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1 類神經(jīng)網(wǎng)路的自由曲面注塑模具澆口優(yōu)化設(shè)計(jì) 本研究以噴射位置和柵極的大小作為主要控制參數(shù)設(shè)計(jì)一個模擬的注塑模 具 一旦注入給定的參數(shù) 門和門的位置 產(chǎn)品性能 變形 可以通過發(fā)達(dá) 的類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)確地預(yù)測 為了避免眾多的影響因素 第一部分行參數(shù)方程所建立的神經(jīng)網(wǎng)路限制的 范圍內(nèi)的柵極 最佳注射參數(shù)可以通過模擬退火 SA 優(yōu)化搜索算法 用一個 性能指標(biāo) 主要目的是尋找最佳的柵極部分表面的位置上 并盡量減少空氣變 化后的形成部分 本研究還采用了實(shí)際的例子 已經(jīng)通過實(shí)驗(yàn)來證明達(dá)到令人 滿意的結(jié)果 關(guān)鍵詞 類神經(jīng)網(wǎng)路 注塑模具 模擬退火 SA 1 介紹 由于近年來行業(yè)的快速發(fā)展 需要有一種快速 高容量生產(chǎn)的商品 產(chǎn)品 是采用模具 以節(jié)省時間和成本 塑料制品占多數(shù) 由于這些產(chǎn)品并不需要復(fù) 雜處理 它可以應(yīng)付市場需求迅速和方便 在傳統(tǒng)的塑料生產(chǎn) 設(shè)計(jì)模具的部分是由人類完成的 然而 由于增加的 性能要求時 復(fù)雜性塑料制品已增加 首先 幾何形狀的塑料制品難以得出 并且內(nèi)部形狀往往是復(fù)雜的 這也影響到生產(chǎn)的產(chǎn)品 注塑加工可以分為三個階段 1 塑料材料加熱到熔融狀態(tài) 然后 通過高壓力 使材料的壓縮 然后進(jìn) 入模腔 2 模腔填充完成時 熔融塑料被送入腔高施加壓力 以補(bǔ)償收縮的塑料 這確保完全填充模腔 3 冷卻后 取出產(chǎn)品 雖然只是一個很小比例的灌裝完整過程的形成周期 但它是非常重要的 如果填寫不完整的 不存在保持壓力和冷卻是必需的 因此 應(yīng)控制的塑性流 體流徹底保證了產(chǎn)品的質(zhì)量 牛頓流體的等溫填充模型是最簡單的注塑模具的流填充模型 理查森 1 提 出一個完整而詳細(xì)的概念 主要的概念是根據(jù)潤滑理論的應(yīng)用 而且他簡化了 復(fù)雜的三維流動理論 以 2D 的 Hele Shaw 流動 的 Hele Shaw 流動被用來模擬 勢流此外 使用在塑料的塑性流動 他承擔(dān)了一個非常薄的板塑性流動和充分 2 發(fā)展的流動 忽略了通過的厚度速度的變化 用類似的方法來獲取填充條件的 矩形的模腔 和分析得到的結(jié)果是由幾乎相同的實(shí)驗(yàn)所導(dǎo)致 塑料材料如下牛頓流體流動模型在模腔中 推導(dǎo)出的模具流在此理論基礎(chǔ) 之上 當(dāng)形狀復(fù)雜的模具有厚度的變化時 平衡方程更改為非線性的 沒有解 析解 因此 它可以僅通過有限差分或數(shù)值來解決方案 當(dāng)然 作為聚合物的粘彈性流體 最好是使用粘彈性方程來解決流量問題 1998 年 Metzner 粘彈性模型來模擬磁盤模流模型為中心澆筑 Metzner 采用 有限差分方法來解決方程 富爾德的粘彈性效果不會改變速度和溫度的分布 然而 它非常影響應(yīng)力場 如果它是一個純的粘彈性流模型 流行 GNF 模型一 般是用來進(jìn)行數(shù)值模擬 目前 有限元方法主要用于模流問題的解決方案 其他的方法都是純粘彈 性模型 如層流 C MOLD FLOW 軟件 我們使用這種方法 有些軟件使用粘彈 性 Metzner 模型 但它被限制為 2D 模流分析 簡單的模流分析只能是有限的 CPU 時間 對于形狀復(fù)雜的模具 Papthanasion 等 使用 UCM 流體充填分析 用有限差分方法和 BFCC 協(xié)調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用 解決方案來分析更復(fù)雜的模具形狀 并填充的問題 但它不是商業(yè)化 6 