氣體輔助注射成型穿透機(jī)理及工藝優(yōu)化方法研究.pdf

1、氣體輔助注射成型技術(shù)（Gas-Assisted Injection Molding，簡稱GAIM）由于能克服傳統(tǒng)注射成型過程中一些不可避免的缺陷，而得到越來越廣泛的應(yīng)用。但由于氣體的引入，GAIM成型工藝條件變得較為復(fù)雜，因此有必要針對其工藝特點(diǎn)進(jìn)行深入的研究和分析，從而更好地指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐。本文在對氣輔成型過程進(jìn)行數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上，研究了工藝參數(shù)對氣體穿透行為的影響，提出了基于Kriging代理模型和APSO算法相耦合的工藝優(yōu)化策略，并

2、通過兩個(gè)算例驗(yàn)證所提策略的有效性。論文的主要工作包括：
　　 1、簡要介紹氣輔注射成型技術(shù)及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。包括所需設(shè)備及材料、工藝工程、仿真技術(shù)及數(shù)學(xué)模型等多個(gè)方面。
　　 2、基于數(shù)值仿真結(jié)果的氣體穿透行為研究。利用三維網(wǎng)格模型，分別考察三種典型拐角處氣道結(jié)構(gòu)的氣輔制件。以氣體穿透相對深度和最大氣指高度作為評價(jià)指標(biāo)來研究氣體穿透行為，通過Taguchi實(shí)驗(yàn)研究六個(gè)工藝參數(shù)（熔體溫度、模具溫度、熔體預(yù)注射量、氣體壓力、

3、氣體注射延遲時(shí)間和氣體注射時(shí)間）對制品件氣體穿透長度和“氣指”缺陷的影響，利用方差分析法（ANOVA）分析出各影響因素的敏感性，并利用單因素分析法分析各個(gè)工藝參數(shù)對氣體穿透行為的影響趨勢。
　　 3、基于代理模型的GAIM工藝參數(shù)優(yōu)化策略。對目前使用較多的幾種代理模型及其實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法（DOE）和優(yōu)化算法進(jìn)行了分析與對比。在此基礎(chǔ)上提出了基于Kriging代理模型和自適應(yīng)粒子群算法（APSO）相耦合的優(yōu)化策略及相應(yīng)的優(yōu)化流程。并將

4、所設(shè)計(jì)的優(yōu)化策略運(yùn)用到兩個(gè)典型氣輔制件（汽車后視鏡和汽車地圖袋）的工藝過程中，前者代表單目標(biāo)優(yōu)化問題，后者代表多目標(biāo)優(yōu)化問題。
　　 (1)汽車后視鏡算例根據(jù)此件的實(shí)際特點(diǎn)，氣指影響非常小，因此僅以氣體穿透深度為優(yōu)化目標(biāo)進(jìn)行工藝優(yōu)化。與傳統(tǒng)正交試驗(yàn)的優(yōu)化的結(jié)果相比，所設(shè)計(jì)的優(yōu)化策略找到的優(yōu)化值明顯好于前者。并利用遺傳算法(GA)、直接搜索算法(DSM)、模擬退火算法(SAA)和自適應(yīng)粒子群(APSO)算法分別對所得Krigin