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En la actualidad, la tecnología de diseño asistido por ordenador (CAD) ha sido muy madura y se utiliza ampliamente en muchos campos del diseño industrial. Por lo tanto, este artículo utiliza principalmente tecnología CAD para diseñar el troquel de extrusión de perfiles especiales de plástico y lleva a cabo trabajos de investigación relacionados. Sobre esta base, se desarrollan perfiles especiales de plástico. Por lo tanto, la investigación en esta área se centra principalmente en el canal de flujo del. Troquel de extrusión. Optimizar el diseño.
La extrusión del perfil de ventana abatible descrita en este artículo es un método de formación de extrusión muy común. Si el objeto a procesar es plástico, se llama extrusión. Es decir, bajo la acción del cilindro extrusor, el plástico continuará siendo empujado después de ser calentado y plastificado. Después de ser empujado, se puede obtener el producto de la sección transversal requerida y se puede realizar el procesamiento relacionado. Por aquí.
Cuando se utiliza el moldeo por extrusión, el material ingresa primero al barril desde la tolva y la superficie del tornillo se transporta hacia la sección de alimentación a través del tornillo, de modo que los sólidos sueltos agregados se compactan durante el proceso de transporte. ; en la sección de compresión . La profundidad de la ranura en espiral cambia significativamente, lo que compacta aún más el material y luego continúa calentándose fuera del cilindro. Al mismo tiempo, el material se calienta y se funde mediante la fricción y el corte de la pared interior del cilindro. Luego se homogeneiza y se trata a temperatura constante para obtener un moldeo para obtener el producto deseado.
Los perfiles de plástico se extruyen y pueden considerarse como un proceso dinámico continuo. Durante el proceso de extrusión, pasará por varios pasos, como fusión, plastificación y estabilización del flujo [1]. La industria de moldes de extrusión de plástico se está desarrollando rápidamente, pero todavía existe una cierta brecha en comparación con las tecnologías extranjeras relacionadas. Por ejemplo, la tecnología de los moldes de extrusión de tubos importados en mi país es actualmente significativamente más alta que la de los países extranjeros, y la diferencia de precio es obvia, hasta más de diez veces. Sin embargo, todavía hay cientos de juegos de moldes de extrusión importados [. 2].
El proceso de moldeo por extrusión de perfiles plásticos es diferente a otros procesos de moldeo de plástico. Este último proceso se realiza generalmente durante la extrusión del molde. Durante el procesamiento de productos plásticos no se produce ningún desplazamiento entre el material y el molde. Este proceso es continuo y pasa principalmente por varios pasos, como la estabilización del flujo, la división del flujo y la conformación. Durante el procesamiento, los perfiles de plástico están siempre en movimiento. De la comparación se puede ver que el moldeo por extrusión de plástico tiene ventajas obvias, principalmente en los siguientes aspectos: alta eficiencia de producción, proceso continuo, amplia gama de aplicaciones y puede procesar fácilmente varios tubos, varillas, placas y otros productos. , resultados rápidos.
Cantidad, diámetro de los principales poros orgánicos del cuello, relación de compresión, etc. Por eso, este tipo de molde se diseña mediante prueba y error. Este método tiene ciertas desventajas, y es que requiere pruebas y reparación del molde después del diseño, lo que afectará el costo y el ciclo de fabricación [11]. Las prácticas de producción actuales han planteado requisitos más altos de confiabilidad del producto, que deben cumplirse mediante un diseño tridimensional. UG se basa principalmente en el diseño de /Moldwizard y el desarrollo de tecnología CAE para simular y analizar el proceso de procesamiento de materiales en el molde, determinando así la relación de influencia entre los parámetros estructurales y las condiciones del proceso del troquel de extrusión y los resultados obtenidos, y en base a Los resultados se optimizan para mejorar la calidad del producto y reducir pérdidas y costos en el proceso de producción [20].
En cuanto al diseño óptimo de las matrices de extrusión, muchos académicos nacionales y extranjeros han realizado investigaciones desde diferentes ángulos [21-26]. Sin embargo, la investigación se centró principalmente en problemas relacionados con el tipo de molde y se realizó después de simplificar una gran cantidad de supuestos, utilizando principalmente soluciones analíticas para el diseño y la optimización, lo que afecta su aplicabilidad. El objetivo principal del modelado paramétrico de la estructura del canal de flujo es cumplir con las condiciones de flujo relevantes en la salida del molde. Algunas herramientas de diseño de optimización y la teoría de optimización impulsada por múltiples objetivos pueden desempeñar un cierto papel rector en la práctica de producción y también pueden guiar mejor la extrusión. El diseño y procesamiento de moldes puede mejorar aún más la eficiencia del diseño de moldes, acortar el tiempo de desarrollo y desempeñar un cierto papel en la promoción del desarrollo de la industria de fabricación de moldes de extrusión de mi país.