許多因素會影響塑料材料注射 灌裝速度 注射壓力和熔融溫度 保壓壓 力 7 12 冷卻管 13 14 和澆口影響精度的塑料產(chǎn)品 因?yàn)楫?dāng)注射處理完成時 在模具中的物質(zhì)流腔導(dǎo)致不均勻的溫度和壓力 并誘導(dǎo)工件冷卻后的殘余應(yīng)力 和變形 這很難決定對模具表面和門位置 一般情況下 模具的一部分表面位于最 廣泛的模具面 找最佳柵極位置取決于經(jīng)驗(yàn) 最少的修改模具也是必需的 然 而 時間和成本也必須提及 如果選擇的部分行差 大多數(shù)注射模的變形所需 超過原始成本 對于模具零件表面 很多工人用各種方法尋找最佳的模具 如 幾何部分行形狀和基于特征的設(shè)計(jì) 15 17 有些工人使用有限元方法和溯因網(wǎng) 絡(luò)來尋找最佳門的壓鑄模具設(shè)計(jì) 18 本研究采用溯網(wǎng)絡(luò)設(shè)置參數(shù)的模具部分行的關(guān)系 并使用這個公式為尋找 注塑模具部分行作為用于設(shè)出門的位置 溯網(wǎng)絡(luò)用于匹配的注射壓力和保壓時 間執(zhí)行注射成型分析 并建立了這些參數(shù)之間的關(guān)系 并輸出注射過程的結(jié)果 已經(jīng)表明 預(yù)測精度溯網(wǎng)絡(luò)是遠(yuǎn)高于其他網(wǎng)絡(luò) 19 溯造型技術(shù)的基礎(chǔ)上 溯網(wǎng)絡(luò)能夠代表復(fù)雜和不確定的關(guān)系之間的模流分析結(jié)果和注塑參數(shù) 根據(jù)以 上發(fā)展起來的網(wǎng)絡(luò) 它已表明在產(chǎn)品與合理的準(zhǔn)確度 注射應(yīng)變和注射壓力可 以預(yù)測 溯網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)構(gòu)造一次澆口位置的關(guān)系輸入和模擬已經(jīng)確定適當(dāng)?shù)木哂?3 性能指數(shù)的優(yōu)化算法 然后使用搜索最佳位置參數(shù) 在本文中 已經(jīng)提出了模擬退火算法的優(yōu)化方法 20 模擬退火算法是一 個模擬退火的方法 最大限度地減少性能索引 它已成功地應(yīng)用到過濾功能圖 像處理 21 VLSI 布局產(chǎn)生 22 離散公差設(shè)計(jì) 23 電火花加工 24 深沖壓間 隙 25 和鑄造模具亞軍的設(shè)計(jì) 26 它提供了一個理論的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)技術(shù)的發(fā)展 和應(yīng)用 2 模具流理論 模流分析包括四個主要部分 1 灌漿期 2 保壓階段 3 冷卻和固化階段 4 收縮和翹曲 即應(yīng)力殘留階段 因此 主要的模流方程被分成四個組 在填充階段中 所述模腔填充有熔 融的塑料流體在高壓力 因此 方程包括 連續(xù)性方程 的塑性變形或形狀在灌裝過程中 改變伴隨著流 質(zhì)量守恒 R 塑料的密度 V 矢量速度 2 動量方程 牛頓第二定律是用來推導(dǎo)出 加速狀態(tài) 或受力平衡所產(chǎn)生 的塑性流動 P 流量壓力 F 身體的力量 T 應(yīng)力張量 3 能量方程 如果液體是不可壓縮的 采用節(jié)能系統(tǒng)和法律保護(hù)的流動性 材料 T 溫度 CP 恒壓比熱 Q 熱通量 4 流變學(xué)方程 4 V 變形張量 V T 運(yùn)輸載體 保壓分析 保壓過程被填充在所述模腔后 將壓力保持為了注入更多的塑 料 以補(bǔ)償收縮冷卻中 冷卻分析 冷卻過程中的分析認(rèn)為的塑性流動分布和熱的關(guān)系傳輸 的均 勻的模具溫度和填充序列的收縮 會受產(chǎn)品組成 如果溫度非均勻分布 它往 往會產(chǎn)生翹曲 這主要是由于熱傳輸和結(jié)晶熱的塑料 r 結(jié)晶速率 H 結(jié)晶熱 3 類網(wǎng)絡(luò)綜合評估 米勒 22 研究發(fā)現(xiàn) 人類的行為限制了考慮的信息在同一時間 總結(jié)對輸 入數(shù)據(jù)進(jìn)行然后概要的信息被傳遞到一個更高的推理水平 在一個溯網(wǎng)絡(luò) 