Optmisation numérique du refroidissement des moules d'injection de thermoplastiques basée sur la simulation des transferts thermiques par la méthode des éléments frontières

par Eliette Mathey

Thèse de doctorat en Génie mécanique

Sous la direction de François Rondé-Oustau.

Soutenue en 2004

à Toulouse 3 .

mots clés

• Injection de polymères
• Optimisation
• Méthode des éléments frontières
• Méthode de la réciprocité duale
• Conception de moules d'injection
• Modélisation du refroidissement
• Transferts thermiques
• Analyse de sensibilité
• Polymères
• Transfert de chaleur -- Modèles mathématiques -- Thèses et écrits académiques
• Refroidissement -- Thèses et écrits académiques
• Optimisation mathématique -- Thèses et écrits académiques
• Éléments-frontières, Méthode des -- Thèses et écrits académiques
• Matières plastiques -- Moulage par injection
• Matières plastiques -- Moules

Résumé

Nous proposons dans ce travail une procédure d'optimisation numérique du refroidissement des moules d'injection basée sur la simulation stationnaire ou transitoire de la phase de refroidissement du cycle d'injection. Les méthodes des éléments frontières et de la réciprocité duale ont été utilisées pour la résolution. Celle-ci a alors été intégrée dans une boucle d'optimisation de manière à déterminer la meilleure combinaison possible de paramètres de refroidissement. Le choix des objectifs, des paramètres et des contraintes est détaillé. L'optimisation est réalisée par une méthode de programmation quadratique séquentielle. L'analyse de sensibilité est faite par différences finies ou par différentiation directe. La procédure d'optimisation est appliquée à des sections de moules simples pour une étude des effets des hypothèses du problème d'optimisation. Enfin, les résultats de simulation et d'optimisation sont comparés à des mesures expérimentales réalisées sur des moules instrumentés.

Titre traduit

Injection mould cooling optimization using boundary element heat transfer simulation

Pas de résumé disponible.

Résumé

In this work, an optimization procedure of the cooling system is proposed. This procedure is based on numerical simulation of the cooling stage. Heat transfer during injection are simulated using a stationary or a transient model solved by the boundary element method and the dual reciprocity method. Numerical simulation is then used in an optimization loop to find the best combination of cooling system geometry and coolant parameters. A study of the possible parameters, objective functions, constraint handling techniques is carried out. Optimization is performed with a sequential quadratic programming method. Sensitivity analysis can be performed by a finite difference method or by direct differentiation. The optimization procedure is applied to 2D mould sections to study the effects of the objective function, the constraints and the simulation models used. Simulation results are also compared to experimental measures of mould temperatures