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《郑州大学》 2003年
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基于数值模拟的注塑成型工艺优化和制品性能研究

刘春太  
【摘要】: 聚合物加工过程是决定制品最终结构性能的中心环节,通过对成型过程数值模拟,研究加工条件的变化规律,预测材料成型过程中各种物理场的定量关系,实现成型过程的优化和控制,是当今聚合物加工研究的前沿课题。 论文针对注塑成型过程,以成型过程模拟—设计灵敏度分析—成型工艺优化—制品性能为主线,构造成型过程的数理模型,数值实现成型过程的动态分析和设计灵敏度分析,并将现代优化算法与数值模拟相结合优化工艺参数,数值和实验分析了工艺参数与制品性能之间的关系。主要工作包括: 1.从粘性流体力学的质量、动量和能量方程出发,针对塑料注射成型特点,通过对充模和保压过程物理变量和几何变量的量纲分析,建立了三维薄壁制件充模流动和保压过程的理论模型和控制方程。 2.论文采用FEM/FDM/CVM求解压力场、温度场以及熔体前沿的自动更替,数值分析不仅可以获得诸如充模模式、熔接线和气穴的位置、注射压力、保压压力和体积收缩的大小等重要的设计数据,而且可以获得不同时刻、不同位置模具内的温度、压力、剪切速率等物理量的变化与分布。 3.论文从注塑模充模过程控制方程出发,首次建立了成型过程物理场对设计参数瞬态连续灵敏度分析理论,并利用数值方法实现了注射充模过程压力场、温度场、速度场等物理场对设计参数的灵敏度计算。 4.论文首次将遗传算法和数值模拟技术相结合用于注塑成型注射速度的优化,确定了螺杆速度——行程曲线或MFA——充填百分比曲线中的最佳控制点,以及控制点处的螺杆速度或注射体积流率的最优值。 5.论文通过对相同工艺条件下熔体绕过不同障碍物数值和实验研究,发现决定PA66(Zytel70G33L)熔接线的强度主要因素是两股熔体相遇时的熔接角,熔接线强度会随着熔接角的增大而加强。 6.论文利用Taguchi方法设计了L9实验矩阵,分析了注射压力、熔体温度、注射流率和保压压力等工艺因素对具有熔接线和无熔接线试样的力学行为影响程度,预测了最优的拉伸强度和工艺条件,与实验取得了很好的一致。论文得到国家“863”计划项目(2002AA336120)“基于模拟仿真的聚合物成型加工—微观结构演化—制品质量控制的研究”资助
【学位授予单位】:郑州大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TQ320

【引证文献】
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1 黄富;谢飞鹏;;电加热注塑成型工艺在平板电视中的应用研究[J];模具技术;2010年02期
2 方子帆;许颖;;注塑螺杆熔体输送过程的工艺参数分析[J];轻工机械;2007年06期
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1 李熹平;快速热循环注塑模具及工艺关键技术研究[D];山东大学;2010年
2 段庆林;成型充填过程中非等温非牛顿粘性流动的ALE有限元与无网格自适应耦合模拟[D];大连理工大学;2007年
3 刘毅;热流道顺序注塑成型工艺改善制品熔接痕研究[D];华南理工大学;2009年
4 刘东雷;高光无痕注射成型工艺技术研究[D];南昌大学;2010年
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2 宾旭平;二次软胶制品的注塑工艺分析及模具设计[D];中南林业科技大学;2009年
3 卫炜;注塑成型工艺参数多目标优化设计[D];中南林业科技大学;2009年
4 房小艳;TIR-R聚光器的注塑成型过程仿真及优化[D];哈尔滨工业大学;2010年
5 尚欣;薄壁塑件的注射成型数值模拟及模具优化设计研究[D];重庆理工大学;2011年
6 张雪玲;成型工艺对注塑件品质的影响[D];郑州大学;2006年
7 路书芬;注塑成型工艺参数对制品质量影响的实验研究[D];郑州大学;2006年
8 鞠翠荣;基于CAE技术的注塑模注射速率反演研究[D];大连理工大学;2006年
9 袁艳丽;注射模流动平衡设计[D];大连理工大学;2006年
10 张国梁;基于CAE的注塑工艺参数优化及制件质量影响的研究[D];吉林大学;2006年
【参考文献】
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1 郑占明,刘春太,申长雨;基于遗传算法的注塑模注射速率优化[J];工程塑料应用;2002年07期
