화학공학소재연구정보센터
Korean Journal of Rheology, Vol.10, No.2, 74-81, June, 1998
인공신경망을 이용한 폴리스타이렌 사출성형품의 기계적 물성 예측
Prediction of Mechanical Properties of Injection Molded Polystyrene Parts using Artificial Neural Network
초록
사출성형품의 설계는 그 내부의 기계적 물성 변화보다는 전통적으로 용도에 부합하는 형상을 위주로 하여 이루어져 왔기 때문에 설계 조건의 개선을 통하여 성능이 우수한 제품을 얻기까지는 많은 시행착오가 요구되고 있다. 그런데 사출성형 실험이나 물성평가 시험을 하기 전에 성형품의 부위별 기계적 물성을 알 수 있다면 제품의 설계나 금형 설계에 많은 도움이 될 수 있으므로, 최근에 물성 예측을 위한 방법론들의 개발이 다양하게 시도되고 있다. 따라서 본 연구에서는 학습시스템, 사출성형 수치모사와 기계적 물성과의 상관관계를 밝히는 방법을 만들어, 사출물이 제작되기 전에 그들의 기계적 물성을 사출성형 수치모사에서 얻어진 열적·기계적 이력 사이에는 매우 복잡하고 비선형적인 상관관계를 보이기 때문에 이들 사이를 비매개변수적으로 연관짓기 위하여 역전파 인공신경망 알고리즘을 사용하였으며, 열적·기계적 이력은 사출성형용 수치모사 소프트웨어를 이용하여 구하였다 학습과정에서 전역최소값에 도달하지 못하는 인공신경망의 문제점을 해결하기 위하여 모멘텀변수와 잡음지수를 포함하는 일련의 항을 첨가하여 연결가중치를 보정하였다 그 결과 어떤 초기값에 의하여 학습이 되더라도 전역최소값에 도달하는 것을 확인하였으며,이를 이용하여 다른 사출조건에서 사출물의 기계적 물성을 잘 예측할 수 있었다.
The traditional method of design for injection molded parts does not account for the variation of mechanical properties within a part. Knowledge of part properties before actual molding and testing will be of immense help to part and mold designers in modification of design. Thus many methodologies to predict mechanical properties in injection molded parts have been developed. In this paper, the methodology involved the application of connection learning system, injection molding computer simulation, and experimental evaluation of mechanical properties, to relate the thermomechanical history to the resulting part properties so that they can be predicted before parts are molded. The mechanical properties of injection molded parts depend upon their thermomechanical history which in turn is greatly influenced by the processing condition and part geometry As the relationship between mechanical properties and thermomechanical history is complex and highly non-ljnear, the developed methodology was based on a backpropagation neural network that provided the means for a non-parametric mapping between them. When thermomechanical history can be obtained from injection molding simulation, this methodology Provides designers with the ability to Predict mechanical properties in injection molded parts of another processing condition. The main weakness of backpropagation is that it cannot escape the local minimum. This paper applied the momentum parameter and noise factor, and thus although the some initial value was given in backpropagation, the predicted result was in good agreement with the mechanical properties.
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