论文部分内容阅读
CAE技术在注塑成型中的应用越来越广泛,CAE辅助产品设计、模具设计和工艺设定的作用也得到越来越充分的体现。但是,在利用CAE软件进行研究和分析的过程中,由于不能有效地对CAE分析的场量信息进行评价,导致CAE技术的发展受到阻碍。当前,对CAE分析的场量信息的评价还主要依靠分析员的经验,评价过程对分析员知识水平的依赖程度高,评价的质量得不到保证。由于评价的尺度大多靠分析员主观掌握,不同分析员的评价结论往往呈现很大的差异。各个质量缺陷的评价准则也没有统一的规范,评价过程的自动化、智能化程度不高。CAE场量信息的评价环节,已经成为CAE技术应用的瓶颈,也是CAE技术有待发展的重要一环。建立完整有效的CAE场量信息评价体系,是摆在CAE分析和设计人员面前的重要任务。
本文基于Moldflow分析的场量信息,建立了注塑成型制品质量评价体系,解决了质量评价中的若干关键技术问题。将统计学、模糊数学和评价理论引入到评价体系当中,建立了质量缺陷评价的统计学指标,提出了以隶属函数描述制品质量需求的方法,阐述了因素评价方法和方案评价方法。
建立了基于知识的图形识别评价方法和基于UDM和XML的数学模型评价方法,并且探讨了基于CAE集成的虚拟质量检验方法。提出了图形识别评价方法的原则,建立了功能全面的图形识别评价工具,并进行了图形识别评价的因素分析。利用这些评价工具对多个质量缺陷进行评价,取得了直观、准确、快速的效果。基于UDM和XML的数学模型方法具有系统性和规范性的特点,通过构建CAE场量的数据结构和缺陷的评价算法,实现了评价过程的自动化,提高了评价的效率。基于CAE集成技术,并应用虚拟制品的质量检验方法,探讨了制品尺寸精度与力学强度的评价问题。这些评价方法为质量评价提供了有效的手段。
着眼于在设计和分析阶段控制注塑制品的质量,本文建立了熔体流动与制品质量的关系模型,对不充分流动、过度流动和非常规流动引起的各种流动缺陷进行了评价。通过构造倒流、短射、喷射、滞流、过度充填和不平衡流动的图形识别评价模型和数学评价模型,以及建立相应的评价算法,提高了评价的准确性和自动化程度。为预测喷射缺陷,本文探讨了喷射的评价原理,建立了喷射的湍流评价方法,为预测喷射提供了手段。当前的CAE分析不能预测流涎现象,本文研究了流涎的成因,首次提出利用补隙法评价流涎。经过实例验证,表明这些方法是切实可行的,提高了质量评价的能力和效率。
由于CAE分析获得的外观质量信息呈现很大的不完备性,使得外观质量的评价出现了很多困难。本文改进了气泡的评价方法,建立了评价气泡严重性的因子方程,为气泡信息的评价提供了充要条件,提高了气泡评价的准确性。通过构造气泡的数学评价模型,建立了气泡的评价算法,提高了气泡评价的自动化程度。同时,依据理想气体方程,本文建立了预测气泡导致的焦烧的方法,揭示了气泡导致焦烧的可能性。对熔接线外观评价的研究还处于空白,本文首次通过Taguchi试验方法系统地研究了熔接线的外观可见性,全面考虑了熔接线的熔接历史信息,得出了影响熔接线外观的显著因素,获得了降低熔接线可见性的最优参数组合,并通过试验证明,如果熔接线熔合得很好,那么它们是不可见的。基于CIELab颜色空间理论,以色差作为评价熔接线可见性的指标,建立了评价熔接线可见性的回归方程。利用这种方法评价熔接线,更具科学性。另外,本文改进了熔接线强度的评价方法,建立了评价熔接线强度的数学模型,使得熔接线强度的评价更准确。对于缩痕的评价,以往都是靠分析员的经验确定评价尺外观度,缺少理论依据。本文利用外观检验原理和视觉检测方法,提出了确定缩痕评价尺度的公式,使得对缩痕的评价有所依据。文中还对收缩、翘曲等影响制品尺寸精度的缺陷进行了分析和评价,通过建立数学评价模型,提高了评价的自动化程度。
本文利用虚拟制品的质量检验方法,在实现CAE集成的基础上,研究了精密制品成型的控制和结构缺陷的力学评价。考虑了以往在确定制品尺寸时忽略的型腔条件,探讨了成型时型腔条件对制品精度的影响,提高了对制品尺寸精度的控制。研究了制品在残余应力下受冲击载荷的变形情况,使得对残余应力的评价由定性向定量转变,提高了残余应力评价的准确性。为改变以往只能定性地估计取向对制品模量的影响的状况,定量地探讨了取向对制品不同方向模量的影响,建立了取向度与弹性模量之间的关系方程。
本文基于Matlab软件平台,开发了基于CAE场量的注塑制品质量评价系统。这个系统能够根据CAE分析得出的信息,自动地对注塑成型过程中的主要缺陷进行评价,提高了评价的效率。系统中利用基于制品几何特征的方法进行质量定义,改进了以往基于整个制品定义质量需求的方法,不但消除了质量定义过约束和欠约束的现象,还有利于CAE分析对CAD造型的反馈和修改,提高了质量定义的准确性。通过两个实例验证,表明本系统具有准确性和可靠性。