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基于CAE的汽车水室注塑工艺优化与模具设计
| 论文题名： | 基于CAE的汽车水室注塑工艺优化与模具设计 |
| 关键词： | 汽车水室;注塑成型;模具设计;CAD技术 |
| 摘要： | 在汽车轻量化的背景下，塑料以其质轻、性能优良的特性在汽车上的应用越来越广泛，汽车塑料件的产品质量也越来越受到企业的重视。近年来，CAD/CAE技术的广泛应用使得模具设计和工艺参数优化的效率大大提高，有效提高生产效率，越来越受到企业和研究者的重视。本文以某公司生产的汽车水室作为研究对象，借助CAD/CAE技术进行模具设计，运用Taguchi试验设计、响应面模型和遗传算法NSGA-II对工艺参数进行优化。 本研究主要内容包括：⑴概述了塑料在汽车上的应用及注塑成型工艺，重点分析了翘曲和收缩的产生机理及预防措施，介绍了CAE技术理论基础和CAE技术在注塑成型中的应用。将三维设计软件UG和模拟仿真软件Moldflow相结合，通过对汽车水室的成型过程进行模拟，结合模具设计准则，设计合理的模具结构，缩短模具开发进度。⑵将Taguchi试验设计与CAE技术相结合，以翘曲变形和顶出时体积收缩率为质量考核目标，分析模具温度、保压压力、保压时间、熔体温度及冷却时间对两指标的影响。通过均值分析可以分析出各参数对两指标的影响规律，经过变量分析，得出各因素对两指标的具体影响程度。随后，运用加权综合评分法，计算两指标各自所占的权重，初步选出兼顾两指标的工艺参数组合。⑶正交试验只是区域优化，为得到更合理的工艺参数，在 Taguchi试验优化的基础上，选出对综合质量影响最为显著的两个因素：保压压力和熔体温度，通过等径八边形试验设计，分别建立两指标的二阶响应面模型，并验证响应面模型的显著性，然后结合遗传算法 NSGA-II对工艺参数进行多目标寻优，得出最佳工艺参数组合。结合Moldflow软件，将最佳工艺参数组合进行模拟验证，所得试验值与响应面模型的预测值误差很小，并且优化结果比 Taguchi试验优化更明显。将优化后的工艺参数组合用于实际生产中，生产出满足质量要求的产品，充分验证模型预测的准确性及有效性，表明运用数值模拟技术，结合响应面模型与遗传算法，可为优化工艺参数和提升产品质量提供理论指导及依据。 |
| 作者： | 薛彤 |
| 专业： | 材料加工工程 |
| 导师： | 王雷刚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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