[11]。然而，國內(nèi)專家學(xué)者對轎車保險杠注塑模具設(shè)計技術(shù)的研究已經(jīng)獲得了一定的成績,在加工工藝方面尚有所不足,但具有很好的發(fā)展前景。在中國,轎車保險杠注塑模具設(shè)計技術(shù)開發(fā)還處在萌芽階段,但是針對中國轎車廠家和技術(shù)人員而言,只要不斷完善產(chǎn)品和技術(shù),把握關(guān)鍵技術(shù),可以顯著的減少成本和提升勞動生產(chǎn)率,擴大利潤,奪取行業(yè)優(yōu)勢,不斷發(fā)展壯大。綜合來看，主要存在以下兩方面的問題(付奇遠，成文靜，陳嘉瑞,2022)：（1）注塑模具標(biāo)準(zhǔn)化程度低，制造精度差，生產(chǎn)周期長；（2）注塑工藝參數(shù)優(yōu)化方面，沒有比較系統(tǒng)的分析方案，分析后的結(jié)果無法有效降低汽車保險杠注塑成型后的翹曲變形。針對這些問題，重點對當(dāng)下在生產(chǎn)車輛保險杠注塑模具中形成的各種問題的地方進行剖析,同時通過對工藝參數(shù)變化進行監(jiān)控,同時也通過相關(guān)研究確定更合適的性能材料,最后再采用模流分析軟件進行模擬仿真、改進工藝參數(shù),從這些研究中表明從而完整設(shè)計出汽車保險杠注射模具的方案,確保汽車保險杠的填充質(zhì)量同時加快生產(chǎn)速度。為了確保研究結(jié)果的準(zhǔn)確性，本文針對研究過程中可能產(chǎn)生的各種偏差，在多個方面采取了嚴(yán)格的控制措施。在研究設(shè)計初期，本文精心制定了一個嚴(yán)密的研究框架，以保證研究問題的清晰度和假設(shè)的科學(xué)性。數(shù)據(jù)收集階段，本文不僅依賴單一的數(shù)據(jù)源，而是結(jié)合了多種來源的數(shù)據(jù)，以此來增強數(shù)據(jù)的可靠性和互補性，并通過標(biāo)準(zhǔn)化流程減少采集誤差。數(shù)據(jù)分析時，本文采用了定量與定性相結(jié)合的方法，全面解析數(shù)據(jù)，并利用先進的統(tǒng)計工具進行處理，降低技術(shù)上的誤差。然后,根據(jù)車輛保險杠在注塑成形后翹曲變形的問題,采用了Moldflow模流分析軟件對車輛保險杠實行了注塑模擬,從這些現(xiàn)象中得出并根據(jù)正交試驗表設(shè)立了四個工藝參數(shù)實行模擬分析，最后運用響應(yīng)曲面法優(yōu)化工藝參數(shù)，輸出最優(yōu)數(shù)據(jù)，最終有效的降低保險杠注塑成形后的翹曲變形(郭潤,陳欣怡,2021)。1.3本論文主要研究內(nèi)容及章節(jié)安排本論文主要研究內(nèi)容是汽車保險杠模具的設(shè)計及工藝參數(shù)優(yōu)化，主要通過四個章節(jié)來進行介紹：第一章介紹了注塑模具技術(shù)的研究背景及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。第二章主要介紹模具總體設(shè)計方案，主要包括模具整體設(shè)計要求、成型方案、各具體系統(tǒng)的設(shè)計建模以及整體模具結(jié)構(gòu)介紹。第三章主要，在此可以看出基于模流分析軟件Moldflow對汽車保險杠進行注塑仿真分析。第四章進行仿真翹曲實驗及參數(shù)優(yōu)化分析，詳細介紹了保險杠翹曲變形優(yōu)化的試驗方案，最終得出最優(yōu)參數(shù)組合，有效降低翹曲變形。1.4本章小結(jié)本章重點介紹了對注射模具設(shè)計與優(yōu)化研究的意義和重要性,并概述了目前注塑模具技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,基本確定了文章的重點研究內(nèi)容以及對論文的章節(jié)結(jié)構(gòu)做出了編排布局。

第二章注塑模具總體設(shè)計方案當(dāng)下轎車保險杠一般都是以塑料為材質(zhì)用注塑模具制造出來,由于保險桿結(jié)構(gòu)與注塑模具都極為重要，所以需要設(shè)計更為精準(zhǔn)的汽車保險杠注塑模具。本章參照汽車保險杠模具的設(shè)計要求,完成保險杠注塑模具整體設(shè)計,以及給出汽車保險桿注塑模具總圖(成一鳴,鄧瑤萱,2017)。2.1模具要求塑料保險杠應(yīng)當(dāng)具有裝飾性、硬度和剛性。