注塑模具最小温度偏差的优化设计毕业课程设计外文文献翻译、中英文翻译
收藏
资源目录
压缩包内文档预览：
编号：83064534
类型：共享资源
大小：834.18KB
格式：ZIP
上传时间：2020-06-01
上传人：QQ14****9609
认证信息
个人认证
郭**（实名认证）
陕西
IP属地：陕西
12
积分
- 关 键 词：
-
注塑
模具
最小
温度
偏差
优化
设计
毕业
课程设计
外文
文献
翻译
中英文
- 资源描述：
-
注塑模具最小温度偏差的优化设计毕业课程设计外文文献翻译、中英文翻译,注塑,模具,最小,温度,偏差,优化,设计,毕业,课程设计,外文,文献,翻译,中英文
- 内容简介：
-
外文资料翻译资料来源：文章名：DESIGN OPTIMIZATION OF AN INJECTION MOLD FOR MINIMIZING TEMPERATURE DEVIATION书刊名： Automotive Technology作 者：J.-H. CHOI et al.出版社：Copyright 2012 KSAE/ 06311 pISSN 12299138/ eISSN 1976-3832章 节：DESIGN OPTIMIZATION OF AN INJECTION MOLD FOR MINIMIZING TEMPERATURE DEVIATION页 码：P273-P277文 章 译 名：注塑模具最小温度偏差的优化设计 注塑模具最小温度偏差的优化设计J.-H. CHOI1), S.-H. CHOI1), D. PARK2), C.-H. PARK2), B.-O. RHEE1)* and D.-H. CHOI2)1) Kinkajou 大学机械工程研究生院, Eyeopening 443-740, 韩国2) Handbag 大学机械工程研究生院, 韩国首尔 133-791(2011年1月24日收到;2011年6月15日修订; 及接受 2011年6月17日)抽象 注塑件的质量在很大程度上受模具冷却的影响。因此, 这使得在设计该 部件时, 但在设计模具之前, 需要优化模具冷却电路的。在此基础上, 提出了模具冷却回路的各种优化方法。在这项工作中, 模具冷却电路的优化是自动化的商业过程集成和设计优化工具称为过程集成, 自动化和优化 (钢琴), 这是经常用于大型汽车零部件, 如保险杠和仪表板。冷却通道和挡板管位于与零件表面等距的偏移剖面上。冷却通道和挡板管的位置自动生成, 输入模具冷却计算机辅助工程程序, Mold flow 洞察2010。目标函数是模具表面温度与给定设计温度的偏差。优化中的设计变量为冷却通道和挡板管的深度、距离和直径。为更实际的分析, 压力下降和温度下降被认为是有限的价值。采用渐进二次响应曲面法进行优化。优化结果与初始设计相比, 具有更均匀的温度分布, 并利用所提出的优化方法, 以较低的成本进行了满意的求解.关键字:注塑成型、冷却通道、冷却分析、PQRSM、优化设计1. 导言冷却阶段是注塑成型过程中循环时间最长的阶段。因此, 减少循环时间最有效的方法是降低冷却时间。冷却时间从根本上取决于零件厚度和模具温度, 从而产生冷却时间限制。如果模具的温度和零件厚度在整个零件上是均匀的, 冷却时间是不关心的;但是, 不均匀的零件厚度和模具温度分布会延长整个冷却时间。冷却时间较长意味着温度均匀性差, 这会导致零件变形。对于大型产品 (如汽车保险杠和仪表板) 尤其如此。对于这些类型的零件, 温度均匀性成为模具设计中最重要的因素。为了检验设计的有效性, 我们开发了一个早期设计的冷却电路的自动优化。通常早期的部分设计是检查的文件/包装和翘曲分析没有冷却分析。这是因为假设模具温度是均匀的, 这实际上是不正确的。*相应的作者.电子邮件: rhexajou.ac.Kr RheeKinkajou为设计的零件提供一个快速优化的冷却电路将帮助部分设计师纠正他们的设计 (Foresaw 和铃木, 1999)。优化设计, 以减少零件温度偏差使用的设计变量, 如直径和距离的冷却通道和挡板管和部分的深度, 从模具表面的冷却渠道和挡板管。一种商用计算机辅助工程 (CAE) 工具, Mold flow 洞察, 用于冷却分析。我们成功地获得了一个最优化的冷却电路在一个时间比在手工设计中可以达到更短。为实现实际模具设计中冷却回路的自动优化, 在优化中考虑了压降极限和冷却剂温升等实际设计参数。 优化技术的性能可能受到响应中的数值噪声的影响。为了在数值噪声存在的情况下有效地找到最优解, 我们通过应用基于回归的顺序近似优化器 (PQRSM) (宏 ET AL., 2000), 它是商业过程集成和设计优化 (PIDO) 工具的一部分, 称为过程集成、自动化和优化 (钢琴) (FRAMAX, 2009).