1.2 Estado de la investigación y deficiencias en el país y en el extranjero
Con el rápido desarrollo de la tecnología informática, se ha utilizado ampliamente en muchos campos, que está estrechamente relacionada con la tecnología informática. , también se utiliza en plásticos. En la década de 1970, países como Alemania comenzaron a invertir mucho dinero en la investigación y el desarrollo de tecnologías relacionadas con moldes de extrusión de perfiles de plástico. El uso de la tecnología CAD en el procesamiento de perfiles de plástico tiene ventajas obvias. Por ejemplo, puede acortar significativamente el ciclo de diseño de moldes de plástico y mejorar la calidad del producto. Después de entrar en la década de 1990, la tecnología CAD comenzó a extenderse rápidamente en China y se utilizó ampliamente en la producción de plásticos. En la actualidad, muchas empresas nacionales e instituciones de investigación científica han comenzado a utilizar CAD/CAE para realizar algunas investigaciones sobre moldes de extrusión de plástico y han logrado muchos avances.
Liu Yaozhong [27] dio una introducción en profundidad a la aplicación de la tecnología CAD nacional y extranjera en el campo de los moldes de extrusión de perfiles de plástico, presentó en detalle el estado de la investigación de la construcción general del sistema CAD de extrusión. Se hicieron predicciones específicas sobre moldes y la tendencia de desarrollo de esta tecnología, que tienen cierta importancia de referencia para las aplicaciones relacionadas de la tecnología CAD.
Chen Ling et al. [28] analizaron cuidadosamente la estructura tradicional de extrusión de perfiles de plástico, señalaron algunos defectos y proporcionaron un nuevo esquema de diseño de moldes sobre esta base. Además, también utilizó el sistema CAD para llevar a cabo trabajos de diseño de optimización relevantes, lo que tiene ventajas obvias en comparación con el proceso de producción de productos de extrusión tradicional y tiene un cierto papel rector en la mejora de la tecnología de extrusión de perfiles plásticos.
Chen [29] realizó un análisis en profundidad de la aplicación práctica de esta tecnología en moldes de extrusión de perfiles de plástico y propuso una idea para diseñar el molde de extrusión de perfiles basado en la plataforma PDM. Al mismo tiempo, se utilizó el software Delphi para realizar un análisis detallado de los problemas existentes en el sistema CAD del molde.
Shen Changyu et al. [30] realizaron muchas investigaciones comparativas sobre esta tecnología y sacaron muchas conclusiones valiosas. Después de analizar comparativamente las condiciones de flujo en el cabezal del extrusor, se realizó un estudio detallado del proceso de flujo utilizando métodos de modelos matemáticos.
Sun [31] analizó la relación entre el troquel de extrusión y la calidad del perfil, y realizó un análisis de simulación por ordenador de la estructura del troquel de extrusión del perfil de plástico. Basándose en la teoría reológica, se analizó en detalle el flujo de fusión durante el proceso de extrusión. J. Sienz [32] de la Universidad de Gales en el Reino Unido estableció una función de optimización basada en el flujo plástico y luego utilizó este modelo para analizar la relación entre la altura de la sección recta de la tubería y la velocidad del flujo de material. La influencia de los factores de tracción en la calidad de la pieza se analizó mediante experimentos y simulaciones numéricas. Se dan los factores específicos que se deben considerar al optimizar la geometría del molde. Sin embargo, con el rápido desarrollo de la tecnología de hardware informático, esta limitación se está eliminando.
Investigadores como H.J. Ettinger de la Universidad de Gales en el Reino Unido también propusieron una medida para mejorar el proceso de diseño de moldes de extrusión de perfiles de PVC [33]. Esta medida se basa principalmente en el diseño especial de los perfiles y se cree que se pueden lograr objetivos relevantes mediante la parametrización de estructuras de molde complejas. En la optimización, la forma compleja del molde tridimensional se puede reemplazar por una "corte de molde" bidimensional para determinar la forma de la sección transversal óptima y utilizar herramientas de análisis de elementos finitos de flujo en la optimización.
