ЭКСТРУЗИОННЫЕ головки ДЛЯ ПЛАСТМАСС И РЕЗИНЫ
Оптимизация экструзионной головки с сужающимся каналом
При использовании вышеописанных методов оптимизации наиболее сложной задачей является выбор подходящей оценочной функции, определяющей пригодность выбранных параметров с учетом используемых критериев качества. Ниже приводятся примеры, показывающие как выбор определения оценочной функции влияет на результаты оптимизации экструзионных головок в случае применения различных стратегий оптимизации.
На приведенном далее примере показано использование эволюционной стратегии [64] для оптимизации геометрии конвергентного канала со степенью сужения (вытяжки) 3:1 по различным критериям качества. Для расчета течения в оптимизируемом канале использовался метод конечных элементов. Затем производился поиск оптимальной формы и расположения верхней границы сужающегося участка. При этом верхняя граница была представлена в виде сплайна, а точки этой кривой (см. рис. 4.36) использовались как независимые геометрические параметры. Координаты точек сплайна были включены в процедуру оптимизации в качестве параметров, и сетка конечных элементов перестраивалась в соответствии с успешным изменением геометрической конфигурации канала на каждой итерации вычислительного процесса.
Если в качестве критерия оптимизации выбрано время пребывания частиц расплава в канале, то оптимизированная конфигурация канала будет выглядеть так, как показано на рис. 4.36. Так как канал сужается, то течение расплава сильно ускоряется, и среднее время пребывания уменьшается. В результате этого возрастает и перепад давления.
|
Оптимизированная геометрия |
|
Исходная геометрия |
Рис. 4.36. Оптимизация геометрии конвергентного канала [57]
|
Рис. 4.37. Напряжения сдвига на стенке до и после оптимизации [57] |
|
Напряжение сдвига на стенке |
|
т, Н/мм2 |
|
т, Н/мм2 |
|
Эти простые примеры ясно показывают, что в процесс оптимизации необходимо включать различные критерии, каждый из которых может оцениваться по-разному. |
