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汽车三色固定侧尾灯灯罩注塑工艺参数多目标优化与模具设计
| 论文题名： | 汽车三色固定侧尾灯灯罩注塑工艺参数多目标优化与模具设计 |
| 关键词： | 多色注塑;多目标优化;模具设计;尾灯灯罩;注塑工艺 |
| 摘要： | 随着生产能力的提高和私家车的普及,汽车车灯在满足使用性能的同时也要贴合人们对其高品位、高档次的追求。因此，多色注塑成型越来越广泛地应用于车灯生产。由于成型难度大,目前多色注塑已成为注塑成型技术一大热门研究方向。本文以典型三色注塑件——汽车三色固定侧尾灯灯罩作为研究载体，结合CAE理论，对产品进行结构优化，模具设计以及工艺参数多目标优化，具体研究内容如下： （1）根据产品特点确定注射顺序与材料选择，得到了良好的结合面。针对第一射条状塑件易变形的特点，对其进行静力学分析与拓扑优化。优化前第一射翘曲3.160mm，重量133.82g；优化后第一射翘曲2.943mm，重量129.92g，证明经过优化，第一射部件刚度提升，重量减少。然后结合CAE分析结果与模具设计理论设计一套三色固定侧尾灯灯罩注塑模具。 （2）其次以模具温度、第一射与第二射熔体温度、第一射与第二射保压压力和保压时间为设计变量，以第一射与第二射体积收缩率和总翘曲为输出变量，利用最优拉丁超立方抽样法抽取试验样本，通过Moldflow分析得到试验数据；基于Kriging插值法建立工艺参数和质量指标的近似模型，分析各工艺参数对第一射、第二射体积收缩与总翘曲的影响方式。 （3）接着以提高三色固定侧尾灯灯罩质量为目的，在建立的Kriging模型基础上分别利用全局优化算法PSO算法和多岛遗传算法（MIGA）进行多目标优化，并对二者得到的最优解进行分析比较。研究发现，MIGA全局优化效果更好，迭代后期目标函数收敛，并在Pareto解集中寻得最优解。 （4）利用两种算法所得参数与Moldflow模拟验证，发现MIGA优化结果精度更高，优化结果为：第一射体积收缩率为9.214%，第二射体积收缩率为6.477%，总翘曲为1.936mm，对应工艺参数组合为：模具温度50℃、第一射熔体温度244℃、第二射熔体温度243℃、第一射保压压力42MPa，第二射保压压力48MPa，保压时间11s。 （5）最后，利用所得工艺参数进行生产验证，得到质量良好的产品：零件表面光滑，未见凹坑与缩痕；经三维扫描仪检测，优化前翘曲为2.556mm，优化后翘曲为2.107mm，降低17.8%。证明结合Kriging模型与MIGA可为三色注塑成型工艺寻优提供帮助，具有良好的实际应用价值。 |
| 作者： | 魏翔宇 |
| 专业： | 材料科学与工程 |
| 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： | 2021 |
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