橡膠配方優(yōu)化設(shè)計(jì)課程論文--現(xiàn)代橡膠配方優(yōu)化設(shè)計(jì)

《橡膠配方優(yōu)化設(shè)計(jì)課程論文--現(xiàn)代橡膠配方優(yōu)化設(shè)計(jì)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、目錄現(xiàn)代橡膠配方優(yōu)化設(shè)計(jì)11現(xiàn)代橡膠配方優(yōu)化設(shè)計(jì)概念11.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)11.2數(shù)學(xué)模型21.3目的22.橡膠配方的原則和程序22.1配方原則22.2配方程序32.3配方組成及表示方法43.橡膠CAD技術(shù)63.1簡(jiǎn)介63.2橡膠配方優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件63.3橡膠配方優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件試驗(yàn)方法73.3.1正交試驗(yàn)法73.3.2回歸設(shè)計(jì)83.3.3均勻設(shè)計(jì)83.4橡膠配方優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件的功能特點(diǎn)93.4.1數(shù)據(jù)庫管理93.4.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)和建模103.4.3數(shù)據(jù)處理103.4.4性能預(yù)測(cè)和配方優(yōu)選103.4.5強(qiáng)大的報(bào)表處理能力103.4

2、.6與通用軟件的接口103.4.7數(shù)據(jù)的備份和恢復(fù)103.4.8用戶管理114.回歸試驗(yàn)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)分析115.結(jié)語12參考文獻(xiàn)：147現(xiàn)代橡膠配方優(yōu)化設(shè)計(jì)1現(xiàn)代橡膠配方優(yōu)化設(shè)計(jì)概念所謂橡膠配方設(shè)計(jì),是根據(jù)產(chǎn)品的性能要求和工藝條件,通過試驗(yàn)、優(yōu)化、鑒定、合理地選用原材料,確定各種原材料的用量配比關(guān)系。過去橡膠配方設(shè)計(jì)主要依賴于人們?cè)谏a(chǎn)當(dāng)中積累的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律，通過大量而繁復(fù)的試驗(yàn)來優(yōu)化配方，造成大量人力、物力的浪費(fèi)。隨著合成橡膠的出現(xiàn)，硫化、老化、補(bǔ)強(qiáng)、共混等高分子理論的發(fā)展，特別是在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和儀器測(cè)試方面開展了大量

3、的工作，使橡膠配合技術(shù)有了很大的提高。借助CAD技術(shù),配方人員可以根據(jù)橡膠制品設(shè)計(jì)需求，自動(dòng)安排試驗(yàn)方案，處理數(shù)據(jù)以確定一系列變量對(duì)橡膠各項(xiàng)性能的定性或定量的影響，進(jìn)而預(yù)測(cè)和優(yōu)選配方,縮短新產(chǎn)品開發(fā)周期,更好地滿足不斷變化的市場(chǎng)需求。對(duì)于這樣一個(gè)復(fù)雜的多目標(biāo)的配方體系，配方的設(shè)計(jì)理論和試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法就顯得尤為重要。試驗(yàn)設(shè)計(jì)可分為單因素變量的試驗(yàn)設(shè)計(jì)和多因素變量的試驗(yàn)設(shè)計(jì)，根據(jù)目標(biāo)優(yōu)化選擇分為單目標(biāo)最優(yōu)化問題和多目標(biāo)最優(yōu)化問題。橡膠的配方設(shè)計(jì)理論，必須具備的兩個(gè)基本條件：一、能揭示客觀存在的橡膠配方設(shè)計(jì)的一般性規(guī)律；二

4、、能指導(dǎo)橡膠膠料配方設(shè)計(jì)實(shí)踐。目前，配方設(shè)計(jì)的基本理論是相關(guān)性原理。根據(jù)相關(guān)性原理，橡膠膠料配方設(shè)計(jì)的途徑為：首先，利用硫化膠的性能與性能之間的相關(guān)關(guān)系，尋找并確定與制品使用性能相關(guān)的膠料性能；其次，根據(jù)配方組分與硫化膠與混煉膠的性能之間的相關(guān)關(guān)系，尋找并確定與所需膠料物理機(jī)械性能與工藝性能相關(guān)的膠料配合組分；最后完成配方試驗(yàn)。生膠原材料和配合劑的種類繁多,若按其功能、品種、等級(jí)、牌號(hào)等分類則可達(dá)數(shù)萬種以上。橡膠配方設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是如何保持制品的使用性能及加工性能的平衡,包括試驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)學(xué)建模、配方優(yōu)化及質(zhì)量成本控制等

