基于模拟仿真的多孔类塑料件熔接痕分类寻优策略.pdf

重庆大学硕士学位论文 中文摘要 摘 要 熔接痕缺陷是制约多孔类塑料件品质的关键因素，大量的研究致力于提升熔 接痕熔合质量，但鲜有文章从形成机理上对熔接痕进行区分，为根本性地改善熔 接痕的质量，论文就两大主要类别的熔接痕冷接痕和热接痕，根据其形成机理及 影响因素的不同建立了针对性的优化策略，即基于浇口尺寸和阀浇口时序控制的 冷接痕优化和基于多目标工艺参数优化的热接痕优化。主要研究内容如下展开： 首先，建立了基于仿真平台的熔接痕定量评价体系。为了实现仿真平台对熔 接痕熔合质量的定量表征，从熔接痕的形成机理分析，考虑了熔体熔合温度和汇 合角对熔接痕熔合质量的影响，联合流动前沿温度和汇合角建立了熔接痕基于仿 真平台的定量评价体系。并通过后续优化策略对其有效性进行验证，为熔接痕仿 真平台的评价体系的规范提供指导依据。 其次，基于浇口尺寸和阀浇口时序控制建立了冷接痕优化策略。针对冷接痕 的位置控制，分别建立了一种由极限法判定可行性、实验设计寻优的浇口尺寸控 制实现冷接痕位置小范围控制的方法，和一种借助逼近速度匹配法和实验设计寻 优的阀浇口时序控制实现冷接痕任意位置控制的方法，有效提升了冷接痕位置优 化效率。针对冷接痕的消除，确定了一种更为准确的阀浇口延迟时间的判定依据， 以此指导阀浇口时序优化实现了冷接痕消除。 再者，基于工艺参数多目标优化制定了热接痕优化策略。为了实现工艺参数 的快速寻优，建立了一种联合拉丁超立方（LHS ）、克里金插值算法（Kriging ）、 反向传播神经网络（BPNN ）、非支配遗传算法（NSGA-II ）和逼近理想解排序法 （TOPSIS ）的多目标优化策略。首先，采用LHS 安排实验方案，其次，为了建立 能够高精度映射工艺参数与优化目标之间影响关系的代理模型，建立了BPNN 和 Kriging 两种代理模型，并提出了代理模型精度评估策略，采用整体精度测试和单 因素验证两步法充分对比分析了代理模型的预测精度，确定精度更高Kriging 模型 为代理模型，最后联合NSGA-II 和TOPSIS 算法确定了工艺参数的Pareto 前沿最 优解。 最后，运用多孔板成型实例验证了所提出的熔接痕分类优化策略的有效性。 模拟仿真和生产实验共同表明，论文所建立的熔接痕基于仿真平台的定量评价体 系能有效衡量熔接痕的熔合质量，同时所提出的熔接痕分类优化策略能有效实现 熔接痕的优化，使得多孔板的成型品质得到显著改善，可推广到同类多孔塑料制 件的熔接痕优化问题中。 关键词：熔接痕；定量评价体系；阀浇口时序控制；代理模型；遗传算法 I 重庆大学硕士学位论文 英文摘要 Abstract Weld line is the major factor restricting the quality of multi-hole plastic parts. Plenty of research has been devoted to improving the quality of weld line. However, few papers have distinguished the weld line from the formation mechanism. In order to improve the quality of weld line fundamentally, this paper has established the targeted optimization strategy of for two main categories of weld line respectively, cold and hot weld line, according to their different formation mechanism and diverse influ