El diseñador alemán W.Mieheaeli[34]] llevó a cabo un estudio en profundidad de los métodos de diseño de estructuras de matrices de extrusión existentes y propuso un método mejorado, utilizando principalmente herramientas de análisis de elementos finitos para mejorar la velocidad de cálculo iterativo. Los resultados de la optimización ayudan a cambiar la geometría del canal de flujo para que la velocidad de salida sea consistente. Luego se analiza y verifica la exactitud del método basándose en el modelo real relevante.
Algunos académicos nacionales utilizan principalmente el método del modelo de correlación para analizar las ventajas y desventajas de la simulación numérica de extrusión y sacar algunas conclusiones valiosas. Shen Changyu et al. [35] realizaron un análisis en profundidad de los modelos existentes de tecnología de moldeo por extrusión de perfiles de plástico, simplificaron adecuadamente la situación del flujo en la matriz de extrusión y luego determinaron el modelo de flujo de fusión en la matriz de extrusión. Al mismo tiempo, se utilizó el método de sección transversal/método de correlación equivalente para determinar la fluidez de la extrusión de perfiles mixtos y, en base a esto, se analizó la velocidad de salida del material fundido en condiciones de canales de múltiples ramas. Los resultados tienen un valor de referencia importante para juzgar si el diseño del canal de flujo del molde es razonable y la cantidad de cálculo es pequeña, lo que tiene un alto valor de uso en campos de aplicación práctica.
Liu Bin y Wang Minjie [36] establecieron un modelo de optimización para los parámetros del troquel de extrusión, que se determinó principalmente en función de la división funcional. Este método ayuda a establecer un modelo de control orientado a CAE. Sobre esta base, se optimizó el método de diseño de matrices de extrusión original y se estableció un método de optimización del modelo basado en la teoría de optimización. Este método considera principalmente el equilibrio del flujo de extrusión y, combinado con el principio del flujo transversal, puede minimizar el impacto de la estructura del molde y es muy práctico.
(1) Investigadores como Shen Kaizhi [37] establecieron un modelo de optimización del troquel de extrusión de perchas, obtuvieron un modelo matemático del flujo basado en ciertas suposiciones simplificadoras y luego utilizaron el modelo para analizar el relación entre los parámetros efectos del flujo y el software desarrollado utilizando los resultados asociados. Existen relativamente pocos estudios sobre moldes de extrusión de perfiles, y menos aún sobre bases de moldes. En la actualidad, la investigación nacional sobre matrices de extrusión incluye principalmente los siguientes aspectos: módulos paramétricos, establecimiento de biblioteca de piezas estándar y ensamblaje. Sin embargo, si elige este método de diseño, deberá determinar la posición y el montaje de los tornillos y pasadores de la placa correspondientes. Este trabajo de diseño tendrá un cierto impacto adverso en cuestiones específicas relacionadas con el tipo de molde, como la forma de "T" y la forma. Secciones transversales en forma de "I". El modelo se ha analizado en profundidad, pero no ha entrado en la etapa de aplicación práctica y su aplicabilidad no puede satisfacer las necesidades reales. Además, actualmente faltan investigaciones sobre optimización de matrices de extrusión de perfiles huecos. Por lo tanto, es necesario aplanar la matriz de extrusión de tipo ventana. La matriz de extrusión de tipo ventana incluye principalmente dos partes: el cabezal de la matriz y la matriz de conformación. La primera parte se utiliza principalmente para obtener el perfil en bruto, y la segunda parte se utiliza principalmente para enfriar el perfil y también garantizar la estabilidad del perfil de plástico [38]. En el procesamiento de perfiles, el molde desempeñará un papel importante en la formación del perfil, principalmente para determinar la sección transversal requerida para el producto y también para promover que la masa fundida esté completamente mezclada, uniforme y densa para cumplir con los requisitos de rendimiento relevantes [39] . Hay muchas formas de diseñar la sección de flujo estable de la matriz de extrusión, como diseñarla como una placa porosa y la mitad frontal del cuello, o diseñarla como una placa de transición entre el cuello y el cuello. Para simplificar la estructura, se puede omitir la placa porosa, lo que requiere el uso de canales de flujo cilíndricos largos para estabilizar el caudal;
(2) La sección desviadora del troquel de extrusión se puede dividir en tres partes, que incluyen principalmente el cono desviador y la placa de contracción. Esta última es una placa integral y no se puede separar. Suele combinarse con paneles prefabricados. Si se trata de una matriz de extrusión de perfil abierto, no es necesario un cono desviador.