2 黄峡宏,周持兴;高分子粘弹性熔体注射成型非等温保压过程的模拟[J];上海交通大学学报;1999年02期
3 王利霞,申长雨,陈静波,刘春太;注塑充模过程中温度场的数值分析[J];中国塑料;2001年06期
4 余晓容,申长雨,刘春太,王利霞;衣架式口模设计灵敏度分析[J];中国塑料;2001年11期
【共引文献】
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1 申长雨,陈静波,刘春太,李倩;塑料成型加工讲座(第三讲) 成型加工过程中材料的性能[J];工程塑料应用;1999年05期
2 申长雨,陈静波,刘春太,李倩;塑料成型加工讲座(第五讲)塑料注射成型加工工艺[J];工程塑料应用;1999年07期
3 申长雨,陈静波,刘春太,李倩;塑料成型加工讲座(第六讲) 注塑成型制品的质量控制[J];工程塑料应用;1999年08期
4 申长雨,陈静波,刘春太,李倩;塑料成型加工讲座(第十一讲) 塑料热成型技术[J];工程塑料应用;2000年01期
5 申长雨,陈静波,刘春太,李倩;塑料成型加工的计算机模拟技术(Ⅰ)[J];工程塑料应用;2000年04期
6 申长雨,陈静波,刘春太,李倩;塑料成型加工过程的计算机模拟技术(Ⅱ)[J];工程塑料应用;2000年05期
7 申长雨,李海梅;塑料模具CAE技术概况及发展趋势[J];工程塑料应用;2001年02期
8 李倩,王利霞,申长雨;塑料型材挤出模具内熔体的流动行为分析[J];工程塑料应用;2001年11期
9 刘春太,董斌斌,李倩,申长雨;基于充填分析的注塑模浇口位置优化设计研究[J];工程塑料应用;2002年03期
10 张晓云,李永先;2001年我国工程塑料加工技术进展[J];工程塑料应用;2002年06期
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1 李辉;孙利平;雷龙;;板簧支架动态外载的计算和疲劳分析[A];第八届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集(下)[C];2011年
2 欧阳玉平;洪添胜;文韬;孙同彪;;基于ANSYS的太阳能自动跟踪机构仿真及实验分析[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
3 谢素明;李晓峰;兆文忠;李娅娜;;CAE建模与工程验证[A];首届中国CAE工程分析技术年会暨2005全国计算机辅助工程(CAE)技术与应用高级研讨会论文集[C];2005年
4 龚友;王宪增;沈礼庆;;厢式半挂车有限元分析[A];第二届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2006年
5 唐志平;胥建龙;;离散元与壳体有限元结合的多尺度方法及其应用[A];计算爆炸力学进展[C];2006年
6 陕小平;刘广华;邹连阳;李一心;谢宏峰;张红军;;ANSYS在顶驱减速箱设计中的应用[A];第三届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2007年
7 谢长川;徐焱;杨超;;几何非线性气动弹性及其在我国的研究现状[A];第十届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2007年
8 王成龙;周震华;;汽车前悬架总成的耐久性仿真研究[A];第五届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2009年
9 张旭;吴志刚;杨超;;基于能量法的等效梁建模与动力学分析[A];第十一届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2009年
10 侯管仲;肖勇;;金属网反射器索网预应力对模态的影响[A];结构及多学科优化工程应用与理论研讨会’2009(CSMO-2009)论文集[C];2009年
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1 张琛;光纤陀螺光路偏振特性及温度性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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3 顾璇;近地/海运动过程中的空气动力学分析[D];哈尔滨工程大学;2009年
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5 潘健怡;铝合金型材挤压的数值模拟及模具结构优化研究[D];华南理工大学;2010年
