液固挤压复合材料工艺系统建模及灵敏性分析.doc

液固挤压复合材料工艺系统建模及灵敏性分析复合材料管、棒材液-固挤压成形工艺是近几年发展起来的一种金属成形新工艺，具有工序少、成本低、制件性能好等特点，应用前景广阔，但该工艺是一多变量非线性时变系统，很难建立精确的数学模型，过程参数难于控制，限制了该工艺的实际应用。本文通过大量的实验，对液-固挤压成形工艺中的影响因素进行了研究，初步掌握了该成形工艺的一般规律；在分析实验数据的基础上确定了实验样本集，并根据多元曲线拟合的思路初步确定了模型的结构；利用最小二乘参数辨识方法对模型参数进行了辨识，实现了对样本数据的良好拟合；通过利用该工艺系统模型进行参数预测，得到了与实验数据吻合较好的预测结果。通过对挤压过程压制力和位移曲线的分析，提出了对挤压过程三个阶段的合理划分。采用一次经典最小二乘算法和最小二乘在线递推辨识相结合的方法，建立了以挤压速度、温度和位移为输入，挤压力为输出的三输入单输出数学模型，同时对于在挤压过程压制阶段中出现的不稳定现象，提出了合理的解决方案，能够对挤压过程压制阶段的压制力进行较好的预测。灵敏度算法是分析参数变化对系统性能影响的一种有效工具，所以本文引入灵敏度算法，结合压制力和浸渗时间预测模型，深入研究了浇注温度、模具温度和浸渗压力对浸渗时间的影响关系，以及浇注温度、模具温度、浸渗时间和浸渗压力对挤压过程起始阶段压制力的影响，对于参数的选取，具有一定的指导意义。本文利用MicrosoftVC6.0软件，自行编制了一套集工艺建模、参数预测、数据预处理及图形输出为一体的液-固挤压成形工艺应用软件，实现了该软件的可视化，即良好的交互性。通过该程序可实现工艺参数的预测，为液-固挤压工艺过程参数的正确选取及实际应用奠定了基础。