El encofrado relacionado con la etapa de conformado por matriz de extrusión incluye principalmente placas preformadas, placas formadoras e insertos. Para moldes de perfiles con estructuras sencillas, las dos primeras placas se pueden combinar en una sola plantilla. El modelo de diseño original del molde de extrusión de perfiles se basa principalmente en un diseño teórico y empírico. El diseño teórico se basa principalmente en teorías relevantes y datos experimentales, y tiene en cuenta los principios de diseño.
. El diseño de la experiencia se basa en el método de diseño original, haciendo referencia a determinada experiencia y tomando prestado el método de analogía. El diseño paramétrico es un método de diseño comúnmente utilizado, que utiliza principalmente parámetros para acordar las relaciones dimensionales manteniendo sin cambios la forma estructural del objeto de diseño. Existen ciertas limitaciones entre los dos y los resultados del diseño se ven afectados principalmente por el tamaño [41]. Los pasos específicos del diseño paramétrico se muestran en la Figura 2-9.
Figura 2-9 Proceso de diseño paramétrico
Las características de este modelo de diseño son las siguientes [42]:
(1) Parametrización basada en características. Es decir, seleccionando algunas formas geométricas típicas para determinar las características de la forma y luego modificando los parámetros relevantes, se pueden obtener las entidades correspondientes y, en base a esto, se pueden construir algunas geometrías más complejas.
(2) Parametrización de restricciones a gran escala. Principalmente una combinación de forma y tamaño. La geometría se rige entonces por relaciones dimensionales. En este modelo existen principalmente parametrizaciones tridimensionales y bidimensionales.
Logra diferentes niveles de parametrización. En este modo, los bocetos se utilizan principalmente para parametrizar y modificar formas de piezas a nivel de pieza. Si se modifican los parámetros tridimensionales, también se modifica el modelo correspondiente y la relación de restricción de ensamblaje también se puede utilizar para modificar la relación posicional entre las piezas parametrizadas. La parametrización a nivel del sistema se refiere al diseño asociado de nodos en todos los niveles en función de las relaciones geométricas correspondientes. La correlación entre las dimensiones de varias piezas facilita el análisis de la correlación de características relacionadas de la misma pieza.
La tecnología y la coordinación varían mucho. Estos datos deben considerarse cuidadosamente al diseñar y es necesario consultar información relevante, lo que afecta la eficiencia del diseño.
Para resolver los problemas anteriores, este artículo utiliza principalmente el método del proceso de formación de orificios para determinar la biblioteca de piezas estándar y luego establece las entidades de piezas correspondientes sobre esta base, que se pueden formar de una sola vez sin operaciones repetidas.
(3) Después de obtener el modelo paramétrico tridimensional, la forma del modelo puede reflejarse mediante los parámetros de diseño y luego se puede determinar el modelo paramétrico de conducción correspondiente.
Principales factores para mejorar el diseño estructural de matrices de extrusión de perfiles. Con el rápido desarrollo de la tecnología informática, el trabajo de diseño relacionado se puede realizar a través del sistema CAD de matriz de extrusión. Mucha gente ha investigado en esta área y ha obtenido muchos resultados. Sin embargo, se trata principalmente de una investigación teórica y aún no ha entrado en aplicaciones prácticas. El principal problema es que no puede guiar muy bien el diseño y la fabricación del molde. Requiere muchas reparaciones de prueba y lleva mucho tiempo diseñar un conjunto de sistemas CAD de cabezales para moldes de extrusión de perfiles de plástico y utilizar este sistema para transportarlo. Realizar trabajos relacionados con la investigación de diseño para brindar soporte al diseño, fabricación y depuración de moldes de extrusión.
