基于遺傳算法的注塑機(jī)螺桿優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、提高注塑機(jī)螺桿設(shè)計水平對提高注塑機(jī)加工質(zhì)量具有重要的意義,而注塑機(jī)螺桿的復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)以及工作性能受眾多工藝參數(shù)影響,導(dǎo)致其設(shè)計一直是個棘手的問題.本文對注塑機(jī)螺桿工作原理做了深入的分析,在塑化理論研究的基礎(chǔ)上,利用固體輸送理論推導(dǎo)出螺桿工作過程的數(shù)學(xué)模型,基于此數(shù)學(xué)模型,提出了螺桿優(yōu)化設(shè)計的目標(biāo)函數(shù)和約束條件.綜合優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)和約束條件構(gòu)造了遺傳算法的適應(yīng)度函數(shù),改進(jìn)了遺傳算法的選擇算子運(yùn)算規(guī)則,利用改進(jìn)的遺傳算法實(shí)現(xiàn)了注塑機(jī)螺桿優(yōu)化設(shè)

2、計.最后,給出了注塑機(jī)螺桿參數(shù)優(yōu)化設(shè)計系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例.本文的工作克服了注塑機(jī)螺桿傳統(tǒng)設(shè)計方法中的盲目性,為螺桿的設(shè)計改進(jìn)提供了一種新方法.第一章,首先介紹了注塑機(jī)系統(tǒng)和注塑機(jī)螺桿系統(tǒng),討論了注塑機(jī)螺桿優(yōu)化設(shè)計項目研究背景和意義,綜述了注塑機(jī)螺桿研究現(xiàn)狀.分析螺桿設(shè)計中存在的問題與不足,最后闡述了本文的研究內(nèi)容與總體框架.第二章,以流變學(xué)理論為基礎(chǔ),從注塑機(jī)螺桿加工過程的特殊性出發(fā),借鑒擠出機(jī)螺桿的模型,經(jīng)過分析得出注塑機(jī)螺桿工作的物理模

3、型--固體輸送模型,為建立下一章的螺桿工作數(shù)學(xué)模型提供了理論依據(jù).第三章,根據(jù)螺桿固體輸送模型,推導(dǎo)出機(jī)筒內(nèi)熔膜厚度沿螺桿軸向的分布函數(shù),并分析了塑料母料在螺桿中的停留時間,給出了塑料加工質(zhì)量重要指標(biāo)--縱向混合度和層狀剪切混和度的表達(dá)式.綜合分析縱向混合度和層狀剪切混和度之后,構(gòu)造出均勻度矢量.基于均勻度矢量,提出均勻度質(zhì)量函數(shù)作為優(yōu)化目標(biāo)函數(shù),確定了合理的優(yōu)化約束條件.第四章,首先分析了采用傳統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計方法的工程設(shè)計中存在的若干缺陷

4、,為盡量避免這些缺陷,提出采用遺傳算法進(jìn)行注塑機(jī)螺桿優(yōu)化設(shè)計.改進(jìn)了遺傳算法中選擇算子的運(yùn)算規(guī)則,對遺傳算法算子采用實(shí)數(shù)化編碼.確定了遺傳算法優(yōu)化中各個參數(shù),綜合均勻度質(zhì)量函數(shù)和優(yōu)化約束條件,構(gòu)造了遺傳算法的適應(yīng)度函數(shù),并利用改進(jìn)的遺傳算法實(shí)現(xiàn)了典型注塑機(jī)螺桿的優(yōu)化設(shè)計.實(shí)驗(yàn)對比結(jié)果表明,較之采用傳統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計方法(網(wǎng)格法),基于改進(jìn)的遺傳算法的螺桿優(yōu)化設(shè)計顯示了很大的優(yōu)越性.第五章,利用VB開發(fā)工具、SQL server2000數(shù)據(jù)庫技