STL面片中冗余顶点的快速滤除算法及其应用

为了快速滤除STL面片数据中的冗余顶点，提出了一种高效的3轴分块排序算法，成功应用于3维真实感注塑模流动模拟软件Hsc3DRF的3D图形处理。

注塑模冷却过程模拟关键算法研究

注塑模冷却过程模拟中采用型腔的表面模型来取代传统的中心面模型可以解决CAD和CAE的无缝集成,但需要解决边界元方法BEM(BoundaryElementMethod)在狭长型腔面上的积分难题,为此提出了动态分配高斯积分阶次的方法。对三角单元进行积分计算时,根据源点与场单元中心的距离与场单元平均边长的比值自动选取积分点数。结合单元细分方法,不仅解决了单元数量和计算精度冲突的难题,实现了精度和效率二者的平衡,同时也可以用于消除边界元积分的奇异性,突破了基于中心面模型注塑模模拟软件推广应用的瓶颈。

基于表面模型的注射模冷却过程模拟

介绍采用边界元方法BEM(BoundaryElementMethod),用型腔的表面模型来取代原来的中心层模型(Middle_Plane),突破了基于中心层模型注射模模拟软件推广应用的瓶颈,开发了实用化、商品化的注射模冷却模拟软件HsCAE3D6.0,在实际应用中取得了良好的效果。

边界元矩阵稀疏化算法及其应用

基于边界元矩阵的空间需求与求解域网格数的平方成正比,提出了边界元矩阵稀疏化方法.首先,根据边界元矩阵的特点定义了合适的稀疏准则,小于该准则的矩阵系数被合并到邻接单元对应的矩阵系数中;然后,将该系数取零,这样可以将一片相互邻接的单元系数合并到其中一个单元,从而达到矩阵稀疏化的目的.仿真结果表明,该方法在保证数值模拟精度的条件下,大幅削减了空间需求.

注射模冷却过程数值模拟研究

介绍了塑料注射模冷却过程数值模拟的数学原理、实施方法和发展历史。一维瞬态传热模型采用有限差分法计算;二维冷却模拟用有限元法和边界元法计算注射模典型截面温度分布,并在此基础上实现冷却系统参数优化设计;基于中心层的三维冷却模拟采用中心层替代上、下模腔面,在求解出中心层温度分布后,通过计算温差来确定上、下模腔面的温度场。

基于矩阵形态修复的边界元容错处理算法研究

边界元法以其独特的优势被广泛应用于稳态温度场的求解,但在实际应用中,由各种CAD模型生成的求解域表面网格往往存在多种缺陷和错误,网格错误会导致边界元矩阵形态变差,所得到的方程组难以收敛甚至无法求解。为此提出边界元容错处理算法,该算法根据边界元矩阵系数行和恒等于1的特点进行矩阵形态修复,可以实现边界元对网格的容错处理,并且在实际应用中取得了良好的效果。

注塑模冷却分析中特殊冷却结构的处理

注塑模冷却过程模拟大都采用边界元法,并将冷却水管简化为一线状均匀源,对于特殊冷却结构,国内外冷却模拟软件常用等效直圆柱水管来近似,这种处理方法无论是几何形状还是流动方式与实际情况差别较大,计算结果会有较大的误差。采用该文提出的方法可以大大提高模拟软件的计算精度和实用化程度,真实地反映特殊冷却结构的冷却效果。

基于网格的边界元容错处理算法研究

注塑模冷却过程模拟大都采用边界元方法,采用型腔的表面模型来取代中心面模型虽然可以解决CAD和CAE的无缝集成。但在实际应用中,由各种CAD模型生成的求解域表面网格STL文件往往存在多种缺陷和错误,导致边界元矩阵形态变差,所得到的方程组难以收敛甚至无法求解。为此本文提出了边界元容错处理算法,该算法基于网格和边界元矩阵的特点,提出了几何影响因子的概念,基于网格分区信息,采用面积法来判断源点是否和场单元重叠,在矩阵计算前就查找出对矩阵形态造成致命打击的网格错误,保证了线性方程组具有良好的收敛性,实现边界元对网格的容错处理。

基于哈希表的STL面片冗余顶点快速滤除算法

为了滤除STL面片数据中的冗余顶点 ,提出了基于哈希表的快速算法 ,使用链地址法处理冲突 ,根据顶点坐标设计高效哈希函数 ,直接滤除冗余顶点 ,从而提高运行效率 ,节省存储空间 .经测试验证 ,该算法效率远远高于三轴分块排序算法 .本算法已经成功应用于华塑CAE系统 。

基于卷积神经网络的注塑制品短射缺陷识别

以注塑制品的常见短射缺陷为研究对象,提出一种基于卷积神经网络算法的识别方法,克服了现有缺陷识别算法需手动提取特征、需要启发式方法的缺点。方法对传统卷积神经网络结构进行了大量改进,并优化网络参数,降低其算法消耗的时间。实验数据表明,网络对短射缺陷的识别率达到99.4%。另外,与BP神经网络进行比较研究,从实验中可以看出方法识别率明显优于BP神经网络,具有很好的应用前景。

规则自组织模糊PID注塑机料筒温度控制

注塑机料筒温度的精确控制是注塑制品成型质量的保障。模糊PID控制虽然有效提高了控制精度,但存在规则库依赖于塑料种类、料筒结构,人为确定困难。针对该问题,提出了一种规则自组织模糊PID控制方法,可对模糊控制规则自适应在线修正。试验结果表明,该方法与模糊PID相比,喷嘴温度超调从2.6℃减小到0.9℃,稳态偏差从±0.5℃减小到±0.4℃。