5、內(nèi)容。1.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)設(shè)計(jì)是配方設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，是在試驗(yàn)域內(nèi)最有效地選擇試驗(yàn)點(diǎn),通過試驗(yàn)得到響應(yīng)的觀測(cè)值,然后進(jìn)行數(shù)據(jù)分析求得達(dá)到最優(yōu)響應(yīng)值的試驗(yàn)條件。運(yùn)用試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法的目的是對(duì)試驗(yàn)因素作合理的、有效的安排，最大限度地減少試驗(yàn)誤差，使之達(dá)到高效、快速、經(jīng)濟(jì)的目的。理想的試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案應(yīng)當(dāng)是7以盡可能少的試驗(yàn)次數(shù)反映盡可能多的信息，試驗(yàn)點(diǎn)在試驗(yàn)空間中的分布要合理，既有一定的均勻性，又便于試驗(yàn)結(jié)果的分析與模型的建立。橡膠配方優(yōu)化研究中最早使用的實(shí)驗(yàn)方法是單因子實(shí)驗(yàn)，后來是正交設(shè)計(jì)、正交回歸設(shè)計(jì)。它們?cè)趦?yōu)化設(shè)計(jì)中的地位與作用

6、是毋庸置疑的[1]。近年來，又出現(xiàn)了許多新型的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，如均勻設(shè)計(jì)法、信噪比實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等新型的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法[2]。試驗(yàn)設(shè)計(jì)可分為單因素變量的試驗(yàn)設(shè)計(jì)和多因素變量的試驗(yàn)設(shè)計(jì)，根據(jù)目標(biāo)優(yōu)化選擇分為單目標(biāo)最優(yōu)化問題和多目標(biāo)最優(yōu)化問題。1.2數(shù)學(xué)模型應(yīng)用計(jì)算機(jī)及專用輔助設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)進(jìn)行配方設(shè)計(jì)和分析是一門把數(shù)理統(tǒng)計(jì)的分析方法橡膠物理化學(xué)理論和橡膠工藝學(xué)技術(shù)結(jié)合在一起的復(fù)合學(xué)科，它不僅要求熟練掌握系統(tǒng)的橡膠物理化學(xué)理論基礎(chǔ)，而且還要求掌握牢固的數(shù)理統(tǒng)計(jì)知識(shí)及計(jì)算機(jī)的操作與應(yīng)用。而計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用

7、以及軟、硬件技術(shù)的飛速發(fā)展，為橡膠配方優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了強(qiáng)有力的工具。面向信息時(shí)代，橡膠工業(yè)應(yīng)該建立新的橡膠配方優(yōu)化設(shè)計(jì)概念，充分利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)，最終實(shí)現(xiàn)配方設(shè)計(jì)的信息化、智能化與網(wǎng)絡(luò)化。實(shí)踐證明,在一定范圍內(nèi),制品性能與配方因子之間的關(guān)系可用完全二次多項(xiàng)式來表示,這有力地推動(dòng)了對(duì)配方過程的數(shù)學(xué)研究與模擬。1.3目的尋求制品性能、工藝可行性和經(jīng)濟(jì)效益的綜合平衡是目的。由于用于配方優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型是從生產(chǎn)數(shù)據(jù)中得到的統(tǒng)計(jì)模型,應(yīng)選用適當(dāng)?shù)膬?yōu)化算(如逐步回歸、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法等),方可獲得整個(gè)試驗(yàn)范圍內(nèi)的最優(yōu)配方。

8、此外,最優(yōu)配方應(yīng)具有穩(wěn)定性,即實(shí)際生產(chǎn)中配方用量在偏離最佳用量后性能值不會(huì)有很大變化。2.橡膠配方的原則和程序2.1配方原則橡膠配方設(shè)計(jì)的原則[3]可以概括如下：（1）保證硫化膠具有指定的技術(shù)性能，使產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)；（2）在膠料和產(chǎn)品制造過程中加工工藝性能良好，使產(chǎn)品達(dá)到高產(chǎn)；（3）成本低，價(jià)格便宜；（4）所用的生膠、聚合物和各種原材料容易得到；（5）勞動(dòng)生產(chǎn)率高