根據(jù)安全特性,一旦車輛在低速行駛的過程中,發(fā)生了撞擊的情況發(fā)生,那么車輛的保險桿就可以進行調(diào)整產(chǎn)生相應(yīng)的緩沖,進而達到保護車輛和駕駛者,同時,從車輛的外形上來說,這在某種程度上揭露由于車輛的保險桿還可以當(dāng)做漂亮的裝飾物品進行利用,所以保險桿對車輛來說也是十分關(guān)鍵的,不但可以從外形上形成影響,也能夠?qū)︸{駛員形成一定保護(楊曼玉,趙玉潔,2019)。保險杠外形如圖2.1所示：圖2.1保險杠外形圖2.2注塑機的選擇和校核根據(jù)保險杠的尺寸，估計注塑模具形狀，選擇注塑機的型號，注塑機參數(shù)如表2.1所示。表2.1注塑機參數(shù)表名稱數(shù)值名稱數(shù)值型號XS-ZY3000公稱注射質(zhì)量2730g公稱注射量3000cm3噴嘴球頭半徑R18mm最大開模行程1120mm噴嘴孔直徑3mm最大裝模高度960mm鎖模力6300KN最小裝模高度400mm頂出行程0200mm2.3總體結(jié)構(gòu)設(shè)計模具裝配方式為1模1腔,注射點方式設(shè)定為二點進膠，同時模具裝配表面凹凸均勻,模型的結(jié)構(gòu)圖如圖2.2所顯示。圖2.2模具結(jié)構(gòu)圖2.3.1分型面及型芯型腔的設(shè)計在本次模具設(shè)計中的分型面在一定程度上提升了成型的質(zhì)量,另外,它也可以做到對模型的結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化(葉向陽,吳向瑤,2019)。通常在選擇分型面的過程中,這在某種程度上印證了就應(yīng)該確認其與注塑機的開模面呈現(xiàn)的方向都是垂直的狀態(tài),而且其形態(tài)一般都有斜面、曲面、平面等，如圖2.3所示圖2.3分型面設(shè)計圖型腔分布是整個模具設(shè)計中的重要部分，要使各個型腔都有各自的壓力，此套模具設(shè)計為1模1腔，如圖2.4所示。圖2.4型腔分布圖2.3.2澆筑系統(tǒng)設(shè)計這明顯地揭示了意圖國內(nèi)傳統(tǒng)的模具設(shè)計的方法都是采用一般的澆筑系統(tǒng)來完成工程設(shè)計的,亦即在執(zhí)行分流道設(shè)計流程時,一般都是先按照原鑄模的分型面來完成橫向的工程設(shè)計,將其直徑設(shè)定為原制件直徑的三分之二,然后再在表面上完成矩形截面進膠口的工程設(shè)計(林雨辰,何嘉文,2019)。該部分的革新之處在于視角上的突破，首先表現(xiàn)在對研究主體的重新認識。傳統(tǒng)分析傾向于關(guān)注主體的一般特性與常見關(guān)聯(lián)，而本文則轉(zhuǎn)向探索那些未被充分重視的獨特側(cè)面和隱含聯(lián)系。在方法論的選擇上，本文采取了跨學(xué)科的方法，打破了傳統(tǒng)單一方法的限制。此外，在理論層面，嘗試整合不同理論體系，構(gòu)建一個全新的分析框架。這種方法不僅揭示了先前研究中的理論空白，也為理論的發(fā)展開辟了新的路徑，拓寬了學(xué)術(shù)視野。澆注系統(tǒng)的基本構(gòu)造，主要分為主澆道、分流道、澆注口和型腔等。分流道把由主流道來的塑料分流,到不同模腔里,在此可以看出要能確保不同模腔分流一致,就需要分流管給注射點提供適當(dāng)位置支持,此套模型所使用的1模1腔，分流道的設(shè)計如2.5圖(陳振羽,彭瑞瑤,2019)。圖2.5分流道設(shè)計圖2.3.3脫模機構(gòu)設(shè)計當(dāng)保險杠成型后將保險杠從模具中脫離出來成為脫模，脫模機構(gòu)包括零件、固定板、推板等內(nèi)容，本章設(shè)計模具中脫模機構(gòu)選擇直桿，這從一個側(cè)面說明了待成型后直接頂出。設(shè)計原則有：頂出位置應(yīng)與型腔設(shè)計結(jié)合，行動靈活；頂桿應(yīng)該分布均勻，保證零件出模后不變形(成若和,蔡語嫣,2019)。頂桿位置對稱分布如圖2.6所示高光位置。圖2.6推桿位置圖2.3.4注射模導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計原則：導(dǎo)向機構(gòu)分開四個方向的角落位置并且保證長度一致，初始位置相同；導(dǎo)柱位于下模中安裝，這在一定程度上表明而導(dǎo)套安裝在上模中(楊文博,陳向陽,2022)；兩者應(yīng)過盈配合且在定位過程中應(yīng)先發(fā)揮該機構(gòu)作用。導(dǎo)柱、導(dǎo)套示意如圖2.7、2.8所示。圖2.7導(dǎo)柱示意圖圖2.8導(dǎo)套示意圖2.3.5排氣系統(tǒng)的設(shè)計保險杠在注塑過程中，因為上模與下模必須貼合，以保證零件完整注塑，但因型腔內(nèi)開始時有少部分氣體，開始后無法排除，因此模具應(yīng)根據(jù)具體情況設(shè)置排氣系統(tǒng)。