策表41-42
• 3.3.2 属性约简42-43
• 3.3.3 相似度计算43-44
• 3.3.4 生成初始种群44-45
• 3.3.5 遗传操作45-47
• 3.3.6 结果分析47-49
• 3.4 结语49-51
• 第4章 渗透率预报51-63
• 4.1 引言51
• 4.2 基本结构51-53
• 4.3 分型理论53-54
• 4.4 参数设计54-58
• 4.4.1 孔隙的实际长度与孔隙的弯曲分形维数54-56
• 4.4.2 孔隙率和孔隙的结构分形维数56
• 4.4.3 最大孔隙等效直径56-58
• 4.5 案例分析58-59
• 4.6 实验验证59-62
• 4.7 结语62-63
• 第5章 浇口位置优化63-77
• 5.1 引言63-64
• 5.2 技术路线64-70
• 5.2.1 评价浇口位置选取好坏的标准64-65
• 5.2.2 将控制方程转化为有限元方程65-70
• 5.3 算例分析70-76
• 5.4 结语76-77
• 结论77-79
• 1 主要结论77-78
• 2 未来展望78-79
• 参考文献79-86
• 致谢86-87
• 攻读硕士期间发表（含录用）的学术论文87-88

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 郑占明,刘春太,申长雨;基于遗传算法的注塑模注射速率优化[J];工程塑料应用;2002年07期

2 王鑫;李海梅;杜林芳;;模具结构和熔体温度对PC透明制品性能的影响[J];工程塑料应用;2008年01期

3 益小苏;张明;安学锋;刘立朋;;先进航空树脂基复合材料研究与应用进展[J];工程塑料应用;2009年10期

4 余晓容;卜建辉;申长雨;;RTM工艺充填过程的动态仿真[J];工程塑料应用;2011年05期

5 欧阳能;方晓敏;王嵘;;运用Rough集理论研究工艺变量对RTM产品质量的影响(英文)[J];玻璃钢/复合材料;2008年03期

6 杜善义;关志东;;我国大型客机先进复合材料技术应对策略思考[J];复合材料学报;2008年01期

7 戴福洪;张博明;杜善义;;用均匀化方法预报平纹织物的渗透率[J];复合材料学报;2009年02期

8 翟明,顾元宪,申长雨;注塑成型充填过程中注射速率的优化设计[J];高分子学报;2003年01期

9 李阳;赵朋;李德群;周华民;严波;;基于表面网格的塑料注射成型浇口位置优化[J];高分子材料科学与工程;2011年09期

10 蒋炳炎;申瑞霞;沈龙江;胡建良;;注射成型工艺参数对微结构零件复制度的影响[J];光学精密工程;2008年02期

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本文编号：1129488