基于CAE場量的注塑制品質(zhì)量評價研究.pdf

1、CAE技術(shù)在注塑成型中的應(yīng)用越來越廣泛,CAE輔助產(chǎn)品設(shè)計、模具設(shè)計和工藝設(shè)定的作用也得到越來越充分的體現(xiàn)。但是,在利用CAE軟件進(jìn)行研究和分析的過程中,由于不能有效地對CAE分析的場量信息進(jìn)行評價,導(dǎo)致CAE技術(shù)的發(fā)展受到阻礙。當(dāng)前,對CAE分析的場量信息的評價還主要依靠分析員的經(jīng)驗,評價過程對分析員知識水平的依賴程度高,評價的質(zhì)量得不到保證。由于評價的尺度大多靠分析員主觀掌握,不同分析員的評價結(jié)論往往呈現(xiàn)很大的差異。各個質(zhì)量缺陷的評

2、價準(zhǔn)則也沒有統(tǒng)一的規(guī)范,評價過程的自動化、智能化程度不高。CAE場量信息的評價環(huán)節(jié),已經(jīng)成為CAE技術(shù)應(yīng)用的瓶頸,也是CAE技術(shù)有待發(fā)展的重要一環(huán)。建立完整有效的CAE場量信息評價體系,是擺在CAE分析和設(shè)計人員面前的重要任務(wù)。
　　 本文基于Moldflow分析的場量信息,建立了注塑成型制品質(zhì)量評價體系,解決了質(zhì)量評價中的若干關(guān)鍵技術(shù)問題。將統(tǒng)計學(xué)、模糊數(shù)學(xué)和評價理論引入到評價體系當(dāng)中,建立了質(zhì)量缺陷評價的統(tǒng)計學(xué)指標(biāo),提出了以

3、隸屬函數(shù)描述制品質(zhì)量需求的方法,闡述了因素評價方法和方案評價方法。
　　 建立了基于知識的圖形識別評價方法和基于UDM和XML的數(shù)學(xué)模型評價方法,并且探討了基于CAE集成的虛擬質(zhì)量檢驗方法。提出了圖形識別評價方法的原則,建立了功能全面的圖形識別評價工具,并進(jìn)行了圖形識別評價的因素分析。利用這些評價工具對多個質(zhì)量缺陷進(jìn)行評價,取得了直觀、準(zhǔn)確、快速的效果?；赨DM和XML的數(shù)學(xué)模型方法具有系統(tǒng)性和規(guī)范性的特點,通過構(gòu)建CAE場量

4、的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和缺陷的評價算法,實現(xiàn)了評價過程的自動化,提高了評價的效率。基于CAE集成技術(shù),并應(yīng)用虛擬制品的質(zhì)量檢驗方法,探討了制品尺寸精度與力學(xué)強度的評價問題。這些評價方法為質(zhì)量評價提供了有效的手段。
　　 著眼于在設(shè)計和分析階段控制注塑制品的質(zhì)量,本文建立了熔體流動與制品質(zhì)量的關(guān)系模型,對不充分流動、過度流動和非常規(guī)流動引起的各種流動缺陷進(jìn)行了評價。通過構(gòu)造倒流、短射、噴射、滯流、過度充填和不平衡流動的圖形識別評價模型和數(shù)學(xué)評

5、價模型,以及建立相應(yīng)的評價算法,提高了評價的準(zhǔn)確性和自動化程度。為預(yù)測噴射缺陷,本文探討了噴射的評價原理,建立了噴射的湍流評價方法,為預(yù)測噴射提供了手段。當(dāng)前的CAE分析不能預(yù)測流涎現(xiàn)象,本文研究了流涎的成因,首次提出利用補隙法評價流涎。經(jīng)過實例驗證,表明這些方法是切實可行的,提高了質(zhì)量評價的能力和效率。
　　 由于CAE分析獲得的外觀質(zhì)量信息呈現(xiàn)很大的不完備性,使得外觀質(zhì)量的評價出現(xiàn)了很多困難。本文改進(jìn)了氣泡的評價方法,建立了

6、評價氣泡嚴(yán)重性的因子方程,為氣泡信息的評價提供了充要條件,提高了氣泡評價的準(zhǔn)確性。通過構(gòu)造氣泡的數(shù)學(xué)評價模型,建立了氣泡的評價算法,提高了氣泡評價的自動化程度。同時,依據(jù)理想氣體方程,本文建立了預(yù)測氣泡導(dǎo)致的焦燒的方法,揭示了氣泡導(dǎo)致焦燒的可能性。對熔接線外觀評價的研究還處于空白,本文首次通過Taguchi試驗方法系統(tǒng)地研究了熔接線的外觀可見性,全面考慮了熔接線的熔接歷史信息,得出了影響熔接線外觀的顯著因素,獲得了降低熔接線可見性的最優(yōu)

7、參數(shù)組合,并通過試驗證明,如果熔接線熔合得很好,那么它們是不可見的。基于CIELab顏色空間理論,以色差作為評價熔接線可見性的指標(biāo),建立了評價熔接線可見性的回歸方程。利用這種方法評價熔接線,更具科學(xué)性。另外,本文改進(jìn)了熔接線強度的評價方法,建立了評價熔接線強度的數(shù)學(xué)模型,使得熔接線強度的評價更準(zhǔn)確。對于縮痕的評價,以往都是靠分析員的經(jīng)驗確定評價尺外觀度,缺少理論依據(jù)。本文利用外觀檢驗原理和視覺檢測方法,提出了確定縮痕評價尺度的公式,使得

8、對縮痕的評價有所依據(jù)。文中還對收縮、翹曲等影響制品尺寸精度的缺陷進(jìn)行了分析和評價,通過建立數(shù)學(xué)評價模型,提高了評價的自動化程度。
　　 本文利用虛擬制品的質(zhì)量檢驗方法,在實現(xiàn)CAE集成的基礎(chǔ)上,研究了精密制品成型的控制和結(jié)構(gòu)缺陷的力學(xué)評價?？紤]了以往在確定制品尺寸時忽略的型腔條件,探討了成型時型腔條件對制品精度的影響,提高了對制品尺寸精度的控制。研究了制品在殘余應(yīng)力下受沖擊載荷的變形情況,使得對殘余應(yīng)力的評價由定性向定量轉(zhuǎn)變,提

9、高了殘余應(yīng)力評價的準(zhǔn)確性。為改變以往只能定性地估計取向?qū)χ破纺Ａ康挠绊懙臓顩r,定量地探討了取向?qū)χ破凡煌较蚰Ａ康挠绊?建立了取向度與彈性模量之間的關(guān)系方程。
　　 本文基于Matlab軟件平臺,開發(fā)了基于CAE場量的注塑制品質(zhì)量評價系統(tǒng)。這個系統(tǒng)能夠根據(jù)CAE分析得出的信息,自動地對注塑成型過程中的主要缺陷進(jìn)行評價,提高了評價的效率。系統(tǒng)中利用基于制品幾何特征的方法進(jìn)行質(zhì)量定義,改進(jìn)了以往基于整個制品定義質(zhì)量需求的方法,不但消