基于遗传算法和Moldflow的双色成型注塑模具浇注系统最优化的研究

论文摘要

在注塑产品制造过程中,熔融塑料在型腔内的流动状态是影响产品最终质量的最主要因素,而浇注系统在注塑模具中起到了传递熔体的作用,浇注系统是否合理,将直接影响到熔体的流动状态。通常浇注系统的设计是依靠设计人员的经验,通过现场不断的试模、修模来调整浇口、流道的尺寸,以找到符合需求的设计。但对于形状复杂和高表面质量的要求,需要非常精确的浇注系统尺寸时,往往经验设计无法做到。熔接线和翘曲就是棘手的问题。本文针对数码播放器上壳双色成型注塑模具的特殊性,将数值模拟和遗传算法相结合,运用遗传算法作为全局性搜索工具,先用测试函数验证遗传算法程序的正确性和有效性,接着利用AMI软件在注塑模拟分析上的能力,搜索数码播放器最优的流道几何参数,并求得符合熔接线生成位置、翘曲量和用料量要求的最佳优化工艺方案。首先,本课题完成了双色成型注塑模具的模流分析,获得了产品熔接线和翘曲量的缺陷参数,以及流道的位置参数。其次,建立了优化上述参数的模型,包括熔接线的消除、翘曲量的降低和流道位置的优化。最后将优化结果与原始设计作了比较,证明了本课题的优势所在和实用性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 工程背景
• 1.2 发展现状
• 1.2.1 双色成型技术
• 1.2.2 AMI（Autodesk Moldflow Insight）外部接口技术
• 1.2.3 最优化方法
• 1.3 本文主要工作及章节安排
• 1.3.1 本文主要工作
• 1.3.2 本文章节安排
• 1.4 本章小结
• 第2章 遗传算法
• 2.1 遗传算法的基本用语
• 2.2 基本遗传算法
• 2.2.1 基本遗传算法的数学模型
• 2.3 基本遗传算法的步骤
• 2.3.1 染色体编码与解码
• 2.3.2 个体适应度值评估
• 2.3.3 遗传操作
• 2.3.4 基本遗传算法的控制参数
• 2.4 遗传算法的测试方程
• 2.5 本章小结
• 第3章 双色成型注塑模具浇注系统设计
• 3.1 双色成型原理
• 3.2 双色成型塑件的主要缺陷问题
• 3.2.1 收缩凹陷（缩水）
• 3.2.2 熔接线
• 3.2.3 翘曲与体积收缩
• 3.2.4 粘合不牢
• 3.3 双色/双料模具设计与制造注意要点
• 3.3.1 模具尺寸
• 3.3.2 唧嘴
• 3.3.3 缩水
• 3.3.4 配合面接触
• 3.3.5 胶料结合
• 3.4 双色模具的浇注系统
• 3.4.1 浇口
• 3.4.2 流道
• 3.5 双色件模流分析
• 3.5.1 成型设计方法
• 3.5.2 双色成型数码产品的流道几何参数设定
• 3.6 本章小结
• 第4章 结合Moldflow 与GA 的多目标设计
• 4.1 多目标函数
• 4.1.1 翘曲量目标函数
• 4.1.2 体积目标函数
• 4.1.3 基于权重法的浇口位置目标函数
• 4.1.4 结合惩罚函数的熔接线目标函数
• 4.2 AMI 与GA 的结合
• 4.2.1 染色体个体定义
• 4.2.2 生成AMI 文件
• 4.3 目标函数的适应值定义
• 4.4 本章小结
• 第5章 基于Moldflow 的流道优化系统开发
• 5.1 优化系统开发
• 5.1.1 染色体的编码与解码
• 5.1.2 VB 调用AMI 和Matlab 应用程序
• 5.1.3 AMI 循环模流分析
• 5.1.4 VB 读取AMI 的XML 数据文件
• 5.1.5 系统界面
• 5.2 控制参数
• 5.2.1 遗传算法控制参数
• 5.2.2 产品模型控制参数
• 5.3 优化结果
• 5.3.1 流道系统变量参数与适应值变化曲线
• 5.3.2 浇口位置和尺寸的优化结果
• 5.3.3 优化结果与原始设计的比较
• 5.4 本章小结
• 结论与未来期望
• 结论
• 未来期望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢
• 详细摘要