STL面片邻接拓扑关系重构及其应用

STL文件描述的是一种离散的实体表面三角面片模型,在实际处理中一般需要重新构造其邻接拓扑关系(包括面片的邻接面、顶点的邻接面、邻接顶点等关系)。而剔除STL面片数据中的冗余顶点是重构的关键,该算法已经成功应用于三维真实感注塑模流动模拟软件的3D图形处理。

塑料特性对注射成形工艺的影响

以Dow Chemical USA公司产通用聚苯乙烯为例,将系列材料的特性参数近似为其特性参数分布,采用Plackett-Burman设计构造所需材料,用注射成形数值模拟软件分析材料充满同一型腔时所需的最大注射压力,并以此评价材料注射成形工艺性能,分析材料参数对成形工艺的影响.结果表明:在GPPS系列材料的流变特性和压力体积温度特性中,Cross-WLF模型中的参数D1和A1对最大注射压力的影响较显著;Cross-WLF模型中的n和τ*以及双域Tait修正模型中的b2s和b3s对最大注射压力的影响较显著;熔体密度对最大注射压力有一定的影响.

一种求解线性方程组的SOR并行算法

逐次松弛迭代算法(SOR)是求解线性方程组的一种常用迭代算法,当系数矩阵正定时,它具有较快的收敛速度。但是,由于每个迭代步内存在数据相关,它难以实现并行计算。目前的SOR并行算法采用数据分解的方法,但由于该法并行区域过小,同步通讯代价大,并行效率低。本文提出了SOR的一种新型并行算法,该算法与传统SOR方法等价,具有相同的收敛性和迭代结果。该并行算法通过矩阵分块增大了可并行计算的区域,并引入流水线技术,利用各处理器间通讯与计算时间的重叠,获得较理想的并行加速效率。通过多核微机以及小规模集群上的数值实验证明,本文提出的SOR并行算法在求解大型稠密线性方程组时具有较好的并行效率。

塑料注射成型中注射时间的优选方法

提出了一种注射时间的优选方法,采用简化的注射流动模型预测不同注射时间下的注射压力和最低熔体温度,并基于上述预测参数,以较低的注射压力,较小的熔体温差,较短的注射时间为优化目标,建立优化模型以确定最优的注射时间。最后,以一个数值算例来验证本文所提出优选方法的正确性,通过与 HsCAE3D 7.0模拟结果对比,其优选的注射时间满足上述优化目标。

塑料注塑模具三维设计系统的实现

在分析了国内注塑模具设计软件开发过程中存在缺陷的基础上 ,开展了面向装配的注塑模具设计方法的研究 ;采用基于广义环图树的装配模型 ,运用图形库与数据库相结合的方法 ,开发了标准模架库 ,并提供了建库工具 ;采用基于特征的设计方法 ,通过定义分型面 ,由塑料制品直接生成成型零件 ;通过分析模具开模、脱模和合模运动的特点 ,实现了模具运动模拟仿真 ,从而确保了模具结构设计的合理性 .同时 ,在InteSolid造型系统上实现了注塑模具CAD系统的原型研究 。

基于代理模型的注射参数迭代优化方法

型腔压力和熔体温差是反映塑料制品质量好坏的2项重要质量指标.考虑到塑料制品的薄壁特性,从黏性流体力学的基本方程出发,建立一种简化流动模型作为代理模型代替耗时的塑料注射成型模拟软件快速预测上述质量指标,基于代理模型的预测结果,采用粒子群算法实现注射参数的迭代优化,该方法计算速度快效率高,对知识的依赖程度低.最后通过实验对代理模型的正确性和优化方法的有效性进行验证,实验结果表明,基于代理模型的型腔压力预测值与实验值吻合较好,相对误差值只有8.41%,提出的优化方法与响应面方法的优化结果基本一致,但运行时间仅为响应面方法的0.02%.

三维注塑模结构设计CAD原型系统的研究

基于ACIS ,以InteSolid作为开发平台 ,实现了注塑模三维结构设计CAD的原型系统 ,系统包括模具数据管理。

全电动注塑机智能自动清洗系统控制方法的设计与实现

针对注塑生产过程中手动清洗料筒对注塑精度和塑化装置的影响,为了保护重要塑化元件,在原有注射装置不改变的前提下,提出对料筒中螺杆进行智能自动清洗功能的控制方案,构建智能自动清洗控制系统,阐述了自动清洗系统控制部分的组成、运动原理及工作过程。建立进入自动清洗程序模块的判定条件,对需要进行自动清洗料筒的工况进行智能判断,根据清洗对象建立清洗工艺数据库,基于Linux环境与华中数控HNC-8数控开发平台开发控制程序。以预设的清洗工艺参数对150 g聚丙烯原料进行自动清洗测试,并与手动清洗进行对比试验,结果表明,自动清洗效率比手动清洗平均提高33.7%,一次清除残料率比手动清洗高1.84%,因此智能自动清洗效率更高,清洗效果更佳,避免了手动清洗方式下操作人员依靠经验手工清洗的不确定性。在自动清洗的过程中,系统按照程序或用户设定的安全工艺参数进行自动清洗,保护了螺杆的注塑精度和机器的使用性能,提高了产品质量和精度。

注射模型腔压力监控系统的设计与实现

为解决注射成型过程中传统试模方法的盲目低效和生产中塑件质检的不可靠性,提出了基于型腔压力实现自动试模和塑件质量在线检测的解决方案,基于MFC框架设计开发了型腔压力监控系统,系统实现型腔压力的采集、分析和显示,基于机器手的次品自动分离以及数据库技术的数据持久化存储,实现了基于型腔压力的注射成型自动化生产和控制提供高效可靠的软件平台。