Puede elegir los siguientes métodos para el desarrollo secundario de software CAD [44]:
(1) Método de desarrollo CAD paramétrico
Muchas empresas producen productos serializados. Teniendo en cuenta la similitud estructural, las piezas se agrupan y se basan en las características estructurales de las piezas relacionadas en el mismo grupo, que es la herramienta principal para realizar dibujos paramétricos en UG. Los usuarios pueden usarlo para crear un entorno visual en UG. Esta herramienta no contiene muchos controles, lo que obviamente es diferente de las herramientas de desarrollo de Windows y no se ve afectada por funciones, interfaces, etc. Por lo tanto, puede utilizar MFC AppWizard (dll) para crear el marco, escribir programas de interfaz y llamar fácilmente a los cuadros de diálogo MFC. Esto también puede garantizar un estilo de interfaz unificado, por lo que los cuadros de diálogo MFC tienen la ventaja de un alto rendimiento.
Los resultados del procesamiento de archivos y bases de datos no son muy diferentes de los resultados obtenidos por esta herramienta de desarrollo, por lo que UG tiene ciertas ventajas.
3.1.3 Tecnologías clave para el desarrollo secundario de UG
Aunque se proporcionan las herramientas y métodos de desarrollo correspondientes, es necesario realizar conexiones adecuadas en la aplicación para cumplir con las funciones requeridas por los usuarios. , lo que obviamente es útil para el desarrollo de usuarios.
(4) Creación del menú de la aplicación
MenuScript es un lenguaje escolar muy común, que se utiliza principalmente para definir menús de NX. Además, los usuarios pueden cambiar la estructura del menú de NX, crear algunos menús personalizados o cambiar su comportamiento de respuesta. Los archivos correspondientes a estos menús generalmente se almacenan en la carpeta de inicio y se pueden editar según sea necesario. Se requiere un editor para editarlos. En el código del archivo men, puede seleccionar la palabra clave correspondiente en el título del menú definido y también cambiar el comportamiento de respuesta en consecuencia. También puede cambiar la funcionalidad del menú cambiando las palabras clave según sea necesario, o agregar la palabra clave ACCIONES para obtener el programa que desea. La llamada debe cumplir ciertos requisitos, es decir, el directorio correspondiente a su ubicación de almacenamiento es coherente. Para llamar al cuadro de diálogo MFC, debe implementarse a través del programa de interfaz MFC correspondiente. El proceso de implementación específico es el siguiente:
1. La opción de enlace en el archivo lib corresponde al comando del proyecto y lo agrega.
2. Busque el archivo de encabezado UG en la opción Directorios del comando Herramientas y agréguelo.
3. Después de obtener la clase de objeto global requerida, agregue la función de entrada correspondiente ufsta o el archivo de encabezado UG y programe después de que la adición sea exitosa.
4. Después de compilar y vincular, puede obtener un archivo .dll, copiarlo a la carpeta de inicio y luego iniciar este archivo, puede llamar al cuadro de diálogo MFC para implementar la operación de diálogo correspondiente. El proceso de moldeo por extrusión de perfiles de plástico implica muchas operaciones y puede considerarse como un proceso dinámico continuo. Durante el proceso de extrusión, generalmente se requieren pasos complejos como fusión, plastificación y estabilización del flujo [47]. La estructura de la cavidad del proceso debe cumplir ciertos requisitos de equilibrio para garantizar la calidad del producto y al mismo tiempo obtener algunas superficies curvas complejas [48]. . Para cumplir con los requisitos relevantes de eficiencia de producción, se puede seleccionar una estructura de múltiples cavidades, pero esto también aumenta la dificultad del diseño de superficies curvas [40].
La sección transversal de los perfiles de plástico cambia mucho y los coeficientes de deformación de la cavidad interna correspondientes bajo diferentes materiales plásticos también cambian significativamente. Los coeficientes de deformación correspondientes en las direcciones X e Y también son significativamente diferentes. La complejidad del diseño de la estructura de nervaduras internas. También aumenta significativamente, por lo que el modelado de la superficie curva es más complejo y aumenta la dificultad del diseño [49]. El algoritmo de identificación rápida de bucle cerrado múltiple se usa ampliamente en el campo de la identificación inteligente y puede identificar mejor los bucles cerrados correspondientes de dos segmentos y establecer una relación correspondiente en función de las coordenadas de su centro de gravedad.
La llamada "optimización" tiene como objetivo principal lograr un estado más razonable, mientras que el "diseño óptimo" tiene como objetivo principal lograr mejores requisitos cambiando el plan, minimizando así el gasto correspondiente [51].