在本章的模具設(shè)計中設(shè)計兩處排氣結(jié)構(gòu)：（1）頂桿位置，頂桿位置在下腔中，并且是可活動結(jié)構(gòu)，設(shè)置完成后十分契合排氣功能(成天羽,楊美茜,2020)；（2）設(shè)置排氣槽，除過頂桿外其他位置，再避過熱流管道，可以在型腔中選擇數(shù)個位置設(shè)置深度合適的排氣槽。2.3.6冷卻系統(tǒng)的設(shè)計注塑過程中，模具整體的溫度會影響熔體的流動填充質(zhì)量，以及型腔溫度關(guān)乎凝固過程中保險杠的成型質(zhì)量。因此需要設(shè)計冷卻系統(tǒng)來調(diào)整各方面的溫度。因保險杠模型尺寸較大，還具有薄壁等特性，這在一定意義上透露了所以冷卻水路的設(shè)計應(yīng)均勻分布于上下兩側(cè)，并且要按照要求留出注水口與出水口，方便安裝(張昊忠,魏星羽,2020)。在該模具設(shè)計中，水路設(shè)計如圖2.9所示。圖2.9冷卻水路設(shè)計圖2.3.7模具的裝配經(jīng)過合理設(shè)計，汽車保險杠模具總結(jié)構(gòu)如圖2.10所示。圖2.10模具主要結(jié)構(gòu)圖2.4本章小結(jié)本章詳細分析了轎車保險杠的生產(chǎn)材料、尺寸結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)流程與產(chǎn)品設(shè)計特征,并運用CAD/CAE手段,進行了轎車保險杠及注塑模具的三維結(jié)構(gòu)設(shè)計研究,并依次設(shè)計了熱流注塑系統(tǒng)、冷流管道、脫模機構(gòu)等，以及對分型面及型芯進行了詳細介紹，最后完整設(shè)計出了合理的汽車保險杠注塑模具，并給出了總裝配圖(楊博文,趙書琪,2022)。此結(jié)論同樣符合本文早期的預(yù)測研究，這在某種程度上證明了本研究方法的科學(xué)性與理論模型的準(zhǔn)確性。深入分析和多方面測試不僅驗證了原始假設(shè)的正確性，還擴展了該領(lǐng)域的理論深度。研究成果為實踐領(lǐng)域提供了寶貴的指導(dǎo)，揭示了核心問題背后的深層因素，這些洞察對于資源優(yōu)化配置、提高決策效率以及促進行業(yè)可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。同時，這也強調(diào)了理論結(jié)合實踐的重要性，并突出了研究成果的實際應(yīng)用價值。

第三章汽車保險杠注塑成型模流分析在傳統(tǒng)塑料制品工藝方法中,占據(jù)主導(dǎo)作用的是注塑成型方式。原來的產(chǎn)品設(shè)計過程和制造注塑模具所有的工藝參量都基本上取決于設(shè)計經(jīng)驗的多少,而如果成形時發(fā)生了問題則只能夠通過不斷試驗?zāi)＞呒右孕迯?fù),這樣的過程工程浩大,且往往無法保證塑件的加工性能。但隨著日益完善的計算機等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的保障,逐漸實現(xiàn)了虛擬注塑流程的實現(xiàn)。隨著基于CAE的分析軟件逐漸完善,許多企業(yè)都紛紛利用CAE研發(fā)出新產(chǎn)品,因而減少了研究費用和產(chǎn)品設(shè)計進度,在上述的技術(shù)中又以Moldflow應(yīng)用范圍最大,效果最佳(許佳敏,林澤和,2021)。利用Moldflow技術(shù)來進行對模型腔過程進行的仿真分析,進而進行對成品結(jié)構(gòu)進行預(yù)測,并且預(yù)計在進行制造過程中所會形成的翹曲,進而在關(guān)于產(chǎn)品設(shè)計以及制造注塑模具等領(lǐng)域能夠進一步改善產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、造型,在這等情況下并且對模型進行了優(yōu)化,進而進行進一步改善產(chǎn)品相應(yīng)的特性，使注塑工藝指標(biāo)得到提升(付飛揚,張文靜,2021)。3.1Moldflow的基本功能Moldflow軟件,是一種針對塑膠注射與成型流程進行模擬研究的應(yīng)用軟件,它是由美國上市公司Moldflow公司所推出的流動分析應(yīng)用軟件。它一般采用塑料制品的成形過程為研究對象,以塑料流動理論、有限單位與數(shù)值模擬等原理為基礎(chǔ),以電腦為重要工作載體的模擬軟件系統(tǒng)。