图1. 用于优化的产品的有限元模型。2. 模型和通道配置2.1. 型号配置用于优化和 CAE 分析的模型是汽车前保险杠 (FB)。部件的大小为 1800x600 mm, 元素类型为三角形, 模型中的元素数约为 2.6万, 平均纵横比为1.5。模型如图1所示.2.2. 冷却通道配置汽车保险杠模具的冷却电路通常设计为具有水平平面的直线冷却通道和安装挡板管从线冷却通道。然而, 在这个设计中, 不必要的长挡板管连接在一个线冷却通道可能会导致高压下降的冷却通道。由于与零件表面的距离很大, 线路冷却通道可能不会导致模具冷却。为了改进设计, 线冷却通道沿零件表面的偏移剖面被找出, 如图2所示。挡板管的端点也位于沿直线冷却通道的偏移剖面上。线路冷却通道或挡板管位于偏移剖面上, 它们之间的电弧距离相等。3. 制定3.1. 设计约束在模具冷却回路的设计中, 还应考虑压力降和冷却通道入口与出口之间的温升限制。高压降通常发生在不必要的长图2.沿偏置剖面的冷却通道的配置冷却电路。在长冷回路中, 冷却液的流量低, 导致模具温度高, 出水口温度升高。最终可以在冷却分析中找到设计缺陷;但是, 优化已经很耗时, 因此最好在优化中应用限制作为约束。在这项工作中, 我们假设4行冷却通道串联成一个集群, 如图3所示。簇由一个流形并行连接。通常, 群集中的最大压力下降限制为200帕, 而出口的最大温度上升为 5oC (Melanges ET, 2001)。在冷却分析中, 每条线冷却通道都被视为独立的单独电路, 便于使用。由于电路中有4条线冷却通道, 每条线冷却通道的压力降和温度升高的限制分别为50帕和 1.25个C。由于挡板管的散热效率比冷却通道低, 因此我们还有一个额外的限制, 因为挡板管的直径必须大于或等于冷却通道的直径。这三设计约束可以表示为等式 (1)、(2) 和 (3)0 Pa G 1 50000 pa,(1)0 o C G 2 1.2 o C,(2)G 3 0 mm,(3) G 1 是压力降的约束, G 2 是温度升高的约束, 而 G 3 表示挡板管直径与冷却通道直径的减法.3.2. 设计变量在这项工作中, 选择了线冷却通道和挡板管的直径、距离和深度作为优化设计变量。设计变量的总数是 6, 如表1所示。通常, 冷却通道和挡板管的直径由模具设计者根据其规则确定图3.由4个带挡板管的冷却通道组成的簇。图4.温度场的方案由冷却渠道。thumb (Rhee ET AL., 2010).然而, 它已被详细研究的模具设计师之间。表1显示了具有其范围和初始值的设计变量。根据加工要求的限制, 确定了冷却通道距离、挡板距离和挡板深度的最小值。从模具设计人员获得的经验最大值确定了冷却通道距离和挡板距离的最大数值。由于 CAE 软件的自动化使用受到限制, 挡板距离是一个离散变量。在这项工作中, 最优化的挡板距离为60、90和120毫米.3.3. 目标功能模具冷却回路优化的一个主要目的是在零件上实现均匀的温度分布。均匀的温度分布意味着冷却通道引起的温度偏差最小化, 如图4所示。优化中的目标函数是部分温度的标准偏差, 如方程 (4) 所示。零件温度是模子一半的上部和下表面的算术平均值。从零件的有限元计算出模具表面温度。分钟N(E i -E w ) 2(4) = - ,Ni = 1 是部件温度的标准偏差E 的温度eth 元素,Aw 是整个三角形元素的平均温度,N是元素的数目.4. 优化4.1. 参数化研究为了研究设计变量对目标函数、压降和温升的影响, 进行了参数化研究。通过在一定范围内改变变量来进行参数化研究, 同时保持所有其他变量的固定。图5-7 显示表1.设计变量的下限和上限, 以及优化的初始值 (单位: mm)。描述降低初始上X 1通道直径103040X 2挡板直径103040X 3通道距离6090120X 4 挡板距离6060120X 5 通道深度306090X 6挡板深度306090实验结果对目标函数、压力降温升高分别进行了参数研究。在每个图中, x 轴指示设计变量的级别。每个设计变量都被分为11层, 从下界到上界。-5 和5分别表示下限和上界。在检测温度偏差时, 冷却通道的直径对目标函数的影响不大 (见图 5)。这一结果是可预测的, 因为冷却通道影响零件温度比挡板管在汽车保险杠模具。汽车保险杠模具有一个深的核心, 使模具冷却取决于挡板管, 而不是冷却通道。造成影响的另一个原因可能是, 在参数研究的范围内, 冷却通道内的流态仍然是湍流的。冷却通道的直径通常比挡板管小。当挡板管内的流量保持在湍流状态时, 冷却通道内的流量将处于湍流状态。当挡板的直径增加到一定值时, 会产生明显的影响。直径的增加会改变管内的水流到层流状态。