El diseño óptimo se puede lograr de dos maneras. Principalmente, el método analítico (obtiene principalmente el valor mínimo correspondiente mediante métodos diferenciales y de valores extremos; el método numérico) utiliza principalmente el sistema de unidad de procesamiento informático para realizar aproximaciones repetidas para obtener el valor mínimo requerido; Porque el primer método requiere establecer ecuaciones y resolver ecuaciones diferenciales. Si el problema a resolver es muy complejo, será muy difícil resolver la ecuación diferencial, por lo que este método se utiliza principalmente para investigaciones teóricas y generalmente no es adecuado para campos prácticos de ingeniería.
El diseño de optimización estructural tradicional selecciona principalmente el plan más razonable después de determinar los planes de diseño comparativos correspondientes. Este método requiere que los diseñadores tengan muchos años de experiencia en diseño y estén familiarizados con el uso de herramientas relevantes. Sin embargo, debido a limitaciones de recursos y tiempo, las opciones disponibles suelen ser limitadas y subóptimas.
Para obtener la mejor solución, es necesario proporcionar múltiples opciones, compararlas y elegir con cuidado, lo que requiere muchos recursos. Si dependemos únicamente de la mano de obra, no podremos satisfacer las necesidades pertinentes en este ámbito y sólo podremos depender de los ordenadores. Sin embargo, actualmente no existe mucho software que pueda usarse para la optimización estructural y el software más utilizado es ANSYS. Es una herramienta de análisis de software muy conveniente. Tiene potentes funciones de diseño de optimización, puede optimizar el tamaño estructural y la topología y proporciona algunos algoritmos útiles.
ANSYS es una herramienta de análisis muy utilizada. Generalmente se encuentra en una plataforma de colaboración CAE, tiene una alta integración y se puede utilizar para el diseño de software CAD. Este software se ha desarrollado en muchas versiones y la nueva versión agrega algunos módulos de uso común para lograr las funciones requeridas. De esta manera, la tecnología CAE se puede utilizar para analizar y abordar problemas en el desarrollo de productos, lo que puede acortar significativamente el ciclo de diseño del producto y reducir los costos.
En términos de facilidad de uso, los módulos correspondientes de AWE se pueden optimizar fácilmente, de modo que después de mejorar el modelo CAD, las variables correspondientes se puedan transferir directamente al entorno AWE. Si se establecen las restricciones correspondientes, el diseño optimizado se puede realizar mejor y se pueden obtener los resultados requeridos.
Utilizando herramientas relacionadas con Workbench, CAD y CAE se pueden optimizar conjuntamente. Los pasos de optimización específicos son los siguientes [52]:
(1) Modelado paramétrico: defina datos relevantes a través de la función de modelado paramétrico de este software, obtenga los parámetros del modelo correspondientes y utilice estos parámetros para modificar el modelo. .
(2) Solución CAE: Determine el modelo CAD correspondiente y luego resuélvalo.
(3) Postprocesamiento: determine la función objetivo correspondiente y luego optimice y evalúe.
(4) Evaluación de parámetros de optimización: principalmente para comparar los parámetros de optimización correspondientes, es decir, después de comparar los parámetros de optimización de este tiempo y la última vez, determinar si la función objetivo de este ciclo cumple con los requisitos. , es decir, para lograr el propósito de optimización. Si se cumple esta condición, la iteración finaliza; de lo contrario, continúa con el siguiente paso.
(5) Luego, corrija el estado de las variables del bucle completadas y actualmente optimizadas, y colóquelas nuevamente en el bucle después de la corrección.
Para simular más específicamente el flujo de fusión durante el proceso de extrusión de perfiles de plástico, el análisis de simulación estructural y la optimización del troquel de extrusión en este artículo se pueden completar utilizando el componente POLYFLOW bajo la plataforma Workbench. componente Utilice principalmente herramientas de análisis de elementos finitos para analizar problemas de fluidos con porosidad y elasticidad a través del software CFD, que puede manejar fluidos no newtonianos y otros fluidos relacionados. Puede usarse para resolver problemas en polímeros y alimentos relacionados principalmente con la dimensión de temperatura y. estado estable. .
Se utiliza para analizar y tratar problemas relacionados con la extrusión de polímeros, el moldeo por soplado y otros, y resolver problemas de reacciones químicas relacionados.
4.1.2 Herramientas de análisis de optimización del banco de trabajo
Según sus funciones, estas herramientas se pueden dividir en los siguientes cinco tipos, a saber, herramientas de optimización directa, herramientas de análisis de optimización impulsadas por múltiples objetivos y Optimización de superficies de respuesta. Existen diferencias significativas entre estas herramientas, que se analizan en detalle a continuación [53].
