朱曉東,王慶國,羅鯤翔
(陜西重型汽車有限公司,陜西 西安 710200)
眾所周知,從節(jié)能減排的角度看,在保持汽車必要性能的前提下,盡量減輕汽車自重視最有效的辦法,而盡量使用以塑料為標志的高分子材料是實現(xiàn)汽車減重的最為有效和有力的途徑。汽車輕量化的推進中,很多零部件已被塑料件所取代;就重型卡車來說,塑料件已被廣泛應用,如尿素箱、進氣扁管、車輪擋泥板等。但是塑料件跟金屬件相比在力學性能還是有很大差距的,提升塑料件的力學性能,盡可能彌補其與金屬件的差距就非常重要,這也是輕量化的前提。
針對塑料零部件經(jīng)常出現(xiàn)斷裂、開裂問題的分析如下:無論什么塑料制品,最終開裂的本質原因是受力(內(nèi)應力、外部力等)引起的。所以要防止塑料開裂,一方面要減小其受力的可能,從使用角度考慮這種方式不可控,也無從操作。另一方面就是要提高塑料抵抗力的能力,即提高其力學性能;從這一方面我們可改用性能高的塑料,或改進結構,優(yōu)化工藝提升強度,退火消除內(nèi)應力等。
完成了12處大型泵站更新改造安全鑒定報告的復核工作,組織專家對27處泵站項目的規(guī)劃任務完成情況、實施效益效果及存在的問題進行了分析和評價。
在上面兩個背景下,提升塑料零部件的力學性能具有很明顯的現(xiàn)實意義。本文針對LDPE(線性低密度聚乙烯)塑料件采用優(yōu)化改進工藝參數(shù)而提升其力學性能。目前優(yōu)化工藝參數(shù)采用的主要方法有:采取試模打樣,然后根據(jù)成型制品的外觀及性能再優(yōu)化參數(shù)[1]。本次就是采取該方法對LDPE塑件的注塑參數(shù)進行優(yōu)化。
在注塑生產(chǎn)過程中,優(yōu)化工藝參數(shù)是保證制品質量的關鍵[2]。為使塑件的斷裂伸長率、拉伸強度、重量各指標都達到一個理想的狀態(tài),提出了正交試驗法和模糊數(shù)學的綜合評判法相結合的方法,根據(jù)各工藝參數(shù)對制品質量方面影響的重要程度進行加權綜合評分,然后通過極差分析確定各因素及各因素的水平對綜合值的影響程度,確定出一組最優(yōu)的工藝參數(shù)[3]。結合回歸分析對優(yōu)化參數(shù)進行了再優(yōu)化,并逐一評價了多個工藝參數(shù)對LDPE塑件綜合指標、斷裂伸長率、拉伸強度、重量的影響,獲得了生產(chǎn)LDPE塑件的最優(yōu)工藝參數(shù),為調(diào)試工藝和提高塑件的綜合質量提供了依據(jù)。
試驗用原料為線性低密度聚乙烯(LDPE),商品牌號為2426H;模具選用拉伸標準試樣模具;注塑機選用寧波海天注塑機,型號為MA2500/1000;采用注塑成型工藝制備拉伸試樣,試樣尺寸符合 GB/T1040.2-2006中模塑樣規(guī)定的 1A型尺寸要求。
制備試樣時,用純原料清洗料筒,料筒與噴嘴之間的溫度設置在 200-220℃之間,模具采取自然冷卻方式,不接冷卻水。試驗考察的工藝參數(shù)為注塑壓力,注塑速度,保壓壓力,保壓速度,保壓時間和冷卻時間,每個工藝參數(shù)取2個水平,參照 L8(27)表和 DOE 設計試驗,各水平值如表 1所示。
表1 試驗因素和水平Tab.1 Levels and factors of the experiment
