共注成型智能優(yōu)化與控制.pdf

1、聚合物共注成型工藝屬于三維、瞬態(tài)、非等溫多相分層流動(dòng)成型過程，由于多相分層流動(dòng)存在著各分層界面應(yīng)力之間的相互耦合，使得聚合物共注成型制品品質(zhì)是過程參數(shù)、聚合物流變性能參數(shù)和模具構(gòu)型的多變量、高度非線性的復(fù)雜函數(shù)。至今國內(nèi)外所有聚合物成型過程模擬的商業(yè)軟件仍無共注成型過程智能優(yōu)化功能，國內(nèi)外有關(guān)共注成型過程智能優(yōu)化理論的研究報(bào)道也極為罕見，由此可見，開展共注成型過程智能優(yōu)化理論的研究具有重要的理論研究價(jià)值和工程應(yīng)用價(jià)值。本文基于流變學(xué)理論

2、，建立了聚合物共注成型的準(zhǔn)三維非等溫純粘性的理論模型及其相適應(yīng)的高效有限元數(shù)值算法，并基于人工智能技術(shù)，提出了基于模擬退火法和多島遺傳算法的共注成型制品品質(zhì)和成型過程節(jié)能的智能優(yōu)化算法和技術(shù)，通過數(shù)值模擬和過程優(yōu)化，系統(tǒng)研究了共注成型制品品質(zhì)和成型過程節(jié)能的優(yōu)化工藝條件，主要取得如下成果： (1)針對(duì)聚合物共注成型過程的特點(diǎn)，基于聚合物流變學(xué)、流體動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)理論，經(jīng)合理假設(shè)，建立了聚合物共注成型的準(zhǔn)三維非等溫純粘性的理論模型

3、及其相適應(yīng)的高效有限元數(shù)值算法； (2)研究表明：共注成型過程的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)是多變量、高度非線性的復(fù)雜函數(shù)，而優(yōu)化又屬于多目標(biāo)優(yōu)化過程，因此，共注成型過程智能優(yōu)化理論和技術(shù)的研究是實(shí)現(xiàn)共注成型多參數(shù)多目標(biāo)高度非線性過程優(yōu)化的唯一途徑。 (3)提出了基于模擬退火法和多島遺傳算法的共注成型制品品質(zhì)和成型過程節(jié)能的智能優(yōu)化算法和技術(shù)，研究表明多島遺傳算法是實(shí)現(xiàn)共注成型制品尺寸精度、機(jī)械強(qiáng)度品質(zhì)和成型過程節(jié)能優(yōu)化的理想智能優(yōu)化控

4、制技術(shù)。 (4)研究表明模擬退火法和多島遺傳算法都是在全局范圍內(nèi)搜索變量，對(duì)于局部解的收斂情況有很好的避免效果，從而在全局范圍內(nèi)可以找到合適的優(yōu)化解。而且與田口法比較，由于可以施加約束條件，使得共注成型過程芯層熔體前沿突破現(xiàn)象的發(fā)生可以避免。 (5)通過共注成型過程的田口正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，并借助S/N比分析，研究了過程工藝條件諸參數(shù)對(duì)共注成型制品最大芯層熔體穿透深度的影響，通過方差分析，發(fā)現(xiàn)各過程工藝參數(shù)芯層熔體穿透深度影響