一個復(fù)雜的系統(tǒng)可以被分解成更小的 更簡單的子系統(tǒng)分 為幾個層使用多項(xiàng)式函數(shù)節(jié)點(diǎn) 這些節(jié)點(diǎn)評估的有限數(shù)量的由一個多項(xiàng)式函數(shù) 的輸入和作為后續(xù)節(jié)點(diǎn)的輸入 產(chǎn)生一個輸出下一個層 這些多項(xiàng)式功能節(jié)點(diǎn) 指定如下 1 規(guī)范器 一個規(guī)范器轉(zhuǎn)換成原始輸入變量比較普遍的地區(qū) 其中 a1 是歸一化的輸入 Q0 Q1 的系數(shù)規(guī)范器 和 x1 是原始輸入 2 白色節(jié)點(diǎn) 5 一個白色的節(jié)點(diǎn)組成的線性加權(quán)和所有的輸出上一層 其中 y1 y2 y3 yn 是先前層的輸入 b1 是在輸出的節(jié)點(diǎn) r0 r1 r2 r3 rn 是系數(shù) 三聯(lián)節(jié)點(diǎn) 2 單點(diǎn) 雙點(diǎn)和三節(jié)點(diǎn) 這些名稱是基于對輸入變量的數(shù)目 每個這些節(jié)點(diǎn)的代數(shù)形式中所 示以下內(nèi)容 z1 z2 z3 zn n1 n2 n3 nn o1 o2 o3 on是先前層的輸入 c1 d1 和 e1是輸出節(jié)點(diǎn) s0 s1 s2 s3 sn t0 s1 t2 t3 tn u0 u1 u2 u3 un是 單的系數(shù) 一倍 三倍節(jié)點(diǎn) 這些節(jié)點(diǎn)是第三度的多項(xiàng)式方程 和雙打三元有交叉項(xiàng) 使之間的互動節(jié) 點(diǎn)的輸入變量 4 部分面模型 本研究使用的實(shí)際的工業(yè)產(chǎn)品作為試樣 圖1 模具部件表面位于在最大投 影區(qū) 如圖中所示 1 底部是最廣泛的平面和被選擇作為模具的一部分表面 然而 最重要的門位置在零件表面上 該研究建立了通過使用參數(shù)方程溯神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 以建立模擬退火法 SA 以找到最佳的柵極的路徑位置 部分表面的參數(shù)方程表示 F Y X首先 使用三坐標(biāo)測量系統(tǒng)來測量的XYZ22點(diǎn)的坐標(biāo)值 在本研究中z 0處 上模具 部件模具表面的線所示表1中 完全是在曲線上的柵極位置這個空間 發(fā)展的空間曲線模型之前 數(shù)據(jù)庫中有接受培訓(xùn) 良好的合作關(guān)系之間存 在正確的控制點(diǎn)和溯因網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 6 圖 1 注塑模具產(chǎn)品 精確的曲線方程 有助于找到最佳的柵極位置 要建立一個完整的神經(jīng)網(wǎng)路 首先要求數(shù)據(jù)庫提供的信息的輸入和輸出參 數(shù)必須足夠 預(yù)測方誤差 PSE 的標(biāo)準(zhǔn) 然后使用自動確定最佳的結(jié)構(gòu) 23 該 PSE 準(zhǔn)則用于選擇最不復(fù)雜 但仍然是準(zhǔn)確的網(wǎng)絡(luò) PSE 是由兩個詞組成的 凡 FSE 的網(wǎng)絡(luò)的平均平方誤差訓(xùn)練數(shù)據(jù)的擬合和 KP 是復(fù)雜的罰款網(wǎng)絡(luò) 如由下面的等式所示 CPM是復(fù)雜的因子 KP網(wǎng)絡(luò)系數(shù) N是訓(xùn)練數(shù)據(jù)的數(shù)目是使用的和s2p是一 個現(xiàn)有的模型誤差方差的估計(jì) 在基于數(shù)據(jù)庫的發(fā)展和預(yù)測的準(zhǔn)確性的部分表面 一個三層溯網(wǎng)絡(luò) 其中 包括設(shè)計(jì)因素 輸入 各種 坐標(biāo) 和輸出因子 X坐標(biāo) 的合成自動 它是能 夠預(yù)測準(zhǔn)確的空間在任何時候根據(jù)不同的控制參數(shù)曲線 所有多項(xiàng)式在這個網(wǎng) 絡(luò)中所使用的方程列于附錄 答 PSE 5 8 10 3