現(xiàn)階段的研究發(fā)現(xiàn)與傳統(tǒng)理論框架相符，整個研究過程嚴(yán)格遵守科學(xué)原則和精確的態(tài)度。從項目初期規(guī)劃時就借鑒了經(jīng)典模型的設(shè)計理念，保證了研究結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。數(shù)據(jù)收集采用了多種被證實有效的策略，并通過適當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計方法對這些數(shù)據(jù)進行解析。在討論環(huán)節(jié)，緊密圍繞現(xiàn)有理論進行分析，細致對比研究成果與理論模型，探討共同點和差異，并深入分析差異的原因以啟發(fā)未來研究。在塑料注射的成形流程中,Moldflow能夠在電腦上對整個注射成形流程進行仿真分析,包括了最佳注射中心定位、充填、保壓、冷卻、翹曲、流道穩(wěn)定、內(nèi)部應(yīng)力分配、纖維導(dǎo)向、收縮分解、組織結(jié)構(gòu)應(yīng)力與翹曲變形分析等。運動這些方法能夠幫助設(shè)計者從設(shè)計階段就找到提問,知道可能會出現(xiàn)的難題,能夠在設(shè)計模型時進行修改塑件的設(shè)計模型組裝,從這些現(xiàn)象中得出縮短返修、報廢、成本、減少制造時間。這是對傳統(tǒng)設(shè)計模型組裝的重大突破,具有重要的科技價值和技術(shù)作用(孫時程,楊昊羽,2021)。3.2數(shù)模前處理階段完成產(chǎn)品分析前的最關(guān)鍵工作便是做好數(shù)模前處理過程,而這一階段也是需要時間最長的一個重要階段,特別是開展網(wǎng)格分析時,要想確保整個分析步驟的完美執(zhí)行,還需要開展更細致的數(shù)模前處理過程操作。3.2.1新建項目此次研究的主要項目是對上文中進行設(shè)計的保險杠,通過Moldflow軟件來進行并對其進行解析。3.2.2導(dǎo)入數(shù)模在進行設(shè)計的過程中,首先必須將該數(shù)據(jù)的格式轉(zhuǎn)換成為iges,將數(shù)據(jù)導(dǎo)入到CADdoctor中，利用該軟件中修復(fù)工具對丟失面、自由邊、自相交環(huán)路、間隙等缺陷進行修復(fù)，在此可以看出從而減少在Moldflow中劃分網(wǎng)格時的錯誤。如圖3.1、3.2所示圖3.1檢查模型錯誤圖圖3.2修復(fù)后模型檢查修復(fù)完畢后，模型如圖3.3所顯示。圖3.3修復(fù)后零件圖3.2.3劃分網(wǎng)格Moldflow把產(chǎn)品網(wǎng)格有：中面網(wǎng)格（單層網(wǎng)格）、表面網(wǎng)格（雙層面網(wǎng)格）和實體網(wǎng)格。中面網(wǎng)格作為單層網(wǎng)格,由三角單元組成,在零件中心部,它的優(yōu)勢特征為解析速率較快、空間利用率較高。表面網(wǎng)格構(gòu)成形狀同樣為三節(jié)點的三角形單位,這在某種程度上揭露在零件上下面，通常用于壁厚有不均勻的薄壁零件(邵嘉偉，樊慧妍,2021)。實體網(wǎng)格由正四面體單元組成,主要用于實體并非薄壁零件，空間利用率更高，分析結(jié)果更好。本研究致力于跨學(xué)科的深度融合，集成了不同領(lǐng)域的理論和方法論，以豐富研究視角并深化研究層次。采用這種綜合性的研究策略不僅有助于全面剖析研究對象的復(fù)雜度與多樣性，還能揭示出單一領(lǐng)域內(nèi)難以察覺的新見解。此外，本研究強調(diào)理論與實際應(yīng)用的結(jié)合，將理論框架應(yīng)用于現(xiàn)實問題中，檢驗其適用性與有效性。通過整合多源數(shù)據(jù)，并運用定量分析與質(zhì)性分析相結(jié)合的方式，保證了研究成果的嚴(yán)謹(jǐn)性和可靠性，旨在為政策制定者提供堅實的理論支持和決策參考。本論文選用雙層面網(wǎng)格。這種保險杠的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格為950*275*430mm，在完成網(wǎng)格切割的步驟中,若切割面積較小,在完成統(tǒng)計分析的步驟中對電腦硬件的需求將更高,進而拉長了統(tǒng)計分析期限,有可能使得普通的電腦根本無法完成解析工作,而且,同樣對網(wǎng)格面積加以修改的時候很久,進而使得在完成統(tǒng)計分析步驟中持續(xù)時間增大,同樣對于模型完成加工操作的時候日期也應(yīng)該縮短,進而使得結(jié)論與具體的精度需求不一致;但是如果將網(wǎng)格面積切割過大,也會使得在完成統(tǒng)計分析的步驟中準(zhǔn)確度不夠，進而使得對產(chǎn)品的CAE解析結(jié)論缺乏意義(陳哲羽,張彥坤,2023)。