随着产品不断向微型化方向发展,对微型产品加工精度和形状复杂度的要求也不断提高,传统中小型注塑机无法满足需求,微成型注塑机应运而生,而端面螺杆作为一种新型微成型注塑机的核心塑化部件,已成功应用于市场产品,但其理论研究成果较少。目前,国内外的最新研究成果主要讨论了传统单螺杆的结构设计方法在端面螺杆结构设计上的可行性,对端面螺杆结构参数进行了初步的分析,但对端面螺杆塑化性能的优化方法缺乏深入的研究。针对以上问题,本文就端面螺杆塑化性能的优化方法展开讨论,研究了端面螺杆塑化性能的多目标优化方法与应用。论文的主要研究内容如下:第一章首先介绍了端面螺杆结构及数值分析的国内外研究现状;其次概括了近似模型方法、多目标优化算法的国内外研究进展;最后给出本文的主要研究内容及架构。第二章首先分析了端面螺杆的工作原理,并构建了端面螺杆的三维模型;其次,对端面螺杆的固体输送阶段、熔融阶段和熔体输送阶段分别进行仿真实验,并分别对仿真结果进行讨论,分析了端面螺杆的物料输送特性。第三章首先分析了端面螺杆熔体输送阶段的多层级参数(结构参数、工艺参数);其次,基于流体仿真结果分析、量化了端面螺杆熔体输送阶段塑化性能评价指标—质量流率、压力梯度、单产能耗、最大剪切应力;最后,基于正交试验,提取出端面螺杆熔体输送阶段的可优化参数集合—螺旋槽深度、螺距、螺旋槽宽度和角速度。第四章首先基于最优拉丁超立方试验方法进行仿真试验,分析设计变量之间的交互效应;其次,基于归一化数据,构建了端面螺杆熔体输送阶段的响应面模型、克里格模型,训练了 BP神经网络模型;最后,基于误差分析的近似模型评价指标,选择BP神经网络近似模型替代端面螺杆熔体输送阶段的CFD仿真模型,进行端面螺杆熔体输送阶段的塑化性能优化研究。第五章首先确定了设计变量的可优化区间,基于多目标优化理论设计端面螺杆熔体输送阶段塑化性能优化问题的数学模型;其次,通过NSGA-Ⅱ对端面螺杆熔体输送阶段的BP神经网络近似模型进行优化,分析了 Pareto最优解集和Pareto前沿;最后,合理地选取一组最优解,对比优化前的塑化性能指标,验证了基于近似模型的多目标优化方法在端面螺杆优化问题上的可行性与准确性。第六章总结本文的主要研究内容和创新点,指出论文的不足之处,并展望论文需要继续深入研究的方向。本文对端面螺杆熔体输送阶段塑化性能进行多目标优化分析,通过对比优化前后的塑化性能指标可知,端面螺杆的塑化性能得到显著提升,验证了基于近似模型的多目标优化设计方法在端面螺杆优化问题上的可行性与正确性,为端面螺杆的结构优化设计提供理论指导。