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1、目录现代橡胶配方优化设计11现代橡胶配方优化设计概念11.1试验设计11.2数学模型21.3目的22.橡胶配方的原则和程序22.1配方原则22.2配方程序32.3配方组成及表示方法43.橡胶CAD技术63.1简介63.2橡胶配方优化设计软件63.3橡胶配方优化设计软件试验方法73.3.1正交试验法73.3.2回归设计83.3.3均匀设计83.4橡胶配方优化设计软件的功能特点93.4.1数据库管理93.4.2试验设计和建模103.4.3数据处理103.4.4性能预测和配方优选103.4.5强大的报表处理能力103.4
2、.6与通用软件的接口103.4.7数据的备份和恢复103.4.8用户管理114.回归试验设计数据分析115.结语12参考文献：147现代橡胶配方优化设计1现代橡胶配方优化设计概念所谓橡胶配方设计,是根据产品的性能要求和工艺条件,通过试验、优化、鉴定、合理地选用原材料,确定各种原材料的用量配比关系。过去橡胶配方设计主要依赖于人们在生产当中积累的经验规律，通过大量而繁复的试验来优化配方，造成大量人力、物力的浪费。随着合成橡胶的出现，硫化、老化、补强、共混等高分子理论的发展，特别是在计算机辅助设计和仪器测试方面开展了大量
3、的工作，使橡胶配合技术有了很大的提高。借助CAD技术,配方人员可以根据橡胶制品设计需求，自动安排试验方案，处理数据以确定一系列变量对橡胶各项性能的定性或定量的影响，进而预测和优选配方,缩短新产品开发周期,更好地满足不断变化的市场需求。对于这样一个复杂的多目标的配方体系，配方的设计理论和试验设计方法就显得尤为重要。试验设计可分为单因素变量的试验设计和多因素变量的试验设计，根据目标优化选择分为单目标最优化问题和多目标最优化问题。橡胶的配方设计理论，必须具备的两个基本条件：一、能揭示客观存在的橡胶配方设计的一般性规律；二
4、、能指导橡胶胶料配方设计实践。目前，配方设计的基本理论是相关性原理。根据相关性原理，橡胶胶料配方设计的途径为：首先，利用硫化胶的性能与性能之间的相关关系，寻找并确定与制品使用性能相关的胶料性能；其次，根据配方组分与硫化胶与混炼胶的性能之间的相关关系，寻找并确定与所需胶料物理机械性能与工艺性能相关的胶料配合组分；最后完成配方试验。生胶原材料和配合剂的种类繁多,若按其功能、品种、等级、牌号等分类则可达数万种以上。橡胶配方设计的重点是如何保持制品的使用性能及加工性能的平衡,包括试验设计、数学建模、配方优化及质量成本控制等
5、内容。1.1试验设计试验设计是配方设计的基础，是在试验域内最有效地选择试验点,通过试验得到响应的观测值,然后进行数据分析求得达到最优响应值的试验条件。运用试验设计方法的目的是对试验因素作合理的、有效的安排，最大限度地减少试验误差，使之达到高效、快速、经济的目的。理想的试验设计方案应当是7以尽可能少的试验次数反映尽可能多的信息，试验点在试验空间中的分布要合理，既有一定的均匀性，又便于试验结果的分析与模型的建立。橡胶配方优化研究中最早使用的实验方法是单因子实验，后来是正交设计、正交回归设计。它们在优化设计中的地位与作用
6、是毋庸置疑的[1]。近年来，又出现了许多新型的实验设计方法，如均匀设计法、信噪比实验设计、物理实验设计、数学实验设计等新型的实验设计方法[2]。试验设计可分为单因素变量的试验设计和多因素变量的试验设计，根据目标优化选择分为单目标最优化问题和多目标最优化问题。1.2数学模型应用计算机及专用辅助设计软件系统进行配方设计和分析是一门把数理统计的分析方法橡胶物理化学理论和橡胶工艺学技术结合在一起的复合学科，它不仅要求熟练掌握系统的橡胶物理化学理论基础，而且还要求掌握牢固的数理统计知识及计算机的操作与应用。而计算机的广泛应用
7、以及软、硬件技术的飞速发展，为橡胶配方优化设计提供了强有力的工具。面向信息时代，橡胶工业应该建立新的橡胶配方优化设计概念，充分利用计算机辅助设计技术，最终实现配方设计的信息化、智能化与网络化。实践证明,在一定范围内,制品性能与配方因子之间的关系可用完全二次多项式来表示,这有力地推动了对配方过程的数学研究与模拟。1.3目的寻求制品性能、工艺可行性和经济效益的综合平衡是目的。由于用于配方优化的数学模型是从生产数据中得到的统计模型,应选用适当的优化算(如逐步回归、神经网络、遗传算法等),方可获得整个试验范围内的最优配方。
8、此外,最优配方应具有稳定性,即实际生产中配方用量在偏离最佳用量后性能值不会有很大变化。2.橡胶配方的原则和程序2.1配方原则橡胶配方设计的原则[3]可以概括如下：（1）保证硫化胶具有指定的技术性能，使产品优质；（2）在胶料和产品制造过程中加工工艺性能良好，使产品达到高产；（3）成本低，价格便宜；（4）所用的生胶、聚合物和各种原材料容易得到；（5）劳动生产率高