6 依成武;新型横向极板电除尘器研究[D];江苏大学;2010年
7 刘海锋;网格结构精细化有限元分析方法研究[D];浙江大学;2010年
8 杨党国;内埋武器舱气动声学特性与噪声抑制研究[D];中国空气动力研究与发展中心;2010年
9 曾芳;大型滑履磨机结构分析及焊接工艺研究[D];武汉理工大学;2010年
10 金玉珍;激励喷嘴作用下纱线—气流场特性研究[D];浙江大学;2010年
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7 周宇龙;基于遗传算法的堤防材料动力特性反演分析[D];郑州大学;2010年
8 满顺;基于数值模拟的微注射成型弯流道充填分析[D];郑州大学;2010年
9 王会杰;基于变形控制的复合地基变刚度概念设计研究[D];郑州大学;2010年
10 刘艳龙;超临界流体微孔注射成型中成核分布的研究[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
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1 韩学钊,夏纯厚,刘静然,郭晓甫,郭健生,李彦明;工程塑料零件CAPP的研究与开发[J];工程塑料应用;1995年01期
2 张克惠;减小熔接缝对注塑件损害的方法[J];工程塑料应用;1995年05期
3 申长雨,陈静波,刘春太,李倩;塑料成型加工讲座(第六讲) 注塑成型制品的质量控制[J];工程塑料应用;1999年08期
4 申长雨,陈静波,刘春太,李倩;塑料成型加工的计算机模拟技术(Ⅰ)[J];工程塑料应用;2000年04期
5 汪斌华,于杰,罗筑,陈兴江,蔡长安;注塑件熔合缝缺陷分析[J];工程塑料应用;2000年07期
6 申长雨,李海梅;塑料模具CAE技术概况及发展趋势[J];工程塑料应用;2001年02期
7 刘春太,董斌斌,李倩,申长雨;基于充填分析的注塑模浇口位置优化设计研究[J];工程塑料应用;2002年03期
8 郑占明,刘春太,申长雨;基于遗传算法的注塑模注射速率优化[J];工程塑料应用;2002年07期
9 肖长江,刘春太,申长雨;注塑制件熔接痕的形成、性能和预测[J];工程塑料应用;2003年03期
10 申长雨,李海梅,高峰;注射成型技术发展概况[J];工程塑料应用;2003年03期
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1 孙征;郄毅鹏;高剑锋;蒋钦琳;;三结砷化镓太阳电池反向特性对Ⅰ-Ⅴ测试影响的研究[A];第二十七届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2006年
2 顾圣莹;高申;刘皋林;;正交实验设计法优选复方跌打巴布剂基质配方[A];第十二次全国临床药理学学术会议会议论文集[C];2010年
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1 陈霄;DNA遗传算法及应用研究[D];浙江大学;2010年
2 程方晓;基于自适应保持多样性遗传算法的汽车动力传动系多目标优化[D];吉林大学;2011年
3 陈曦;基于质量的注塑过程建模方法研究[D];浙江大学;2001年
4 胡鹏浩;非均匀温度场中机械零部件热变形的理论及应用研究[D];合肥工业大学;2001年
5 翟明;塑料注射成型充填过程的数值模拟、优化与控制[D];大连理工大学;2002年
6 陈静波;粘弹性聚合物熔体注射成型模型化理论与数值模拟研究[D];郑州大学;2003年
7 崔凯;非饱和土中污染物传输参数反演方法研究[D];大连理工大学;2003年
8 王利霞;基于数值模拟的注塑成型工艺优化及制品质量控制研究[D];郑州大学;2003年
9 余晓容;注塑模优化设计理论的研究与应用[D];郑州大学;2004年
10 宋超;非结构化自适应有限元网格生成的AFT方法[D];大连理工大学;2004年
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1 蔡霞;多角弯曲件冲压回弹预测研究[D];华南理工大学;2010年
2 张昉昀;注塑成型的数值模拟及翘曲变形优化[D];华南理工大学;2011年
3 赵军;注塑模具结构分析与优化方法研究[D];上海交通大学;2011年
4 董斌斌;注塑成型过程CAE的工程技术应用研究[D];郑州大学;2002年
5 刘煜;注塑件缺陷辅助分析专家系统及相关注塑模CAE(计算机辅助工程)之研究[D];重庆大学;2002年
