基于功效系数法和Hopfield的注塑工艺参数预测分析研究

发布时间：2020-09-15 13:02

　　随着科学和技术的发展,中国载人航天取得了举世瞩目的成就。宇航服作为载人航天较为重要的一部分,能有效保护空间中高低温、太阳辐射和微流星等环境因素对人体的危害。而航天面罩作为宇航服中重要的组成部分,不仅保护航天员生命活动。但是在实际生产过程中,采用传统的注塑经验及尝试很难达到理想情况,不仅浪费原材料,而且试验周期长,无法满足快速生产的要求。随着注塑CAE技术的发展,采用软件模拟仿真就能从工艺条件、工艺参数等方面做出改进,及早发现缺陷,生产出较为理想的产品。本文以航天面罩为研究对象,采用美国GE公司生产的Lexan PC2730来进行生产,通过在实际使用过程中的分析,以翘曲、体积收缩率和剪切应力为优化目标,通过对CAE软件moldflow中的工艺参数进行分析比较,研究料温、模具温度、保压时间、保压压力、冷却时间、注射时间、注射压力等因素对注塑成型过程的影响,采用正交试验得出各优化目标的试验数据,并通过功效系数法极值和方差得出初步最佳工艺参数,然后通过Hopfield神经网络进行预测和仿真,从而分析得到最佳的工艺参数。具体研究内容如下:首先,由于需要对模型进行分析,所以将建立好的三维模型导入到moldflow软件中,通过一系列前处理,确定8种不同浇注系统,通过对8种浇注系统设计方案分析和比较,确定合适的浇注系统,通过选择合适的工艺参数,对航天面罩初始结果进行分析。其次,由于工艺参数众多,需要进行多组试验,采用正交试验减少试验次数,通过建立好的正交表格,采用L32(49),即做32次试验,可以观察9个因素,每个因素4水平。将建立好的表格代入moldflow软件中,得到不同参数下优化目标的值。然后,由于优化目标较多,无法选择出一组合适的工艺参数进行优化,采用功效系数法计算简单,可靠性高,将不同参数下优化目标值代入功效系数法公式中,由于各优化目标物理量不同,每个指标对制品的影响度也不同,需要确定每个指标的权重,首先要对各优化目标进行无纲量化处理,本文采用极值法对各优化目标进行无纲量化处理,通过标准离差法确定各优化目标权重,将计算好的权重代入功效系数法中,通过极值和方差分析比较,得到初步最佳参数。最后,需要在多组实验中选择出一组最优的工艺参数,采用Hopfield神经网络可以进行网络预测,减少试验次数,将工艺参数对应的评价指标分级,并将各个评价值的值作为各个等级的理想评价指标,得到理想的等级评价指标编码。进而通过四组试验进行学习,通过Hopfield神经网络得到仿真结果,得到第三组试验最优,其次为第一组试验,然后为第四组试验,最后为第二组试验。通过将工艺参数带入CAE中进行验证,对四组试验通过功效系数法得到各个评价指标值,对所得到的结果进行排序得到第三组试验最优,其次为第一组试验,然后为第四组试验,最后为第二组试验,与Hopfield神经网络训练对应的模型相同。说明Hopfield神经网络可行,可将Hopfield神经网络运用于注塑工艺参数上,比较得出最优的工艺参数,从而改进生产质量。
【学位单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TQ320.662;V46
【部分图文】：

分子取向,翘曲,不均衡,塑件

产生的原因子取向不均匀一定条件下，会存在分子取向。当液体状态下的塑料在注塑机高速通过喷嘴及模具流道时，长线性的高分子会顺着流动方向，一旦这些排列在塑料冷却固化之前来不及消除而留在固态塑取向及因此而产生的取向效应便保持下来了。由于塑料在模具，产生了翘曲变形。冷却分子链配

冷却不当导致塑件变形

面罩,航天,三维模型

图 3.1 航天面罩三维模型Fig 3.1 Three-dimensional model of space mask软件介绍展，有限元因其原理清楚，概念明确；应用范围用等特点，已逐步运用到计算机仿真软件中，而将塑件设计、模具结构设计、模具加工制造等复过模型的仿真，在电脑上通过仿真得出制品，并们所需的制品，不仅节省时间，节约原材料，而品，满足实际生产要求。该软件主要有以下几个w 软件进行仿真，可改善塑件物理以及化学方面的缩痕指数以及剪切应力，从而优化塑件结构，缩结构

【参考文献】