快速模具模塑成形的數(shù)值分析及過(guò)程智能控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、本文基于快速模具模塑成形的機(jī)理和工藝特點(diǎn)，運(yùn)用數(shù)值分析技術(shù)、現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)技術(shù)以及智能控制技術(shù)著重研究了制品反應(yīng)模塑過(guò)程影響因素的數(shù)值分析方法、工藝參數(shù)優(yōu)化方法以及成形過(guò)程的智能控制系統(tǒng)，并進(jìn)行了大量的實(shí)例仿真。主要的研究成果歸納如下： ①分析了RT模塑成形的典型工藝過(guò)程并歸納了工藝特點(diǎn)；從成形方法、原料體系及充模與固化的物理、化學(xué)變化出發(fā)，全面分析了RT模塑成形機(jī)理；給出了RT模塑成形技術(shù)體系，結(jié)合控制成形質(zhì)量的需求闡述并詳細(xì)分析了

2、工藝參數(shù)優(yōu)化技術(shù)、成形過(guò)程的數(shù)值分析技術(shù)及智能控制技術(shù)、成形精度控制技術(shù)和成形材料的改性技術(shù)等RT模塑成形的關(guān)鍵技術(shù)。 ②分析了RT模塑充模過(guò)程的特點(diǎn)及影響充模質(zhì)量的主要工藝因素，提出了基于數(shù)值仿真及正交實(shí)驗(yàn)技術(shù)的反應(yīng)模塑充模工藝參數(shù)組合優(yōu)化方法。以模具填充結(jié)束時(shí)的平均體積轉(zhuǎn)換率和平均剪切速率作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，通過(guò)設(shè)計(jì)正交仿真實(shí)驗(yàn)方案，在定量分析主要工藝參數(shù)對(duì)充模過(guò)程影響程度的基礎(chǔ)上，確定最優(yōu)工藝參數(shù)組合。分析實(shí)例證明了該方法的實(shí)用

3、性和可靠性。該方法的特點(diǎn)是可針對(duì)每一具體產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果直觀，可比性強(qiáng)。所采用的實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)來(lái)源于經(jīng)驗(yàn)推薦值，因而對(duì)于反應(yīng)模塑充模工藝參數(shù)的優(yōu)化具有普遍性。 ③快速模具低壓灌注成形具有熱固性材料低壓反應(yīng)注射成形的特點(diǎn)，在充模完成后的數(shù)十秒時(shí)間內(nèi)除了化學(xué)反應(yīng)之外，還伴隨有快速相分離、氫鍵化等，體系十分復(fù)雜。在分析低壓灌注成形特點(diǎn)及影響因素的基礎(chǔ)上，建立了分析成形過(guò)程的數(shù)值計(jì)算模型，提出了分析成形過(guò)程中反應(yīng)體系的溫度及

4、反應(yīng)程度的變化和分布規(guī)律的數(shù)值方法。實(shí)例分析的結(jié)果驗(yàn)證了計(jì)算模型的正確性及數(shù)值分析方法的可行性。分析結(jié)果揭示了主要工藝參數(shù)對(duì)成形過(guò)程的影響及其影響程度，對(duì)于定性定量地確定成形工藝參數(shù)具有重要的理論指導(dǎo)意義，為進(jìn)一步開(kāi)發(fā)熱固性材料低壓反應(yīng)模塑成形分析軟件奠定了基礎(chǔ)。 ④為使加工過(guò)程能按照優(yōu)化的工藝進(jìn)行，與工藝優(yōu)化的研究相配合，以平均注射流速為控制變量，建立了具有在線學(xué)習(xí)能力的快速模具低壓灌注神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)；給出了控制規(guī)則及基于數(shù)

5、值分析的規(guī)則優(yōu)化方法；設(shè)計(jì)了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)整定的PID自校正控制器。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)以BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)整定的PID自校正控制器與RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)辨識(shí)器構(gòu)成系統(tǒng)智能調(diào)速控制器，可通過(guò)對(duì)系統(tǒng)性能的學(xué)習(xí)獲得控制器最佳參數(shù)(kp，ki，kd)組合，實(shí)現(xiàn)所期望的控制效果。系統(tǒng)對(duì)典型信號(hào)及給定控制規(guī)則的仿真表明系統(tǒng)具有良好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性及抗干擾能力。為進(jìn)一步改善系統(tǒng)響應(yīng)性能，采用了分段積分作用遞減控制策略，并應(yīng)用于系統(tǒng)的性能改進(jìn)，仿真結(jié)果證明了該策略的