(1) Herramienta de optimización directa, su función principal es establecer objetivos de optimización y realizar análisis de optimización al mismo tiempo para obtener el plan combinado requerido.
(2) Herramienta de análisis de optimización impulsada por múltiples objetivos, la función principal es determinar los puntos de diseño que cumplen con los requisitos a partir de un conjunto determinado de muestras.
(3) Herramienta de optimización de correlación de parámetros, la función principal es mostrar la relación entre los parámetros relevantes a través de gráficos.
(4) Herramienta de optimización de la superficie de respuesta, su función principal es determinar la relación de influencia entre los parámetros correspondientes y la superficie.
(5) Las herramientas de optimización Six Sigma utilizan principalmente la teoría del error estándar relevante para determinar la probabilidad de confiabilidad de los productos y utilizan los resultados para juzgar el rendimiento de los productos relacionados.
4.2 Modelado paramétrico de la estructura del canal de flujo
El troquel de extrusión se puede diseñar utilizando tecnología CAD/CAE. En este modelo, hay muchos factores que afectan la uniformidad del flujo de fusión, incluida la relación de compresión y el ángulo de compresión. Existen diferencias obvias en el impacto de diversos factores en diferentes tramos de carretera. En el cuello, la sección de flujo constante y otras partes del canal de flujo, la sección de compresión es la parte principal que regula el flujo de cada parte. La simetría simplifica las variables de diseño, la cantidad de cálculo requerida se puede reducir significativamente y los resultados correspondientes son más razonables. Para obtener resultados de análisis relevantes y acortar el tiempo de cálculo, es necesario determinar un espacio de solución razonable en el que las variables de diseño se puedan cambiar según sea necesario. Basado en la experiencia en diseño de moldes y requisitos de procesamiento relacionados. En esta estructura, las relaciones correspondientes y los rangos de valores de las variables relevantes deben cumplir ciertas condiciones. Consulte la Tabla 4-1 para obtener más detalles.
La variable de estado es un valor numérico que limita el diseño y afectará significativamente los resultados del diseño. Puede considerarse como una "variable dependiente" y tiene una cierta relación funcional con las variables de diseño. Al seleccionar variables de estado, se consideran principalmente los requisitos reales y los requisitos de diseño específicos de los problemas relacionados, y se consideran las restricciones correspondientes [54]. En el proceso de diseño de optimización de la estructura del canal, las principales variables que deben considerarse son:
①La velocidad de corte máxima en el canal de flujo. Esta tasa no puede exceder el valor nominal, de lo contrario provocará la ruptura de la masa fundida.
(2) Con respecto a las condiciones límite de presión en la entrada (es decir, la caída de presión está dentro de un cierto rango), se debe garantizar que el caudal cumpla con las condiciones correspondientes y que la eficiencia de producción cumple con los requisitos y cumple con la calidad del producto si Los parámetros de entrada cumplen con las condiciones límite de velocidad y la caída de presión debe controlarse dentro del rango correspondiente; La optimización del diseño de la estructura del canal de flujo debe basarse en un análisis de flujo relevante. El propósito de la optimización es hacer que el plástico fundido se distribuya uniformemente durante el procesamiento y que los caudales correspondientes a las subáreas de la sección transversal relevantes en la salida del molde sean los mismos, lo que puede garantizar que las propiedades físicas y mecánicas del producto cumplan. ciertos requisitos y reducir la tensión residual correspondiente. El hecho de que la velocidad de salida de la matriz sea uniforme o no tiene un impacto importante en la calidad del perfil. Este artículo selecciona principalmente los datos de velocidad de flujo relevantes del nodo unitario en la salida de velocidad de flujo y determina el error cuadrático medio del nodo de salida correspondiente a la velocidad de flujo promedio de todos los nodos.
La ecuación reológica de Bird-Carreau del flujo de extrusión de polímeros se utiliza luego para simular el proceso de flujo tridimensional del plástico fundido en la matriz correspondiente, y se obtienen los resultados de datos correspondientes, y luego las posiciones de Del dado se obtienen el campo de velocidad y el campo de presión.
(4) Utilice el método de optimización para obtener el error cuadrático medio de velocidad de la sección de salida óptima correspondiente y seleccione la sección de salida que tenga un mayor impacto en el equilibrio del flujo.