文档介绍：级——学位论文硕士学郑年月日授予单位代码学号或中请号密论文题目:基于参数化造型的挤出口模形状优化设计作者姓名:学科啵谷朝阳专业名称:材料加工工程导师姓名、职称:申长雨教授高峰副教授工学
摘要在挤出机头的设计中,影响挤出制品质量的参数众多,且变量之间的关系有关键词:塑料挤出成型参数化建模有限元法优化设计遗传算法在塑料挤出成型中,模头设计是一个重要的环节。挤出模头设计的好坏影响着制品的质量和生产效率等,因而研究挤出模头的优化设计显得尤为重要。所以对塑料熔体在模头内的流动情况进行数值分析和计算机模拟,并利用其分析结果进行挤出模头的优化设计,就有着重要的理论意义和实用价值。本文首先在对涂谀H问5幕∩希谌邢拊J捣治结果,引入最优化设计理论,以模具各功能段主要结构参数为设计变量梢园括材料的物性参数和挤出工艺参数M烦隹诮孛嫔细鞲鲎忧蚱骄魉俚木方差为优化目标函数,建立优化数学模型,采用不同的优化工具,最终使得塑料熔体在模头中的流动达到相对的平衡。该方法具有较强的适应性和实用性。时候很难用显函数表示出来。如何得到最优解,以及如何避免在产生最优解的过程中出现的诸如局部最优解,可行解的收敛性等问题,是工程优化的一些非常重要的问题,函待解决。而作为遗传算法恰好可以很好的解决这些问题,其原因在于遗传算法是一种强有力的、应用广泛的随机搜索优化技术,对很多传统方法难以解决的问题非常有效。本文就是利用遗传算法对挤出口模进行优化,在算法中各个个体的适应度由有限元软件治龅贸觥基于参数化造型的挤出口模形状优化设计
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基于参数化造型的挤出口模形状优化设计甀篹.
第一章绪论选题背景塑料挤出成型过程是将塑料在挤出机内塑化至熔融状态,在一定的压力作用下,使之通过具有一定形状的模头口模而形成为截面与口模形状相仿的连续体,而后通过定型模冷却定型为具有一定形状和尺寸的制品。挤出在热塑性塑料加工领域中,是一种变化多、用途广、在塑料加工中占很大比例的加工方法。由挤出制成的产品都是沿横截面移动的连续的材料,如管、板、丝、薄膜、电线电缆的涂覆等,挤出在热固性塑料加工中是很有限的塑料挤出过程可分为二个阶段:第一个阶段是使固态塑料通过加热使其成熔融态幢涑烧承粤魈并在加压下使其通过一定形状的口模而成为截面与口模形状相似的连续体;第二个阶段是通过冷却使挤出的连续体凝固成固体,即得所需的制品。挤出设备一般都是有挤出机、机头和口模、辅机等几部分组成的。挤出机按照塑料加工工艺的不同,可以将挤出工艺分为连续和间歇两种,前一种所用设备是螺杆式挤出机,后一种设备用柱塞式挤出机。用螺杆挤出机进行挤出时,装入料斗中的塑料,借转动的螺杆进入料筒中7ḿ烦霾恍枰<尤,由于料筒的外热以及塑料本身和塑料与设备间的剪切摩擦热,使塑料熔化而呈流动状态,与此同时,塑料还受螺杆的搅拌而均匀分散,并不断的前进。随后,塑料在口模处被螺杆挤出机外而形成连续体,经冷却凝固,成为产品。柱塞式挤出机的主要部件是一个料筒和一个有液压操纵的柱塞,操作时,先将一批己经塑化好了的塑料放在料筒内,而后借助柱塞的压力将塑料挤出口模外,料筒内塑料挤完后,就退出柱塞进行下次的操作。口模是安装在挤出机末端的有孔的部件,它使挤出物形成规定的截面形状,口模连接件是位于口模和料筒之问的那部分,这种组合装置有时候也称为机头或口模体。口模一般由口模分配腔、引流道和口模成型段三个功能各异的几何区组成。如图所示口模分配腔是把流入口模的聚合物熔体分配在整个横截面上,并承接由熔体输送设备出口送来的料流;引流道是使聚合物熔体呈流线型地流入最终的口模出
模形状设计和制品形状都有很重要的作用,但目前对此问题研究的还不够,特别在生产实践中,挤出成型原理和技术得到不断的深化和创新,设备正向着大口;口模成型段是赋予挤出物一适当的截面形状,并消除在前二区所产生的不均匀流动。影响口模设计的主要因素有:口模内部流道的设计、结构材料和温度控制均匀性。口模设计目的是在给定的尺寸均匀限度内在最高的可能产率下得到所需的制品形状。目前,口模设计是根据加工经验和理论分析相结合进行的。从流变学角度考虑,在设计前应计算:流量分布、压力降和停留时间,以及有无不稳定流动现象,以便决定流道尺寸。其次,根据制品的形状和尺寸、聚合物的热稳定性以及挤出生产线与口模的相对位置,选择口模的形式和结构。在这些工作的基础上就可以进行口模设计。实际上,聚合物熔体是粘弹性流体,它的离模膨胀对口是异形口模的设计仍需要借助实践经验。型化、高效率化、精密化,智能化以及专业化发展;计算机技术在挤出成型加工过程中的广泛使用使加工质量以及工艺控制水平不断的提高,但是与、挤出效率、加工精度、可靠性和成套性等方面与发达国家相比差距较大。专