注塑机拉杆应力的超声波在线测量及其在注射成形中的应用
发布时间：2021-04-05 07:10
注塑机拉杆应力的在线测量,可提高注塑机的工作寿命,提升注射成形制品质量,降低生产成本,对聚合物注射成形具有十分重要的意义。本文提出了一种在线测量注塑机拉杆应力,并应用于注塑机锁模力和模具型腔压力检测的超声波测量新方法。该方法具有无损、在线、经济的优点,适宜工业推广。本文的主要研究内容如下:1、在分析注塑机工作原理和声弹性现象的基础上,建立了超声波在线测量注塑机拉杆应力的数学方法。明确了两个关键参数:超声波传播时间差与声弹性系数的计算方法。设计并搭建了注塑机拉杆应力的超声波测量系统和辅助验证系统。2、验证了注塑机拉杆应力的超声波测量方法的正确性与有效性,并讨论了探头晶元直径、超声频率和采样频率对超声波测量结果的影响关系。同时,为使该超声方法满足工业推广应用,分析了不同尺寸模具、不同规格注塑机、环境温度和工作时长对测量精度的影响规律。所有结果中超声波方法和应变计方法测得拉杆应力差方的最大值为2.318（MPa）2,超声波方法测得拉杆应力标准差的最大值为0.080MPa。3、建立了超声波在线测量注塑机锁模力的数学方法,搭建出超声波测量装置和辅助验证系统。测量实验结果表明,该方法可准确测量出注...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２锁模力测量特殊模具和锁模力优化示意图１１１１??
模工业化推广应用。主要是因为磁附式应变计方有三个不可避免的缺点，详述如下：（１）??磁附式应变计阻碍生产。依照磁附式应变计的安装方式，只能安装在拉杆和模具相重合的??位置处，如图１．３?（ｃ）所示，这样会阻碍开模时注射成形制品的收取。（２）磁附式应变计??不适宜长期工作。磁附式应变计靠磁力贴合在注塑机拉杆上，因为磁力有哏，导致长期工??作会影响测量精度，因此适合短时间测量，不适合长期测量。（３）磁附式应变计价格昂贵，??如果大规模工业应用，势必增加设备成本。??１．２．２数学模拟法??日本金沢大学ＳａｔｏｓｈｉＫｉｔａｙａｍａ科研团队提出了一种利用计算机辅助工程（ＣＡＥ）来??计算注射成形工艺过程中的最佳拉杆应力的方法。该项研究借助于Ｍ〇］ｄｅｘ３Ｄ软件，采用??顺序优化算法（ＳＡＯ），用新的采样点重复构造和优化响应面，并采用径向基函数（ＲＢＦ）??网络对ＳＡＯ进行辨识、采用少量仿真运行对帕累托边界进行辨识，在短射约束条件下做??体积收缩最小化和拉杆应力最小化的多目标优化，详细仿真原理如图１．４?（ａ）所示。数值??结果表明
西班牙Ｘａｂｉｅｒ?Ｍｅｎｄｉｂｉ丨教授设计了一种独特的内置式模具型腔压力传感器，并将测得??的型腔压力曲线和数学算法相结合，建立了注塑阶段和控制策略相结合的新控制方法。在??该项研究中，如图１．５?（ａ）所示，将压力传感器置于微模具内的销或顶出杆部位，在不破??坏微模具内部结构的同时，借助于其他方式得到了型腔压力。该项研究发现流道压力和微??模具型腔压力均与微零件的注塑质量有密切的关系。两处的压力值越高，获得的微零件的??质量越高，诸如质量损失等缺陷越少。如图１．５?（ｂ）所示，布置在流道和微模具型腔中的??传感器在微零件质量水平评价方面表现出相似的性能［２４］，证明该方法对模具的安装位置并??不敏感。??＊）?的?归）?Ｒｕｎｎ？＜?ｐｒ？？？ｕｒ？＾ｊ＜１?ｑｕａｌｉｔｙ?ｈｎｌｏｇｒＭ?ｂ）?Ｃａｖｉｔｙ?ｐｒ？？ｔｗｒ？ｆｐａｎ?ｑｕａＨｔｙ?Ｍｔｔｏｇｒｗｎ??“咖ＬｉＪｊｌｌｉｌｋ＂??Ｍ２?Ｍ３?３０Ｊ?？？２?４０Ｊ?＊？：?Ｓ〇３?Ｈ＞??（ａ）?（ｂ）??图１．５利用压力传感器测量型腔压力，提高注射成形制品的质量结果图１２４１??５??
【参考文献】：
期刊论文
[1]声弹性法测量铝合金预拉伸板中的应力[J]. 王晓,史亦韦,梁菁,何方成,陶春虎. 材料工程. 2015(12)
[2]岩土超声波测试研究进展及应用综述[J]. 王宇,李晓,胡瑞林,武艳芳,高玮. 工程地质学报. 2015(02)
[3]超声波在线检测聚合物材料在流变仪中的挤出行为（Ⅱ）[J]. 赵丽娟,钟琴,庄红军,孙志刚. 高分子材料科学与工程. 2014(04)
[4]超声波在线检测高分子材料在流变仪中的挤出行为（I）[J]. 赵丽娟,许琪,姚燕青,郭少云. 高分子材料科学与工程. 2013(08)
[5]基于超声波测量技术聚合物精密挤出成型制品质量精度的控制方法[J]. 许红,朱群雄,吴大鸣. 塑料. 2012(05)
[6]利用模腔熔体温度进行注射成型v/p转压实验[J]. 王建,谢鹏程,丁玉梅,杨卫民. 高分子材料科学与工程. 2011(10)
[7]v/p转压方式对注塑制品质量重复精度的影响[J]. 王建,谢鹏程,丁玉梅,杨卫民. 高分子材料科学与工程. 2011(06)
[8]自适应灰度门限法在水面图像分割中的应用[J]. 陈长风,黄萍萍,王建华. 现代电子技术. 2011(12)
[9]超声纵波法测试铝合金的内部应力[J]. 徐颖梅,董师润,魏勤. 科学技术与工程. 2010(33)
[10]注塑机锁模力测量新技术[J]. 陈金伟,Bruno Schlaepher. 工程塑料应用. 2010(02)
本文编号：3119380
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２锁模力测量特殊模具和锁模力优化示意图１１１１??