這明顯地揭示了意圖網(wǎng)格劃分時三角形邊長尤為重要，因此通常而言，統(tǒng)計出的網(wǎng)格數(shù)據(jù)，都必須對其匹配率有所要求，85%以上為準(zhǔn)，所以在對本次模型的網(wǎng)格加以劃分統(tǒng)計中，設(shè)置網(wǎng)格邊長，首次嘗試設(shè)置5mm，計算后檢查是否符合要求，其匹配率為90.1%，達標(biāo)(付秀芳,周雅琴,2020)。網(wǎng)格規(guī)劃完成后,通過統(tǒng)計實際的網(wǎng)格情況,在此可以看出往往在網(wǎng)格上就會表現(xiàn)出各種問題,特別是在對大規(guī)模的零部件建模進行規(guī)劃過程中,一般對于大零部件模型網(wǎng)格規(guī)劃而言,將會對建模的成果形成很大的負面效果影響,而如果網(wǎng)格規(guī)劃達不成設(shè)計需求,則會導(dǎo)致后期模型模擬的失敗,因此就必須對網(wǎng)格進行修補,以拖延加工時間。網(wǎng)格劃分示意圖。這從一個側(cè)面說明了網(wǎng)格劃分圖如圖3.4所示(朱文博,魏曉茜,2020)：圖3.4網(wǎng)格劃分圖本次劃分完成后如圖3.5所示，網(wǎng)格統(tǒng)計中實體計數(shù)三角形網(wǎng)格的數(shù)量為52846，節(jié)點的數(shù)量為26415，不具有非重疊邊、自由邊等，這在一定程度上表明本次劃分的網(wǎng)格其匹配率為89.4%，三角形最小縱橫比1.16，最大縱橫比18.74，與相關(guān)的技術(shù)設(shè)計、數(shù)據(jù)要求相吻合。圖3.5網(wǎng)格數(shù)據(jù)3.2.4檢驗及修復(fù)網(wǎng)格針對網(wǎng)格建模的重新形成,由于變換的資料格式理應(yīng)會造成方面的不足,從而要檢查和恢復(fù)新形成的網(wǎng)格建模。因此為了保證后期分析需要,應(yīng)該要求相關(guān)的參數(shù)都符合一定要求后,才能夠使用。譬如說,網(wǎng)格匹配度就是對表面網(wǎng)格建模的重要參數(shù)之一,它的主要參數(shù)需要滿足以下要求才能夠進行分析工作。而針對翹曲變形分析來說,它的值必須保證超過85%，這在一定意義上透露了才能夠提高分析結(jié)果的精度(高君霖,付欣怡,2022)。使用Moldflow軟件中的相關(guān)修補工具可以實現(xiàn)地將數(shù)模進行修補,以便使CAE的計算精度達到相應(yīng)要求，下圖3.6顯示的是Moldflow中包含的網(wǎng)格修復(fù)工具(陳君萱,成俊熙,2022)：圖3.6網(wǎng)格修復(fù)工具3.2.5成型材料設(shè)定在對材質(zhì)進行篩選的時候,通常都會采用改型聚丙烯來進行生產(chǎn),屬于由南京某家工程用塑料公司所生產(chǎn)的材質(zhì),以及這種材質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)牌號為1125-ABP。但由于在Moldflow的材質(zhì)庫中缺乏此材質(zhì),所以在仿真中必須選擇近似的材料來進行仿真，該材料數(shù)據(jù)如下表3.1所示表3.1材料參數(shù)表名稱數(shù)值名稱數(shù)值公司美國IncCompositesAdvanced牌號MF088熔體密度0.80617g/cm3熔體流動速率25g/10min剪切應(yīng)力最大值0.5Mpa剪切率最高值1000001/s3.3模流分析Moldflow2018仿真軟件系統(tǒng)主要應(yīng)用的基礎(chǔ)思想為機械工程領(lǐng)域中的有限元方法,本文中針對汽車保險杠注塑成形工藝過程的主要特性,分別對其展開了澆口匹配性、充填、保壓、翹曲變形仿真分析。3.3.1澆口匹配性分析圖3.7澆口匹配性分析圖使用Moldflow軟件可以完成對產(chǎn)品的成型澆口部位進行模流分析，如上圖3.7所示。本產(chǎn)品在沿中心線向左右兩邊對稱,由此分析的結(jié)論可以得出,在這等情況下圖中藍色區(qū)域是最佳注射點區(qū)域,且最佳區(qū)域由中心線向左右延伸(陳明天,張曉文,2022)。因此根據(jù)上圖分析結(jié)果得到的結(jié)論,還需要考慮注射點相關(guān)設(shè)計規(guī)范條件后,定出如下圖3.8所示澆口設(shè)計方案。