用 CMT6104型微機控制電子萬能試驗機測試試樣的拉伸強度和斷裂伸長率,用 AL204型電子天平稱量試樣重量(質量)。注塑機其它參數(shù)不變,上述六因素按各試驗號對應的參數(shù)進行設置。按實驗號依次進行制樣,每種試驗連續(xù)注塑5模,并依次進行序號標記。試樣脫模后在GHS-80型的恒溫恒濕箱內(nèi)調(diào)節(jié)24小時,溫度設置為23℃,濕度設置為50%。測試環(huán)境溫度和濕度由空調(diào)、加濕器和濕度計控制在23±2℃、50%±10%之內(nèi),拉伸速率為 50mm/min。各組試樣分別按標記標號進行測試。拉伸強度、斷裂伸長率、重量均取5個試樣的平均值。
斷裂伸長率指標與各因素的回歸方程:
農(nóng)業(yè)機械化科學研究院在“十一五”期間研制了9BQM-3.0型氣力式免耕播種機,如圖7所示。該設備不受種子外形尺寸和重力等物理特性的影響,可以實現(xiàn)單粒體高速排種;在不更換任何零部件的情況下,能滿足人工種植草場、天然草場的補播和各類大田作物種子的條播要求,適應性廣、播種均勻;能夠在田間實現(xiàn)破茬、開溝、播種、覆土、鎮(zhèn)壓和鋪平等聯(lián)合作業(yè)。
根據(jù)回歸方程及上述圖表,按加權值的大?。ㄖ匾潭龋┓謩e進行討論。
各個實驗指標(重量、拉伸強度、斷裂伸長率)的變化范圍(即最大值與最小值的差值)為P1=7.62-7.42=0.2,P2=13.3-11.4=1.9,P3=107-78=29,則可得系數(shù) ai1=-1/P1=-5 (重量越輕越好,此系數(shù)為負值),ai2=4/P2=2.2,ai3=5/P3=0.17。
表2 六因素二水平正交試驗結果及分析Tab.2 Result and analysis of orthogonal test with six factors at two levels
由表2可知5#試樣和7#試樣的重量最小,為7.42 g;3#試樣和6#試樣的拉伸強度最大,為13.3 Mpa;2#試樣的斷裂伸長率最大,為 107%。由極差分析可看到影響重量的主次因素順序為保壓壓力、注塑壓力、保壓速度,其它三因素影響程度相當且最??;影響拉伸強度的主次因素順序為注塑壓力、保壓壓力、注塑速度和保壓速度、保壓時間和冷卻時間;影響斷裂伸長率的主次因素順序為注塑壓力、注塑速度、保壓速度、保壓壓力和保壓時間,冷卻時間;影響綜合指標的主次順序為注塑壓力、保壓速度、注塑速度、保壓時間、保壓時間、冷卻時間。
不同工藝參數(shù)的實驗結果如表2所示。根據(jù)重量、拉伸強度和斷裂伸長率對LDPE塑件質量要求的重要程度給予加權評分,使之在最終分值中反映。綜合評分定為10,重量指標定為1,拉伸強度定為4,斷裂伸長率定為5,然后將多指標轉化為單一的綜合指標再進行計算分析,綜合加權評分公式為:
圖1 綜合指標正交試驗水平趨勢Fig.1 Level trend columnar section of integration capability in orthogonal experiment
根據(jù)表 2,分別以六因素的水平位為橫坐標,以同一因素的兩個相同水平下目標參數(shù)之和的平均值為縱坐標,做綜合指標的水平趨勢圖,如圖1所示。分析可知,第一因素水平值取25 Mpa,第二因素水平值取30Mpa,第三因素水平值取30%,第四因素水平值取10S,第五因素水平值取30Mpa,第六因素水平值取15S,得到A1B1C2D2E1F1的組合為優(yōu)化參數(shù)。
由圖1可以看到,注塑壓力、注塑速度、保壓時間、冷卻時間對綜合指標的的影響趨勢是相同的,即:隨著注塑壓力、注塑速度、保壓時間和冷卻時間的增加,塑件的綜合性能均為遞減。而保壓速度和保壓壓力對綜合指標的影響趨勢是相同的,即:隨著保壓速度和保壓壓力的增加,塑件的綜合指標均為遞增。
2.3.2 拉伸強度指標
