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塑料成型机械优化设计的特点

发表时间:2019-04-19 16:43:05 浏览次数:
  一、概述

  对于一般机械产品的优化设计,重庆塑料袋通常是根据设计要求及产品用途制订目标函数和选择设计变量,并使之满足强度、刚度及运动学等约束条件。而对于塑料成型机械产品,除上述之外,还需考虑待加工成型材料的加工性能的影响。这些茹流态的高分子材料(熔体、溶液)属于非牛顿流体,在加工成型过程(如挤出、注射、压延、密炼、输运、搅拌和混合)中常呈现出复杂的流变行为。迄今,人们尚未建立一种令人满意的普适理论或模型,能较好地解释或描述以上材料加工性能的变化规律及流变机理。尤其是弹性特性显著的材料,多年来其加工理论研究进展缓慢,突破性的发现仍不多见。从而在制订塑料成型机械设计方案时,往往仍沿用传统的设计方法,甚至是凭经验、直观判断或类比分析方法来确定。

  二、材料加工性能与设备优化设计的关系

  为了完成生产工艺所要求的效果,塑料成型机械中的工作部件常设计成复杂的几何形状,如挤出机螺杆、密炼机转子以及口型流道等。复杂的几何形状需要较多的几何参数表征,这些参数既取决于制品的加工成型工艺及材料的流变行为,又与工作部件的强度和刚度密切相关。因而,若统统加以考虑,则势必造成设计变量增加,相应地增加了优化设计问题的维数,导致问题的复杂化和增加寻优的难度。

  三、优化设计特点

  重庆塑料袋成型机械优化设计有如下几个显著的特点:

  1.设计变量多

  塑料成型机械大多用于对物料(含塑料合金和复合材料)进行加工(如搅拌、混合、塑炼、输送等)和成型(如压延、挤出、注塑、吹塑和压制等),为了达到预定的工艺要求,常将主要工作部件设计成复杂的几何形状(如密炼机转子和挤出机螺杆),使得部件的几何结构参数多。这些参数既与部件的承载能力和工作寿命有关,又直接影响到机台的生产能力、功耗和制品质量,故在设计中须加以考虑,这就形成设计参量众多的特点。

  2.多目标与单目标优化设计并存

  在重庆塑料袋成型机械优化设计中,常期望几项设计指标均达到最优值。即除考虑机械设计的一般要求(如制造成本、工作寿命、技术性能、质量等)之外,还要兼顾到机台的工作效能,包括生产能力、能耗、制品或半成品质量等。在这种情况下,就需要设立多个优化目标,即在优化设计数学模型中包含有多个目标函数。

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