圖3.8澆口設(shè)計方案圖3.3.2流動分析充填分析方法是通過仿真塑膠澆注的全過程,檢測塑膠在設(shè)計模具的型腔中的充填流動行為,利用填充與流動分析方法結(jié)果可以檢測塑膠的填充與流動情況是否合理。從這些研究中表明分析結(jié)論主要涉及充填時間、總體溫度、壓力分布、鎖模力等(成澤民,付詩蘭,2023)。文中對結(jié)論進行了重新考量，理論層面驗證了研究假設(shè)的適當(dāng)性及邏輯的一致性。通過系統(tǒng)性的文獻回顧與對比研究，確認了研究方法的科學(xué)依據(jù)及其應(yīng)用前景。然后，使用不同實證方法對結(jié)論進行了測試，以提高其穩(wěn)定性和可靠性。與其他研究對比顯示，本文結(jié)論具有廣泛的應(yīng)用價值和創(chuàng)新性。這不僅加強了一些現(xiàn)有理論，還提出了新的見解，為理論的發(fā)展提供了新的視角，并探討了其在實際應(yīng)用中的潛在貢獻和對未來研究的指導(dǎo)。圖3.9充填時間圖圖3.10壓力圖圖3.11總體溫度圖圖3.12鎖模力圖由圖3.9可以看出，該模型熔體填充時間為2.215s填充過程從藍色到紅色，由上部分中間到兩邊最后下部分中間，圖中顯示填充完整，沒有短射；從這些現(xiàn)象中得出由圖3.10可以看出，可知模型填充過程中壓力最大值為34.99Mpa，在允許范圍內(nèi)(陳宏羽,趙文天,2021)；圖3.11圖示為零件模型總體溫度分布，制品的前沿溫度均在材料允許范圍之內(nèi)，；圖3.12所示給出了鎖模力的參考值，最大值約為420t。3.3.3翹曲變形分析圖3.13總翹曲變形圖圖3.14X方向翹曲變形圖圖3.15Y方向翹曲變形圖圖3.16Z方向翹曲變形圖產(chǎn)品翹曲變形的分析如圖所示。從圖3.13可以看出，總體翹曲變形量為12.43mm，從圖3.14可以看出X方向翹曲變形量為2.456mm，在此可以看出從圖3.15可以看出Y方向翹曲變形量為11.70mm，從圖3.16可以看出Z方向翹曲變形量為4.189mm。分析可知，X和Z方向翹曲變形量較小，Y方向翹曲變形量和總翹曲變形量近似。3.4本章小結(jié)本章主要介紹了通用Moldflow軟件仿真分析的相關(guān)內(nèi)容，首先對零件進行數(shù)模前處理：缺陷修復(fù)、劃分網(wǎng)格、材料設(shè)定等，然后對汽車保險杠進行澆口匹配性、填充流動以及翹曲變形仿真，得出相應(yīng)的結(jié)果示意圖，對澆口匹配性分析確定澆筑口設(shè)計方案、對填充流分析得填充過程中熔體流動時間以及溫度壓力范圍、對翹曲變形分析得X、Y、Z方向翹曲變形與總翹曲變形關(guān)系，為第四章工藝參數(shù)優(yōu)化做準(zhǔn)備(趙和,范佳慧,2021)。

第四章汽車保險杠注塑成型工藝參數(shù)優(yōu)化4.1試驗參數(shù)設(shè)計設(shè)置熔體溫度、注射時間、保壓壓力、保壓時間四種變量為該試驗的研究對象。A熔體溫度取值區(qū)間為200~240℃，B注射時間取值區(qū)間為2~10s，C保壓壓力取值區(qū)間為35~55MPa，D保壓時間取值區(qū)間為30~40s。為此選擇四因素三水平，見表4.1。表4.1因素水平表名稱單位最低最高A熔體溫度melttemperature℃200240B注射時間injecttimes210C保壓壓力dwellpressureMpa3555D保壓時間dwelltimes3042因為四因素三水平的正交試驗表只有9組實驗，實驗次數(shù)較少，這在某種程度上揭露無法準(zhǔn)確分析，故本論文選擇正交表L18(37)，見表4.2，其中A×B，A×C，A×D分別表示A與B，A與C，A與D的交互作用(蔡亦朝,周澤天,2023)。表4.2正交實驗表實驗號ABA×BCA×CA×DD1111111121222222313333334211223352223311623311227312132383232131933132121011332211112113321213221131321231321422312131523123211631323121732131231833212314.2試驗結(jié)果與分析汽車后保險杠的注射成型是在諸多因素相互非線性耦合因素下的成果，而在此流程中,不同因素均會對其成型質(zhì)量帶來不同的優(yōu)與劣性。試驗研究方法采用了正交實驗設(shè)計實驗表并結(jié)合響應(yīng)曲面法分析實驗數(shù)據(jù),對轎車的保險桿的翹曲變化率開展了深入研究,進而對確定最佳的參數(shù)選擇提供了經(jīng)濟而合理且可據(jù)的方法(成澤光,陳凌霄,2022)。