这是与湍流流态相比, 传热系数较低的原因。这就是当挡板管径增大时温度偏差变大的原因。图5.温度偏差的参数化研究结果 (目标函数)。图6.压力降的参数化研究结果。 在所有参数中, 挡板深度显示了对目标函数的最大影响, 如图5所示。当挡板深度增大时, 目标函数增大。这意味着挡板的更深位置导致温度偏差增加。同时, 它证实了汽车保险杠模具的冷却取决于挡板管。冷却通道和挡板管的直径对冷却回路中的压降有最高的影响, 而其他变量则影响不大 (见图6。随着直径的增加, 压降在一定值后减小。这也是一个可预测的结果, 因为较大的直径减少压力下降。温度上升对出口的影响如图7所示。最具影响的参数是挡板直径和通道距离。挡板直径的影响显示, 从-1 到3的范围内的最高值。在较小的挡板直径的情况下, 换热的表面积减小, 可能导致温度升高, 而较大的挡板直径则会导致较低的流动速率, 从而降低传热系数。增加的通道距离意味着每一个冷却通道占去了零件表面较大的面积, 并有较大的散热量。这可能给出了一个物理解释为什么温度上升增加与渠道距离。波动显示在图7.温度上升的参数化研究结果。4.2. 优化结果升温幅度最大 (图 7) 约为 0.15 o c. 此值远小于约束。变量对温度上升的影响并不明显.在这项工作中, 挡板距离被认为是离散变量;因此, 很难应用一般的优化方法。因为有三值, 所以优化被执行了3次与5设计参数。在每个优化中, 挡板距离是固定的。图8和9显示的温度偏差为通道直径 x 1 和通道距离, x 3 在初始设计值周围使用摄动方法更改0.1%。从这些结果中我们认识到, 温度偏差的变化为 x1 和 x3 变化包括数字噪声.因此, 我们选择 PQRSM 作为优化方法, 可以有效地优化响应与数字噪声。PQRSM 装备在商业图8.温度偏差 w.r.t. 的变化x1 使用0.1% 摄动方法观察.图9.温度偏差 w.r.t. 的变化x3 使用0.1% 摄动方法观察.表2.优化结果摘要。较低基线X4= 60x4= 90 X4= 120 上部x 110.0030.0029.6728.3930.0040.00x 210.0030.0030.3628.3930.0040.00x 360.0090.0089.3790.2988.13120.00x460.0060.0060.0090.00120.00120.00x 530.0060.0087.6388.8190.0090.00x 630.0060.0030.0030.0030.0090.00Obj6.625.355.605.46G10167901690416610875850000G200.360.430.330.381.20G30.00-0.690.000.000.00PIDO 工具, 钢琴, 接近的目标函数和约束与二次函数在信任区域, 它依次移动和减少信任区域, 直到它找到最佳的解决方案。使用 PQRSM 优化的结果如表2所示。基线表示在应用优化之前的标准条件。在对挡板距离 (x4) 的3个情况进行优化后, 在挡板距离为60毫米的情况下, 获得最低温度偏差。因此, 我们得出的结论是, 挡板距离为60毫米是我们的优化结果.在此优化结果下, 与基线设计相比, 在满足所有其他设计要求的情况下, 温度偏差减少了19.2%。在设计变量中, 通道直径、x1、挡板直径、x2 和通道距离、x3 仍然接近其初始值当通道深度为 x5 移向上界和挡板深度时, x6 向下界移动。因此, 如果挡板距离、x4、通道深度、x5 和挡板深度, x6 可以轻松进行, 则预期会有更好的结果。5. 结论本研究对汽车前保险杠冷却回路进行了优化。设计目的是尽量减少温度偏差, 同时满足所有约束条件。除了六设计变量的侧约束外, 还有三设计约束, 包括压力降、升温和纵横比。在六个设计变量中, 挡板距离是离散设计变量。为此, 对三例挡板距离为60、90和120毫米的情况进行了优化。在挡板距离为60毫米的情况下, 得到最低温度偏差。在这种情况下, 与基线设计相比, 温度偏差减少了 19.2%, 同时满足了所有设计要求。认为本文所采用的 CAE 和 PIDO 工具的设计优化方法可应用于许多工业生产过程的设计。引用FRAMAX Inc (2009). Piano Tutorial.FRAMAX Inc (2009). Piano Users Manual.Dong, K. J., Ch oi, D. H. and Kim, M. S. (2000).在大规模系统设计中有效构造二阶响应面模型的渐进二次逼近法。韩国的机械工程师协会 (A) 24, 12/12, 3040 3052.Fores
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号