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基于响应面法的汽车接插件翘曲变形优化

胡祚庥 刘淑梅 毛欣然 张春

胡祚庥, 刘淑梅, 毛欣然, 张春. 基于响应面法的汽车接插件翘曲变形优化[J]. 上海工程技术大学学报, 2021, 35(2): 113-117.
引用本文: 胡祚庥, 刘淑梅, 毛欣然, 张春. 基于响应面法的汽车接插件翘曲变形优化[J]. 上海工程技术大学学报, 2021, 35(2): 113-117.
HU Zuoxiu, LIU Shumei, MAO Xinran, ZHANG Chun. Warpage optimization of automobile connector based on response surface method[J]. Journal of Shanghai University of Engineering Science, 2021, 35(2): 113-117.
Citation: HU Zuoxiu, LIU Shumei, MAO Xinran, ZHANG Chun. Warpage optimization of automobile connector based on response surface method[J]. Journal of Shanghai University of Engineering Science, 2021, 35(2): 113-117.

基于响应面法的汽车接插件翘曲变形优化

详细信息
    作者简介:

    胡祚庥(1995−),男,在读硕士,研究方向为金属锻造成型. E-mail:15320505446@163.com

    通讯作者:

    刘淑梅(1968−),女,副教授,博士,研究方向为模具CAD/CAE/CAM. E-mail:sgwy9999@163.com

  • 中图分类号: TG245

Warpage optimization of automobile connector based on response surface method

  • 摘要: 为减少汽车接插件在注塑成型过程中出现翘曲变形问题,以某汽车接插件为研究对象,选取模具温度、熔体温度和保压压力为响应面影响因素,以塑件的翘曲变形值为响应目标,运用响应面法Box-Behnken设计试验方案. 利用Design-Expert软件分析试验结果,建立响应面响因素与响应值之间的二阶响应面模型,获得最佳工艺参数组合为:模具温度为50 ℃、熔体温度为280 ℃、保压压力为60 MPa. 试验结果表明,采用该工艺组合生产的注塑件翘曲变形值下降21.26%,符合预期要求.
  • 图  1  汽车接插件3D模型

    Figure  1.  3D model of automobile connector

    图  2  预测值和实际值的拟合曲线

    Figure  2.  Fitting curve for predicted and actual values

    图  3  注塑成型翘曲变形${{R}_1}$的响应面

    Figure  3.  Response surface of warpage ${{R}_1}$ in injection molding

    图  4  翘曲变形分布

    Figure  4.  Distribution of warpage deformation

    图  5  汽车接插件样品图

    Figure  5.  Sample diagram of automobile connector

    表  1  材料性能参数

    Table  1.   Material performance parameters

    材料PBT/ASA-GF20
    模具温度/℃70
    熔体温度/℃260
    推荐模具温度范围/℃50~90
    推荐熔体温度范围/℃240~280
    最大剪切应力/MPa0.4
    最大剪切速率/s−150000
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    表  2  注塑水平因素表

    Table  2.   Factors of injection level

    水平模具温度A/℃熔体温度B/℃保压压力C/MPa
    15024050
    29028060
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    表  3  试验目标及其响应目标

    Table  3.   Experimental objectives and response objectives

    序号模具温度A/℃溶体温度B/℃保压压力C/MPa翘曲变形值R1/mm
    1 70 260 55 0.5347
    2 50 260 50 0.5444
    3 70 260 55 0.5305
    4 90 280 55 0.5263
    5 50 280 55 0.5261
    6 70 280 60 0.5174
    7 70 240 50 0.5596
    8 50 240 55 0.5487
    9 70 240 60 0.5404
    10 90 260 60 0.5256
    11 70 260 55 0.5395
    12 50 260 60 0.5255
    13 70 280 50 0.5351
    14 90 260 50 0.5446
    15 90 240 55 0.5475
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    表  4  回归模型方差分析

    Table  4.   Analysis of variance of regression model

    因素偏差平方和自由度方差FP显著性
    模型1.770E−0391.968E−0423.0900.0015显著
    A6.125E−0816.125E−087.188E−030.9357
    B1.042E−0311.042E−03122.2700.0001
    C6.994E−0416.994E−0482.0700.0003
    AB4.900E−0714.900E−070.0580.820 0
    AC2.500E−0912.500E−092.934E−040.987 0
    BC5.625E−0715.625E−070.0660.8075
    A26.669E−0716.669E−070.0780.7909
    B22.642E−0512.642E−053.1000.1386
    C21.117E−0611.117E−060.1300.7321
    残差4.261E−0558.522E−06
    失拟项2.047E−0636.825E−070.0340.9895不显著
    纯误差4.056E−0522.025E−05
    总误差1.814E−0314相关系数${R^2}$=0.9765校正系数${R^2}$=0.9342模型信噪比r=17.422
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    表  5  非线性算法优化条件

    Table  5.   Optimization conditions of nonlinear algorithm

    控制范围A/℃B/℃C/MPaR1/mm
    上限 50 240 50 0.5174
    下限 90 280 60 0.5596
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    表  6  最优设计变量取值

    Table  6.   Values of the optimal design variables

    模具温度A/℃熔体温度B/℃保压压力C/MPa翘曲变形值R1/mm
    50280600.5170
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    表  7  验证方案工艺参数及响应值

    Table  7.   Process parameters and response values of validation scheme

    模具温度A/℃熔体温度B/℃保压压力C/MPa翘曲变形值R1/mm
    50280600.5168
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  • 收稿日期:  2021-01-25
  • 刊出日期:  2021-06-30

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