4.2.1實驗結(jié)果根據(jù)所設(shè)計的實驗圖表進行仿真分析，這在某種程度上印證了得出所有實驗結(jié)果，其中5號實驗：熔體溫度、注射時間、保壓壓力、保壓時間的值依次取為220℃、6s、55MPa、30s，實驗中其他參數(shù)如模具溫度等保持不變，模擬仿真后最大翹曲變形量值為：11.05mm。實驗結(jié)果表如表4.3所示(魏俊天,周雅靜,2019)。表4.3實驗結(jié)果表實驗號ABCDA×BA×CA×D最大翹曲12002353012.4322006453635.34320010554228.1842202454235.8352206553011.05622010353630.13724023542278240645307.448924010553628.2102002553012.77112006353630.521220010454227.39132202553619.01142206354228.841522010453020.26162402453611.31172406554235.041824010353010.684.2.2數(shù)據(jù)分析對表所有信息都采用了數(shù)據(jù)分析軟件DesignExpert進行擬合和數(shù)學(xué)分析后，結(jié)果如表4.4所示。表4.4方差分析表方差來源均方自由度平方和F值P值模型2312.9514165.2141.92<0.0001顯著A熔體溫度114.621114.6229.080.0003B注射時間133.221133.2233.800.0002C保壓壓力6.8716.871.740.2163D保壓時間733.551733.55186.11<0.0001AB47.31147.3112.000.0061AC1.9611.960.49670.4970AD93.49193.4923.720.0007BC2.7212.720.690.4253BD52.89152.8913.420.0044CD5.9515.951.510.2475A20.9310.930.23700.6368B231.07131.077.880.0185C231.65131.658.030.0177D261.46161.4615.590.0027殘差39.41103.94失擬項39.41313.14純誤差0.0070.00總和2352.3724從上表中可證明:若表中所示此次實驗的模型參數(shù)的P<0.0001,那么所有的實驗統(tǒng)計結(jié)果都能夠很好的加以擬合,本次實驗在統(tǒng)計學(xué)意義上是成功的。其中保壓時間的P<0.0001，則表明成型工藝參數(shù)中保壓時間對翹曲變形量有著極顯著的影響(高君萱，陳心怡,2017)。此外，這明顯地揭示了意圖上述四種因素對翹曲變形量的影響也有排序，按順序排列為C<A<B<D，亦即保壓時間對響應(yīng)值的影響最大，其次為注射時間，再其次為熔體溫度，而保壓壓力影響則最小。本研究在探索方法上展現(xiàn)了新穎之處，通過結(jié)合前人的學(xué)術(shù)成果深化了對該主題的理解。系統(tǒng)性地回顧過往資料，找出了該領(lǐng)域內(nèi)被忽視的研究缺口與未來方向。不僅細化了既有理論的解析，還開拓了新的研究視角和框架。利用現(xiàn)代技術(shù)和手段從多個角度對課題進行了詳盡調(diào)查，突破傳統(tǒng)限制，揭示了更細微層面的事物本質(zhì)及其相互作用，并借鑒跨領(lǐng)域的知識為解決當(dāng)前問題提供了多樣化的策略。在兩種參數(shù)的交互影響作用中的熔體溫度與注射時間、熔體溫度與保壓時間、注射時間與保壓時間三組P＜0.05，說明這三組交互項擬合較好，效果更為顯著，而其余交互項之間的P＞0.05，則對翹曲變形量的影響并不顯著。4.3.3響應(yīng)曲面分析圖4.1AD響應(yīng)曲面圖圖4.1為熔體溫度和保壓時間這兩種參數(shù)的3D響應(yīng)曲面示意圖。圖中可清晰的發(fā)現(xiàn)翹曲變形量有非常明確的上升與下降的趨勢，兩種參數(shù)有十分明顯的交互作用。在此可以看出熔體溫度和保壓時間這兩個因素與響應(yīng)值之間并沒有純粹且獨立的線性關(guān)系，在保壓時取不一樣的水平值時,翹曲變化反應(yīng)值也會隨熔體溫度降低或增加而出現(xiàn)不同的變化趨勢。其余五個交互項的響應(yīng)曲面見圖4.2、4.3、4.4、4.5、4.6。