6 王蓓;基于CAE技术的注塑成型工艺优化和工艺控制[D];郑州大学;2003年
7 肖长江;注塑成型熔接线性能的实验研究和数值模拟[D];郑州大学;2003年
8 李伦根;超薄矩形电池壳体成形工艺数值模拟及试验研究[D];机械科学研究院;2003年
9 王家惠;CAE模拟分析在注射成型缺陷预测中的应用[D];昆明理工大学;2003年
10 朱洪艳;薄壳件注塑成型的计算机模拟及工艺参数优化[D];武汉理工大学;2004年
【二级引证文献】
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1 庄俭;吴大鸣;张亚军;周洋;白健;;微注射成型机螺杆参数的优化设计[J];工程塑料应用;2011年02期
2 李福青;李鹏飞;;神经网络技术在注塑成形中的应用[J];电加工与模具;2008年06期
3 南瑞亭;;LCD后背板的注射成型参数正交优化设计[J];自动化与信息工程;2011年02期
4 时礼平;吴玉国;张金超;张沪东;;Al_2O_3-13%TiO_2复合陶瓷涂层厚度的电刷镀参数敏感性分析[J];粉末冶金材料科学与工程;2012年06期
5 王梦寒;董晶晶;周杰;邹鹰;庄新如;姚小兵;;基于响应面法的异型腔模具顺序注塑成型工艺参数优化[J];高分子材料科学与工程;2013年02期
6 陈燕春;何文翰;区仲荣;;满足光学镜片较高光轴同轴度要求的模具结构设计[J];机床与液压;2012年07期
7 栗雪娟;欧阳洁;蒋涛;张小华;;模拟微可压粘弹性流体的WCCBS_SU方法[J];计算力学学报;2011年04期
8 赵小月;张德海;王世峰;;冰箱冷冻室抽屉注塑模CAE分析[J];机械工程师;2011年12期
9 符学龙;李春波;;笔筒塑件工艺参数的影响及其优化[J];科技致富向导;2010年32期
10 江荧;邓振华;;IML工艺手机盖板高温测试变形改善方案[J];模具工业;2012年03期
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1 潘健怡;铝合金型材挤压的数值模拟及模具结构优化研究[D];华南理工大学;2010年
2 张祖军;无网格法及其在注塑充填数值分析中的应用[D];华南理工大学;2010年
3 王伟;非等温非牛顿黏弹性高分子熔体流动本构行为数值模拟和实验研究[D];大连理工大学;2010年
4 刘东雷;高光无痕注射成型工艺技术研究[D];南昌大学;2010年
5 代晓青;纤维预成型体中环氧树脂—固化剂反应体系流动浸渍行为研究[D];国防科学技术大学;2010年
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1 徐建伟;自然平衡流道中剪切诱导非平衡流动的CAE分析[D];郑州大学;2010年
2 庞中华;微流控芯片注塑成型工艺规范的试验研究与质量预测[D];大连理工大学;2010年
3 舒茂盛;注塑冷却工艺参数对冷却质量的影响及多目标综合评价研究[D];武汉理工大学;2011年
4 钟健灵;基于CAE的厚壁电熔管件变形分析及优化[D];广东工业大学;2011年
5 刘涛;小口径弹引信储备式电池激活时间及散布控制技术研究[D];南京理工大学;2010年
6 黄松;基于数值优化的注塑成型工艺分析[D];华南理工大学;2011年
7 谢玲珍;蒸汽高光注塑模具设计方法及疲劳寿命研究[D];山东大学;2011年
8 胡文文;快速热循环注塑成型模具温度控制研究[D];南昌大学;2011年
9 张杨;注射成型高光制品的结构优化研究[D];南昌大学;2011年
10 骆美芝;薄壁塑件在注塑成型中质量控制的研究[D];浙江工业大学;2010年
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1 丁磊;伍晓宇;李伟荣;梁雄;;应用Taguchi方法消除产品表面熔接痕的工艺研究[J];塑料制造;2008年11期
2 赵建;张勤星;;注塑制品的翘曲优化与分析[J];高分子材料科学与工程;2010年10期
3 杨风霞;王天喜;杨胜凯;杨新兵;;应用Taguchi实验设计法最小化ABS注塑制品翘曲变形量[J];塑性工程学报;2008年05期
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8 吴新明;齐暑华;贺捷;理莎莎;莫军连;;长玻纤增强注塑聚醚醚酮复合材料加工工艺与力学性能的研究[J];航空材料学报;2009年06期
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3 王江海;符方虎;母立峰;李煊;;内磁屏蔽钢轧制规范及其优化[A];2005年全国冷轧板带生产技术交流会暨第三届薄钢板质量研讨会论文集[C];2005年