模工业化推广应用。主要是因为磁附式应变计方有三个不可避免的缺点，详述如下：（１）??磁附式应变计阻碍生产。依照磁附式应变计的安装方式，只能安装在拉杆和模具相重合的??位置处，如图１．３?（ｃ）所示，这样会阻碍开模时注射成形制品的收取。（２）磁附式应变计??不适宜长期工作。磁附式应变计靠磁力贴合在注塑机拉杆上，因为磁力有哏，导致长期工??作会影响测量精度，因此适合短时间测量，不适合长期测量。（３）磁附式应变计价格昂贵，??如果大规模工业应用，势必增加设备成本。??１．２．２数学模拟法??日本金沢大学ＳａｔｏｓｈｉＫｉｔａｙａｍａ科研团队提出了一种利用计算机辅助工程（ＣＡＥ）来??计算注射成形工艺过程中的最佳拉杆应力的方法。该项研究借助于Ｍ〇］ｄｅｘ３Ｄ软件，采用??顺序优化算法（ＳＡＯ），用新的采样点重复构造和优化响应面，并采用径向基函数（ＲＢＦ）??网络对ＳＡＯ进行辨识、采用少量仿真运行对帕累托边界进行辨识，在短射约束条件下做??体积收缩最小化和拉杆应力最小化的多目标优化，详细仿真原理如图１．４?（ａ）所示。数值??结果表明
西班牙Ｘａｂｉｅｒ?Ｍｅｎｄｉｂｉ丨教授设计了一种独特的内置式模具型腔压力传感器，并将测得??的型腔压力曲线和数学算法相结合，建立了注塑阶段和控制策略相结合的新控制方法。在??该项研究中，如图１．５?（ａ）所示，将压力传感器置于微模具内的销或顶出杆部位，在不破??坏微模具内部结构的同时，借助于其他方式得到了型腔压力。该项研究发现流道压力和微??模具型腔压力均与微零件的注塑质量有密切的关系。两处的压力值越高，获得的微零件的??质量越高，诸如质量损失等缺陷越少。如图１．５?（ｂ）所示，布置在流道和微模具型腔中的??传感器在微零件质量水平评价方面表现出相似的性能［２４］，证明该方法对模具的安装位置并??不敏感。??＊）?的?归）?Ｒｕｎｎ？＜?ｐｒ？？？ｕｒ？＾ｊ＜１?ｑｕａｌｉｔｙ?ｈｎｌｏｇｒＭ?ｂ）?Ｃａｖｉｔｙ?ｐｒ？？ｔｗｒ？ｆｐａｎ?ｑｕａＨｔｙ?Ｍｔｔｏｇｒｗｎ??“咖ＬｉＪｊｌｌｉｌｋ＂??Ｍ２?Ｍ３?３０Ｊ?？？２?４０Ｊ?＊？：?Ｓ〇３?Ｈ＞??（ａ）?（ｂ）??图１．５利用压力传感器测量型腔压力，提高注射成形制品的质量结果图１２４１??５??
【参考文献】：
期刊论文
[1]声弹性法测量铝合金预拉伸板中的应力[J]. 王晓,史亦韦,梁菁,何方成,陶春虎. 材料工程. 2015(12)
[2]岩土超声波测试研究进展及应用综述[J]. 王宇,李晓,胡瑞林,武艳芳,高玮. 工程地质学报. 2015(02)
[3]超声波在线检测聚合物材料在流变仪中的挤出行为（Ⅱ）[J]. 赵丽娟,钟琴,庄红军,孙志刚. 高分子材料科学与工程. 2014(04)
[4]超声波在线检测高分子材料在流变仪中的挤出行为（I）[J]. 赵丽娟,许琪,姚燕青,郭少云. 高分子材料科学与工程. 2013(08)
[5]基于超声波测量技术聚合物精密挤出成型制品质量精度的控制方法[J]. 许红,朱群雄,吴大鸣. 塑料. 2012(05)
[6]利用模腔熔体温度进行注射成型v/p转压实验[J]. 王建,谢鹏程,丁玉梅,杨卫民. 高分子材料科学与工程. 2011(10)
[7]v/p转压方式对注塑制品质量重复精度的影响[J]. 王建,谢鹏程,丁玉梅,杨卫民. 高分子材料科学与工程. 2011(06)
[8]自适应灰度门限法在水面图像分割中的应用[J]. 陈长风,黄萍萍,王建华. 现代电子技术. 2011(12)
[9]超声纵波法测试铝合金的内部应力[J]. 徐颖梅,董师润,魏勤. 科学技术与工程. 2010(33)
[10]注塑机锁模力测量新技术[J]. 陈金伟,Bruno Schlaepher. 工程塑料应用. 2010(02)
本文编号：3119380
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