聚丙烯热成型过程优化及仿真分析系统开发

摘要

热成型在塑料加工过程中具有较高的成型效率、较低的投资成本等优势，在塑料加工领域得到了广泛的应用。本文根据课题组需要，主要采用有限元法的CFD软件POLYFLOW，针对热成型杯类制品做了相关方面的优化研究。并且，考虑实际需求，开发了两个专门用于热成型仿真分析的系统。
　　针对热成型过程，结合汕头某企业的某类热成型杯类产品，采用适合的本构模型，利用POLYFLOW软件进行了热成型过程的仿真模拟分析。并且，以片材厚度作为表征，结合实际热成型产品验证了有限元仿真模拟结果的有效性。
　　以相关有限元分析理论以及优化方法为基础，提出了三种针对热成型过程的优化方法。这三种方法分别为结合 POLYFLOW的常规优化方法、采用优化子任务（parison programming）的优化方法、基于POLYFLOW仿真软件结合遗传算法的优化方法，比较适用于杯类产品的热成型优化过程。
　　最后，结合课题组以及企业实际需求，使用VC++、Journal等语言开发了两个专门用于热成型仿真分析及优化的系统。一个是热成型仿真的有限元模型参数化建模系统，另一个是热成型仿真分析优化系统。并且，利用SQL Sever2005作为数据库开发平台建立了完善的数据库管理体系。这两个系统结合起来使用就可以比较良好的完成热成型过程相关仿真模拟分析及优化。

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1 绪论

1.1 研究背景

1.2 研究范围、目标及意义

1.3 研究现状

2 计算流体动力学及有限元分析软件POLYFLOW

2.1 计算流体动力学

2.2有限元分析软件POLYFLOW

2.3 本章小结

3 采用POLYFLOW软件模拟热成型过程

3.1 热成型仿真的基础理论及关键技术

3.2 采用POLYFLOW对于热成型过程的仿真

3.3 本章小结

4 热成型过程的优化方法

4.1 结合POLYFLOW仿真技术的常规优化方法

4.2 采用优化子任务parison programming的优化方法

4.3 基于POLYFLOW仿真技术结合遗传算法的优化方法

4.4 本章小结

5 热成型仿真分析系统

5.1 热成型仿真的有限元模型参数化建模系统

5.2 热成型仿真分析优化系统

5.3 本章小结

6 总结

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的论文