綜上所述,不動產(chǎn)測繪工作不僅是一項基礎性工作,同時也是一項復雜性工作,它對于測繪結果的準確性要求較高,在很大程度上影響著后續(xù)不動產(chǎn)的登記和管理。因此,在實際開展不動產(chǎn)測繪工作時,要根據(jù)實際情況選擇合適的測繪技術,同時有效分析不動產(chǎn)測繪工作中存在的問題,確保測繪水平和質量得到有效提升,最終促進我國測繪事業(yè)的進一步發(fā)展。
為了進一步明確各因素與試驗結果指標(重量、拉伸強度、斷裂伸長率和綜合指標)的數(shù)學關系,應用 Minitab軟件對表2數(shù)據(jù)進行多元線性回歸分析,回歸方程式如下:
重量指標與各因素的回歸方程:
拉伸強度指標與各因素的回歸方程:
式中,ppd為探測器讀出光功率;B為測試帶寬;λ為光諧振頻率;θ為探測器光電轉換效率;c為光速;h為普朗克常量;D為諧振腔直徑;Q為諧振腔品質因數(shù)。由式(1)可知:
綜合指標與各因素的回歸方程:
G:重量(g)δ:拉伸強度(MPa) L:斷裂伸長率(%) Z:綜合指標 A:注塑壓力(MPa) B:注塑速度(%) C:保壓壓力(MPa)D:保壓速度(%)E:保壓時間(s) F:冷卻時間(s)。得出的上述回歸方程,根據(jù)各項系數(shù)的正負和大小為調(diào)試工藝提供了指導,可以有效提升調(diào)試效率。
由式(2)各項系數(shù)看以看出:因素C和A比其它因素對重量的影響高,且C因素比A因素影響更高,且由圖1看出C因素對綜合指標影響程度靠后,表明其對綜合指標影響程度不大。所以為保證重量最輕,其中C因素值取15 MPa為最優(yōu)。A因素綜合圖1、式(2)、式(3)、式(4)、式(5)可以看出:取25 MPa為最優(yōu)。同樣 B 因素取30%為最優(yōu);D 因素取 30%為最優(yōu);E 因素取 10S為最優(yōu);F 因素取15S為最優(yōu)。即得到最優(yōu)化組合為A1B1C1D2E1F1,將上述各因素數(shù)值代入式(5)得出綜合指標值為9.46,跟表2相比明顯為最優(yōu)。
式中:ai為系數(shù);yi為試驗指標,下標i,j表示第i組實驗的第j個指標。
2.3.1 斷裂伸長率指標
斷裂伸長率的高低是衡量塑件韌性好壞的的重要指標,一般來說塑料韌性越好,對應拉伸斷裂伸長率越高;韌性差或呈脆性時,對應的拉伸斷裂伸長率就越?。凰苑治龀鲇绊憯嗔焉扉L率高低的工藝因素有重要的指導意義。由式(4)可得出:影響斷裂伸長率的各因素從大到小的順序為:注塑壓力、保壓速度和保壓時間、保壓壓力、注射速度、冷卻時間。其中保壓壓力和保壓速度跟斷裂伸長率呈遞增關系,這說明在保壓過程中壓力和速度越大,塑件越密實,可以避免如氣孔等缺陷的出現(xiàn),減小了塑件呈脆性斷裂的趨向,增大了塑件呈韌性斷裂的可能。而其余四因素跟斷裂伸長率呈遞減關系。注塑壓力和速度越高,易造成塑件的殘余引力過大和缺陷或氣孔的產(chǎn)生,使塑件更趨向脆性斷裂;保壓時間和冷卻時間對斷裂伸長率的影響相同,且時間越長,塑件易產(chǎn)生冷接縫,密度不均,制品內(nèi)應力大等弊病[4]。
滄海桑田,萬古如斯。漢水,不僅是一條綠色生態(tài)之河、商旅黃金之河、文化大河、歷史大河和魅力大河,更是華夏文明的重要發(fā)源地和中華民族的母親河。
管道安裝過程中,產(chǎn)生焊接氣孔主要是由于其氣體并未全部排出,使得氣體殘留在焊接材料內(nèi)部,并形成氣穴。產(chǎn)生焊接氣孔的缺陷,形成的焊接位置、危害以及形狀與焊接工藝、焊接形狀以及焊接材料有著密切的關聯(lián)。鑒于此,在管道安裝過程中,應保證焊接材料的質量,科學合理地選擇焊接的位置,并提升焊接工人的技術水平,提升焊接工藝,才能確保管道焊接的質量,從而提升管道安裝的水平,保證管道使用的可靠性和穩(wěn)定性[2]。
