1、PDF外文：http:/ 中文3182字运用线性规划对注塑模浇口位置优化的研究 张明，谢英 摘要 浇口位置是在注塑模设计中关于其质量的最重要的影响因素之一，在本文中，对注塑模注塑过程的数字优化和设计优化方法一起去寻找最佳的浇口位置以获得平衡浇注。其客观效果通过最大和最小边际填充时间来表示。浇口道形式根据设计的不同而不同，同时对其加以约束，使其浇口道压力小于参照值。浇口优化问题通过线性规划来解决，并最终用几个例子来说明使用方法的优劣。 关键词：注塑模，浇口位置，优化设计，浇注平衡 1 简介
2、注塑模具是目前为止最流行的塑料零件的生产方式， 由于在注塑中复杂的加工动力学因素影响很大，完全了解和预测塑件最终的质量是很困难的。在过去的三十年里，因清楚地了解注塑过程特性和塑料融化过程中的热传递注塑模具的数字仿真得到了很大的发展，因此可以预测塑件的质量特性而不需要实际制作出零件来。然而电脑辅助设计要求设计者进行数字仿真，执行模具评估，根据经验进行设计直到得到一个满意的模具。这种手工的设计过程不能保证设计模具的最好的结果，因此引起人们使用优化方式进行模具优化的兴趣。 已经有几个案例对注塑模过程优化进行了研究， pandelidis 和周运用数字仿真和上升技 术结合对浇口位置进行了优
3、化，浇口位置影响可以用温度的积分函数来表示。 Young 使用最小化模具注射压力、不同注射方法和注射过程中的不同温度研究出一中浇口优化的方法。 Ye et al 设计出一种组合去最优化塑件质量。他对零件外形做了数字化定义，并仿真最优的注塑过程。 2 填充模拟 由于在注塑过程种融化塑料的雷诺数一般较小，同时塑件的厚度也比较小，所以 hele shaw 近似用来为注塑过程建模。经过近似简化后，注塑过程中遵循的公式如下： 式中 xy 是平面坐标， z 是浇口深度， t 是时间， uv 是 xy 方向的加速度 。 T 是温度， p 是压力
4、， 是剪切粘度， 是剪切率， 是热量为 Cp、热传导为 k 时候的密度。 边界条件通过以下方式确定：（ a）型腔边界处的速度为 0，表述为 （ b）模具的流动率已经给出。（ c）空洞处的 p=0。（） 融化前沿的温度假定一致，且和前沿后面的热核温度一样。（ e）进口温度假定经过间隙时仍一致，且和融化温度相等。（ f）上下座的温度相等且为常数。 一个综合的有限元和有限差数字模拟用来得到之前所说的公式中的温度和压力区域 ，用一个控制流量的方法来计算填充区域和评估相对于每一个填充值相关的填充因素。在时刻t 聚合物填充因素 在各个控制体积下为
5、定值（ =1 时全部填满， =0 时为空， 0< <1 时 为部分填充），大规模的平衡在各个控制体积下在 t+ t 时刻为一个新值，然后在该时刻的填充区域可通过计算各个小区域的填充因素来得到。压力区，填充因素，温度区经重复计算直到填充结束。聚合物填充至各个有限元节点的时间可以通过此种进程来确定。 3 最优化问题的定义 浇口位置的决定是模具设计过程中的很重要的一个部分，浇口位置影响到填充时间压力和温度。合理的浇口可以减少额定压力，而 不合理的浇口则会引起过填充，高剪切力，不良融合线等缺陷，因此，浇口位置的选择是整个模具设计中的最重要的一个部分，有必
6、要寻找到最优的浇口位置，以达到最好的塑件质量。本文中对浇口的位置优化进行研究。浇口作为一个点源建模，浇口位置坐标则因设计的不同而不同。 为了将最优化理论应用于注塑模具过程，需要首先对塑件质量进行定量。零件质量可以通过不同的方面来表示，比如力学，光学，电学或者几何特性等。有两种表示零件质量的方法，直接的和间接的。直接的可以决定零件可测量的数量 ，间接的则是一些相关的但是不能直接得到的量。 Lam et al 对型腔平衡提出了流动路径的概念，对于注塑模具，流动路径的定义为从融融塑料进入型腔开始到填充结束过程中塑料经过的路径。可
7、以看做是浇口到型腔最深处的路程，一个自动生成的路径就出现了。对于厚度一致的零件，如果流动路径一样长就可以达到浇注平衡，然而，同样的浇注路径部分时候很难达到。取而代之的是，将流动路径长短的不同当做是填充不一致的测量方式。流动路径之间的差别越小，塑件平衡就越大。由此，lam 和 jin 将流动路径当做是浇口优化以达到浇注平衡的客观衡量标准。然而，对于厚度不一致的零件来说，即使其 余条件完全一致，对于每一个元素的 浇注也是不同的。这就意味着流动路径不再适合，这种标注也不可以再用于衡量厚度不一致的塑件的平衡了。 尽管填充时间的标准偏差描述 了整体的填充时间等但它并不直接表述了最大最小填充时间边界的不同，最大最小时间的不同也可以用来反映填充的不一致，在此文中被用作客观函数，这样基于浇注时间不同的浇口优化可以表述为：