4 卢栋;王学利;李猛;吴兵;马佐仓;;50吨电炉用氧工艺优化[A];山东金属学会2005炼钢学术交流会论文集[C];2005年
5 瞿小平;刘天模;;钒微合金化钢工艺优化探讨[A];2007高技术新材料产业发展研讨会暨《材料导报》编委会年会论文集[C];2007年
6 张先舟;亢春雨;苏旭东;樊喜福;马小燕;李英军;张会彦;张伟;;甜高粱汁发酵生产酒精条件的研究[A];2007中国农业工程学会农产品加工及贮藏工程分会学术年会暨中国中部地区农产品加工产学研研讨会论文集[C];2007年
7 高乃杰;;轴承锻造下料的过程质量控制分析[A];第四届十三省区市机械工程学会科技论坛暨2008海南机械科技论坛论文集[C];2008年
8 张芳;练昌;;水钢含铌钢生产工艺优化[A];2009全国建筑钢筋生产、设计与应用技术交流研讨会会议文集[C];2009年
9 程乃良;邹俊苏;汪洪峰;;梅山1号连铸机二冷配水工艺优化[A];连铸二次冷却技术交流会论文汇编[C];2005年
10 赵纯权;;来冶50m~2锡反射炉还原熔炼工艺优化[A];中国有色金属学会重有色金属冶金学术委员会第八届全国锡锑冶炼及加工生产技术交流会论文集[C];2006年
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1 解小如 官泽德;万华:全过程节水显成效[N];中国化工报;2007年
2 黄刚毅 罗勇安;南平铝业:优化生产工艺提高产能[N];中国有色金属报;2008年
3 余建华;昌飞创建节约型企业取得实效[N];中国航空报;2007年
4 温林森;长钢技术系统五项措施助推公司发展[N];现代物流报;2007年
5 郑研;郑研院和德国、澳大利亚联合开展赤泥沉降分离研究[N];中国有色金属报;2005年
6 金利;航天筒体结构成形制造过程模拟仿真及工艺优化[N];科技日报;2007年
7 薛利强 刘振海;轴承钢GCr15脱氧工艺优化与分析[N];世界金属导报;2007年
8 本报记者 罗勇安;不投一分钱 增产九千万[N];闽北日报;2007年
9 通讯员 马媛 李娟娟;长庆采气二厂榆林南区自控工艺优化全面升级[N];中国石油报;2008年
10 王鸣 刘容 顾旭宁;仪化PTA装置工艺优化通过评审鉴定[N];中国石化报;2005年
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1 刘春太;基于数值模拟的注塑成型工艺优化和制品性能研究[D];郑州大学;2003年
2 王利霞;基于数值模拟的注塑成型工艺优化及制品质量控制研究[D];郑州大学;2003年
3 高月华;基于kriging代理模型的优化设计方法及其在注塑成型中的应用[D];大连理工大学;2009年
4 余晓容;注塑模优化设计理论的研究与应用[D];郑州大学;2004年
5 王梦寒;铁路货车转向架支撑座铸改锻工艺研究[D];重庆大学;2005年
6 马斌;虚拟注塑成型系统开发关键技术研究[D];上海交通大学;2007年
7 李立新;热轧板带的数值模拟、组织预报及工艺优化[D];重庆大学;2003年
8 王慧;制造过程产能柔性及其若干关键技术研究[D];武汉理工大学;2007年
9 刘景圣;蜜环菌催眠功能优良菌株筛选和发酵工艺优化研究[D];吉林农业大学;2005年
10 王锦燕;注塑成型中结晶形态演化的数值模拟[D];郑州大学;2012年
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1 史学峰;导光板注塑成型技术的研究[D];苏州大学;2008年
2 王蓓;基于CAE技术的注塑成型工艺优化和工艺控制[D];郑州大学;2003年
3 苗军伟;注塑成型和模具结构一体化分析[D];郑州大学;2010年
4 杨亚男;手机外壳注塑成型的数值模拟及翘曲变形控制[D];上海交通大学;2010年
5 吴煜;微注塑成型中熔体粘度对充模流动影响的实验研究[D];大连理工大学;2010年
6 马兰;注塑成型充填数值模拟中Hele-Shaw假设适用性分析[D];郑州大学;2010年
7 朱洪艳;薄壳件注塑成型的计算机模拟及工艺参数优化[D];武汉理工大学;2004年
8 陶四平;高密度聚乙烯注塑成型冷却过程中温度分布及结晶行为的研究[D];四川大学;2004年
9 崔周波;PET挤出改性及微孔注塑成型[D];华东理工大学;2011年
10 李又民;微注塑成型充模流动理论建模与模拟分析[D];大连理工大学;2005年
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