2.3.3 重量指標
由式(3)可得出∶影響拉伸強度的各因素從大到小的順序為:注塑壓力、保壓壓力、保壓速度、注射速度、冷卻時間、保壓時間。由于前三因素對拉伸強度影響較大,而后三因素影響程度相當且都較小,可忽略后三因素的影響,所以只對前三因素做分析。在前三因素里注塑壓力跟拉伸強度呈遞減關系,從微觀結晶角度看,注射壓力低易生成大而完整的球晶體,注射壓力高能生成小而形狀不規(guī)則的球晶體。而球晶越規(guī)則完整,結晶程度就越高,結晶度越高對應的力學性能就越好。而保壓壓力和保壓速度與拉伸強度呈遞增關系,保壓壓力和保壓速度越高,使制品更密實,使拉伸強度更高。
重量是注塑制品的一個重要指標,由于注塑制品均為大批量生產(chǎn),制品重量控制具有很大的經(jīng)濟意義[5]。由式(2)可得出:影響重量指標程度較大的兩個因素是注塑壓力和保壓壓力,其余四因素影響都較小,可忽略其影響。其中注塑壓力與重量呈遞減關系;從結晶角度分析,注塑壓力越小,越利于結晶,對應的結晶度、密度和重量也會越高。而保壓壓力與重量呈遞增關系;由于聚乙烯成型收縮率大,需長時間對制品進行保壓,保壓壓力約為注塑壓力的30%-60%[6]。保壓壓力越大,越有利于防縮和補料,使塑件更密實,其對應的密度和重量也會越大。
盡管Technotime的TT651和651-24H機心是以ETA2892或其同類基礎機心為基礎, 718 (手動上鏈)、738 (自動上鏈) 和 791 (陀飛輪)系列卻是自產(chǎn)機心。不過,Laurent Alaimo認為公司并不能直接替代ETA。
由回歸分析得出的最優(yōu)參數(shù)的方案組合為:A1B1C1D2 E1F1,即注塑壓力為25Mpa,注塑速度為30%,保壓壓力為15Mpa,保壓速度為30%,保壓時間為10S,冷卻時間為15 S。按此參數(shù)生產(chǎn)5模試樣,檢測數(shù)據(jù)如下:重量7.50g,拉伸強度13.4 Mpa,斷裂伸長率117%。由該檢測結果可證明:最優(yōu)工藝參數(shù)使LDPE塑件的綜合指標均有了明顯的提高和改善。
(1)影響LDPE塑件綜合指標最顯著的因素是注塑壓力和保壓速度,其次是注塑速度和保壓時間,保壓壓力和冷卻時間影響最小。
(2)影響LDPE塑件斷裂伸長率最顯著的因素是注塑壓力、保壓速度和保壓時間,其次是注塑速度和保壓壓力,冷卻時間影響最小。
(3)影響 LDPE塑件拉伸強度最顯著的因素是注塑壓力,其次是保壓壓力和保壓速度,注塑速度、冷卻時間和保壓時間影響最小。
(4)影響LDPE塑件重量最顯著的因素是保壓壓力和注塑壓力,其次是保壓速度和保壓時間,冷卻時間和注塑速度影響最小。
高校建設服務型機關黨組織是一項長期的、需要持之以恒的工作,通過構建以常態(tài)化的學習教育機制為基礎、以多渠道聯(lián)系服務機制為依托、以多樣化服務工作機制為核心,以科學化考評獎懲機制為動力、以多元化監(jiān)督約束機制為制約、以強有力領導機制與投入機制為保障、以多元化社會參與機制為補充的長效機制,必能有效確保高校服務型機關黨組織建設的長效化,從而有效發(fā)揮機關黨組織和黨員的重要作用,有力推動高校各項事業(yè)科學、健康、快速的發(fā)展。
參考文獻
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