注塑成型中注射熔体温度的研究

摘要

该文主要是对热塑性塑料注塑成型塑化工序中的塑化阶段、停留阶段和注射阶段的熔体温度进行系统的分析,以确定加工参数与喷嘴口注射熔体温度之间的定量关系.首先,对国内外熔体温度的研究情况进行了全面的归纳和总结,并对注塑过程及存料区熔体温度的影响因素进行了介绍,分析了有关加工参数与熔体温度之间的定性关系.其次介绍了该文研究中用到的实验设备,重点介绍了数据采集系统的工作原理.在塑化阶段,建立了九个人工神经网络模型以用来预测加工参数对熔体温度的影响,并利用实验设计方法通过实验获取加工参数与熔体温度之间的定量数据,并在Matlab神经网络工具箱下训练神经网络,最后通过实验验证了已训练好的神经网络具有良好的熔体温度预测能力.在停留阶段建立一个二维的热传导模型以用来模拟熔体温度,并采用有限元的方法,利用ANSYS软件的热分析模块进行求解.在注射阶段,建立一个自由边界模型以用来模拟熔体在螺杆向前运动的作用下的熔体流动,并采用有限元的方法,利用ANSYS软件的流体动力学分析模块求解所建立的模型.最后通过实验验证表明用该文提出的方法对喷嘴口注射熔体温度进行预测是可行的.

目录

文摘

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物理量名称及符号表

第一章绪论

1.1引言

1.2文献综述

1.2.1熔体温度的实验研究

1.2.2熔体温度的理论研究

1.2.3熔体温度控制的研究

1.3神经网络概述及其在注塑成型中的应用

1.4本文研究的主要内容及其意义

1.4.1前人研究工作中的不足之处

1.4.2本文的研究方法

1.4.3本文研究的主要内容及其意义

第二章理论基础

2.1注塑成型的加工过程

2.2存料区熔体温度分布的影响因素

2.3本章小结

第三章实验设备

3.1注塑机

3.2测量仪器安装示意图

3.3数据采集系统

3.4热电偶的标定和测量误差

3.5本章小结

第四章塑化阶段熔体温度的神经网络预测

4.1 ANN介绍

4.1.1概述

4.1.2神经网络模型

4.1.3BP网络的学习算法及过程

4.1.4BP网络学习算法的改进

4.2实验

4.2.1实验设计方法

4.2.2正交表基本原理

4.2.3实验设计

4.3 ANNs设计和训练

4.3.1熔体温度分布曲线的表示法

4.3.2 ANNs的构建

4.3.3 ANNs训练样本

4.3.4 ANNs的训练

4.4 ANNs预测和实验验证

4.5本章小结

第五章停留阶段熔体温度的有限元求解

5.1数学模型

5.2有限元法求解的基本思路

5.3瞬态温度场的有限元法

5.4 ANSYS软件及ANSYS热分析应用

5.4.1 ANSYS软件

5.4.2 ANSYS热分析模块

5.5运用ANSYS热分析的求解过程

5.5.1建模

5.5.2加载求解

5.5.3后处理

5.6本章小结

第六章注射阶段熔体温度的有限元求解

6.1理论模型

6.1.1数学模型

6.1.2粘度模型

6.1.3边界条件

6.2 ANSYS流体动力学分析模块

6.3运用ANSYS流体动力学分析的求解过程

6.3.1建模

6.3.2加载求解

6.3.3后处理

6.4实验验证ANSYS分析

6.5本章小结

结论

参考文献

附录

附录1材料性能

附录2 L25(57)正交表

附录3 BP神经网络的结构设计和训练

附录4停留阶段熔体温度分布彩云图

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