基于BP神经网络的硫化机热板表面温度场研究
发布时间：2022-10-04 15:49
热板作为平板硫化机硫化时的关键性结构,其功能是提供橡胶硫化时所必须的温度,热板表面直接与所要硫化产品的模具相互接触,因此其表面温差的大小直接关系到硫化后产品质量的优劣。目前最常用的热板加热方式为电加热和导热油加热,影响电加热热板表面温差大小的主要因素为热管孔间距和热管功率;影响导热油加热热板表面温差大小的主要因素为导热油介质的物理性质（例如导热油比热、密度等）、导热油管道排布（包括管道间距和管道排列方式）、进口流速、导热油进出口个数等。一般通过优化分析后的热板表面温差大小都能达到行业相关标准,但两种加热方式固有的加热时间长、温度控制精度低、易受环境因素影响等缺点始终没有得到解决。因此进一步的对热板表面温差均匀性的研究具有重要意义。本文的研究内容主要包括:第一,利用BP神经网络误差反向传播算法的学习特点,对电加热热板热管孔间距和热管功率与热板表面温差之间存在的非线性关系进行建模训练求解。然后通过实例仿真模拟,对所建立的BP网络模型进行训练和验证,确定热板表面温差与热管孔间距和热管功率之间的复杂关系,为工程设计提供了一定的参考依据。第二,利用ANSYS APDL（参数化设计语言）对热板进行...
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
1.1 橡胶行业的发展现状及趋势
1.2 橡胶制品的基本工艺流程
1.3 硫化及其设备简介分类
1.3.1 硫化历程简介
1.3.2 硫化设备简介及分类
1.4 本文的研究目的和意义
1.4.1 研究背景及目的
1.4.2 国内外研究现状
1.5 本文研究内容
2 BP神经网络在热板电加热温差上的应用研究
2.1 人工神经网络的概念
2.2 BP神经网络的基本原理
2.2.1 BP神经网络模型
2.2.2 BP神经网络算法
2.2.3 神经网络的设计
2.3 归一化处理
2.4 BP神经网络的建立及参数设定
2.4.1 热板温差模型的建立
2.4.2 基于 MATLAB 仿真实例
2.5 本章小结
3 电磁感应加热电磁场理论基础
3.1 电磁场的基本理论
3.1.1 安培环路定律
3.1.2 法拉第电磁感应定律
3.1.3 高斯电通定律
3.1.4 高斯磁通定律
3.1.5 Maxwell 方程组的微分形式
3.2 电磁感应加热涡流场
3.3 边界条件分析
3.4 本章小结
4 感应加热的温度场分析
4.1 热传递的原理与基本类型
4.2 感应加热温度场的数学模型
4.3 温度场初始和边界条件分析
4.4 本章小结
5 热板感应加热模拟与优化
5.1 ANSYS软件特点及分析过程
5.1.1 ANSYS特点简介
5.1.2 ANSYS电磁-热耦合分析过程
5.2 热板电磁感应加热模拟
5.2.1 基本假设和简化处理
5.2.2 热板几何模型
5.2.3 热板数值模拟
5.3 热板表面温差影响因素分析
5.3.1 加热频率对热板表面温差的影响分析
5.3.2 电流密度对热板表面温差的影响分析
5.4 正交试验法优化分析
5.4.1 正交试验法的分析特点
5.4.2 基于正交实验法的热板表面温差优化
5.5 本章小结
6 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
在学研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]热金属气压成型电磁感应加热有限元模拟[J]. 苏岚,张楚博,汪振,米振莉. 材料导报. 2017(24)
[2]基于ANSYS Workbench热板电加热与油加热模拟及对比分析[J]. 杨彬,孙宝寿,张雅灵,张辉斌. 宁波大学学报(理工版). 2017(05)
[3]正交试验法在悬架系统优化设计中的应用[J]. 刘良,罗勇,刘福华,黄河. 机械设计与制造. 2017(04)
[4]硫化机热板的多软件联合分析与结构优化[J]. 汪通悦,王蔚,李鑫,李璐. 机械设计与制造. 2017(03)
[5]电磁加热技术在机械加工中的应用[J]. 刘彦旭,刘保国. 现代制造技术与装备. 2016(04)
[6]基于电磁加热的注塑机加热系统的开发与应用[J]. 宋伟男. 科技视界. 2016(06)
[7]水冷式注塑机电磁感应加热料筒温度场分析[J]. 赫东锋,陈丽娟,张君安. 西安工业大学学报. 2016(02)
[8]基于ANSYS的热板优化设计[J]. 谭伟强,杨铁牛. 五邑大学学报(自然科学版). 2015(04)
[9]平板感应加热磁-热耦合场的数值模拟研究[J]. 孙彬彬,麻永林,陈重毅,陈雪霏,范宇静. 内蒙古科技大学学报. 2015 (02)
[10]电磁感应加热鼓式硫化机[J]. 刘肖英,何雪涛,张金云,商文禄,焦志伟,杨卫民. 橡塑技术与装备. 2014(03)
博士论文
[1]基于电磁感应加热的新一代钢包自动开浇技术研究[D]. 李德军.东北大学 2013
硕士论文
[1]基于自适应遗传算法优化的BP神经网络股价预测模型[D]. 任浩然.延安大学 2017
