O objetivo do projeto de otimização topológica de matrizes de forjamento de máquinas de construção é otimizar a combinação de matrizes de forjamento de máquinas de construção através de métodos científicos e meios técnicos, de modo a melhorar a qualidade de conformação e a eficiência de produção do produto. A seguir será apresentado um algoritmo genético baseado no método de projeto de otimização de topologia de combinação de matrizes de forjamento de máquinas de construção.
- Análise de demanda: Em primeiro lugar, é necessário esclarecer os requisitos de projeto e as necessidades de fabricação de forjas de máquinas de construção, incluindo parâmetros do processo de forjamento, materiais de molde e outros requisitos.
- Construção do modelo: De acordo com a geometria de forjamento, requisitos de resistência, requisitos de montagem e outras características, estabelecer o modelo matemático correspondente e o modelo de análise de elementos finitos.
- Determinação do objetivo de otimização: De acordo com as necessidades específicas e princípios de otimização, determinar o objetivo de otimização da combinação de moldes. Objetivos comuns de otimização incluem minimizar a deformação, reduzir o número de moldes e melhorar a qualidade da conformação.
- Projeto de algoritmo genético: O algoritmo genético é usado como um algoritmo de otimização, e a busca de otimização da combinação de moldes é realizada projetando a função de aptidão, operador genético e operação genética.
- Representação individual e codificação: O esquema de combinação de moldes é transformado na forma de expressão individual no algoritmo genético, e a codificação binária é realizada.
- Definição da função fitness: De acordo com os resultados da análise do modelo e objetivos de otimização, a função fitness é projetada para avaliar a aptidão de cada indivíduo. A função de aptidão pode ser definida de acordo com problemas específicos, como a quantidade de deformação, distribuição de tensões e qualidade de formação.
- Desenho do operador genético: incluindo operações de seleção, cruzamento e mutação. A operação de seleção classifica os indivíduos através da função de aptidão e seleciona os indivíduos com maior aptidão como os pais da próxima geração. A operação cruzada produz uma nova geração de indivíduos através da troca de fragmentos cromossômicos de indivíduos. As operações de mutação introduzem novos genes alterando certos pedaços do cromossomo de um indivíduo, aumentando a diversidade da população.
- Solução iterativa: De acordo com as condições de terminação definidas, como atingir o número máximo de iterações ou erro de convergência menor que o limite predefinido, o algoritmo genético é usado para múltiplas iterações para procurar continuamente o esquema de combinação de moldes ideal.
- Verificação da simulação: a análise de elementos finitos e a simulação do processo de conformação serão realizadas no esquema otimizado de combinação de moldes para avaliar seu desempenho e viabilidade, além de comparar e analisar com o esquema de projeto tradicional.
- Análise de resultados e seleção de esquemas de otimização: De acordo com os resultados da análise de simulação, avalie os prós e contras de vários esquemas de combinação de moldes e selecione o melhor esquema de projeto.
Através do método acima, a eficiência de forjamento e a qualidade de conformação podem ser melhoradas de forma eficaz, e o custo de produção e o desperdício de material podem ser reduzidos. Este método pode considerar de forma abrangente a forma complexa do forjamento, dificuldade de conformação e requisitos de montagem, e fornecer um esquema de projeto de molde mais eficiente e preciso para a indústria de máquinas de construção.