圖4.2AB響應(yīng)曲面圖4.3AC響應(yīng)曲面圖4.4BC響應(yīng)曲面圖4.5BD響應(yīng)曲面圖4.6CD響應(yīng)曲面4.3.4最優(yōu)數(shù)據(jù)分析顯優(yōu)化后的最優(yōu)數(shù)據(jù)如表4.5所示表4.5最優(yōu)數(shù)據(jù)表熔體溫度注射時間保壓壓力保壓時間最大翹曲1239.1676.83435.36330.0365.07select對該組數(shù)據(jù)再次進行仿真，結(jié)果如圖4.7所示，最大翹曲變形為7.006mm，雖然大于響應(yīng)曲面分析的結(jié)果，但是比實驗結(jié)果中最小數(shù)據(jù)7.448有所減小，達到了數(shù)據(jù)優(yōu)化的效果。圖4.7最優(yōu)數(shù)據(jù)仿真結(jié)果4.3本章小結(jié)本章首先詳細介紹了車輛保險杠翹曲變形優(yōu)化的試驗方案。以正交設(shè)計的實驗表作為基礎(chǔ)設(shè)計試驗順序,并通過模流仿真軟件Moldflow進行了虛擬仿真,當(dāng)獲得了最大翹曲與變形的實驗數(shù)據(jù)之后,再采用響應(yīng)曲面法的分析結(jié)果,便得出了經(jīng)過進一步優(yōu)化后的工藝參數(shù)結(jié)構(gòu)，這從一個側(cè)面說明了即優(yōu)化后成型工藝參數(shù)是(趙天羽，陳君萱,2022)：熔體溫度為239.167℃，注射時間為6.834s，保壓壓力為35.363MPa，保壓時間為30.036s，分析結(jié)果中最大翹曲為5.07mm。在這一部分的創(chuàng)作中，本文參考了何其飛教授在該主題上的研究成果，特別是在思維方式和研究手段上。本文沿用了他那種對研究議題逐步展開分析的方法論，通過確立清晰的研究目標(biāo)與假設(shè)，建立了一個完善的研究架構(gòu)。在數(shù)據(jù)收集與分析過程中，本文結(jié)合了定量與定性的研究方法，力求做到客觀準(zhǔn)確，以保證研究結(jié)論的科學(xué)性和可靠性。雖然何其飛教授的研究為本文提供了寶貴的思路，但本文也在研究設(shè)計中融入了創(chuàng)新元素，如采用了更加靈活的數(shù)據(jù)收集策略，并在數(shù)據(jù)分析中深入探索了變量間的復(fù)雜交互，旨在使研究既具有理論深度，又能指導(dǎo)實踐應(yīng)用。其中，熔體溫度和注射時間是對翹曲變形量影響較大的兩個工藝參數(shù)，四種參數(shù)排序為：首先為保壓時間，其次注射時間，其次熔體溫度，最后保壓壓力。最后，分析所得最優(yōu)的注塑工藝參數(shù)組合，輸入重新分析后所得翹曲變形仿真最大值為7.006mm，小于前面全部18組仿真結(jié)果。達到了優(yōu)化工藝參數(shù)的效果。

第五章結(jié)論與展望5.1主要工作與結(jié)論本文通過對汽車保險杠注塑模具要求進行分析并完成設(shè)計，對零件模型進行注塑仿真，注塑成型工藝參數(shù)進行分析優(yōu)化，取得了如下幾點結(jié)果：（1）系統(tǒng)研究了保險杠注塑模具設(shè)計的基本流程,以保險杠為載體,制定了保險杠模型裝配的總體成形方法。（2）以某汽車保險杠為例,采用了CAD/CAE工藝技術(shù),對模具填充流程采用了數(shù)字模擬分析方法,并描繪了模型的三維/二維設(shè)計圖。該模型的產(chǎn)品設(shè)計,充分體現(xiàn)了CAD/CAM/CAE工藝技術(shù)在車輛保險桿及注塑模具設(shè)計中的綜合運用。（3）以正交試驗表設(shè)計方案對汽車保險杠進行注塑模擬仿真，深入研究了保險杠注射注塑過程中成形工藝參數(shù)的影響程度。研究翹曲變形量的變化，選取了四個工藝參數(shù)為：熔體溫度、注射時間、保壓壓力和保壓時間,并根據(jù)材質(zhì)特性和保險杠結(jié)構(gòu)特性,決定了各技術(shù)參數(shù)的高低。研究結(jié)果顯示,各種注射工藝參數(shù)對保險杠翹曲現(xiàn)象及變形的影響程度為：首先保壓時間，其次注射時間，再其次熔體溫度，最后保壓壓力。5.2存在問題與展望（1）實際制造流程中的注射成型工藝參數(shù),與本文工藝參數(shù)的設(shè)定是有出入的。接下來,可以考慮通過更多層或分段的方法,來優(yōu)化塑膠制品的注射成形工藝參數(shù),以使CAE模擬仿真的流程更接近于熔體變化流程。（2）因為模具產(chǎn)品的交貨時間、實驗條件限制等因素,課題中對保險桿進行了填充、保壓、冷卻、翹曲等分析,而本文則只針對保險杠的翹曲變形量進行了優(yōu)化分析。在以后的工作中,能