[2]平板硫化机热板温度均匀性优化研究[D]. 杨彬.宁波大学 2017
[3]平板式电磁感应加热磁热耦合场数值模拟及应用研究[D]. 孙浩.哈尔滨理工大学 2015
[4]东南亚天然橡胶产业研究[D]. 姚元园.厦门大学 2014
[5]矿山生态安全的BP神经网络评价方法与应用研究[D]. 齐朔风.太原理工大学 2013
[6]注射机料筒电磁感应加热温度数学模型及数值模拟的研究[D]. 常士家.北京化工大学 2010
本文编号：3685317
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
1.1 橡胶行业的发展现状及趋势
1.2 橡胶制品的基本工艺流程
1.3 硫化及其设备简介分类
1.3.1 硫化历程简介
1.3.2 硫化设备简介及分类
1.4 本文的研究目的和意义
1.4.1 研究背景及目的
1.4.2 国内外研究现状
1.5 本文研究内容
2 BP神经网络在热板电加热温差上的应用研究
2.1 人工神经网络的概念
2.2 BP神经网络的基本原理
2.2.1 BP神经网络模型
2.2.2 BP神经网络算法
2.2.3 神经网络的设计
2.3 归一化处理
2.4 BP神经网络的建立及参数设定
2.4.1 热板温差模型的建立
2.4.2 基于 MATLAB 仿真实例
2.5 本章小结
3 电磁感应加热电磁场理论基础
3.1 电磁场的基本理论
3.1.1 安培环路定律
3.1.2 法拉第电磁感应定律
3.1.3 高斯电通定律
3.1.4 高斯磁通定律
3.1.5 Maxwell 方程组的微分形式
3.2 电磁感应加热涡流场
3.3 边界条件分析
3.4 本章小结
4 感应加热的温度场分析
4.1 热传递的原理与基本类型
4.2 感应加热温度场的数学模型
4.3 温度场初始和边界条件分析
4.4 本章小结
5 热板感应加热模拟与优化
5.1 ANSYS软件特点及分析过程
5.1.1 ANSYS特点简介
5.1.2 ANSYS电磁-热耦合分析过程
5.2 热板电磁感应加热模拟
5.2.1 基本假设和简化处理
5.2.2 热板几何模型
5.2.3 热板数值模拟
5.3 热板表面温差影响因素分析
5.3.1 加热频率对热板表面温差的影响分析
5.3.2 电流密度对热板表面温差的影响分析
5.4 正交试验法优化分析
5.4.1 正交试验法的分析特点
5.4.2 基于正交实验法的热板表面温差优化
5.5 本章小结
6 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
在学研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]热金属气压成型电磁感应加热有限元模拟[J]. 苏岚,张楚博,汪振,米振莉. 材料导报. 2017(24)
[2]基于ANSYS Workbench热板电加热与油加热模拟及对比分析[J]. 杨彬,孙宝寿,张雅灵,张辉斌. 宁波大学学报(理工版). 2017(05)
[3]正交试验法在悬架系统优化设计中的应用[J]. 刘良,罗勇,刘福华,黄河. 机械设计与制造. 2017(04)
[4]硫化机热板的多软件联合分析与结构优化[J]. 汪通悦,王蔚,李鑫,李璐. 机械设计与制造. 2017(03)
[5]电磁加热技术在机械加工中的应用[J]. 刘彦旭,刘保国. 现代制造技术与装备. 2016(04)
[6]基于电磁加热的注塑机加热系统的开发与应用[J]. 宋伟男. 科技视界. 2016(06)
[7]水冷式注塑机电磁感应加热料筒温度场分析[J]. 赫东锋,陈丽娟,张君安. 西安工业大学学报. 2016(02)
[8]基于ANSYS的热板优化设计[J]. 谭伟强,杨铁牛. 五邑大学学报(自然科学版). 2015(04)
[9]平板感应加热磁-热耦合场的数值模拟研究[J]. 孙彬彬,麻永林,陈重毅,陈雪霏,范宇静. 内蒙古科技大学学报. 2015 (02)
[10]电磁感应加热鼓式硫化机[J]. 刘肖英,何雪涛,张金云,商文禄,焦志伟,杨卫民. 橡塑技术与装备. 2014(03)
博士论文
[1]基于电磁感应加热的新一代钢包自动开浇技术研究[D]. 李德军.东北大学 2013
硕士论文
[1]基于自适应遗传算法优化的BP神经网络股价预测模型[D]. 任浩然.延安大学 2017
[2]平板硫化机热板温度均匀性优化研究[D]. 杨彬.宁波大学 2017
[3]平板式电磁感应加热磁热耦合场数值模拟及应用研究[D]. 孙浩.哈尔滨理工大学 2015
[4]东南亚天然橡胶产业研究[D]. 姚元园.厦门大学 2014
[5]矿山生态安全的BP神经网络评价方法与应用研究[D]. 齐朔风.太原理工大学 2013
[6]注射机料筒电磁感应加热温度数学模型及数值模拟的研究[D]. 常士家.北京化工大学 2010
本文编号：3685317
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