طراحی بهینه قالب اکستروژن متقارن با استفاده از روش بهینه‌سازی فراابتکاری ترکیبی رقابت امپریالیستی-مورچه

Abstract

در پژوهش حاضر طراحی بهینه شکل قالب در فرایند شکلدهی فلزات با استفاده از اکستروژن مورد بررسی قرارگرفته است. باتوجه به وجود تغییر شکلهای بزرگ در حین شکلدهی و درنتیجه ورود به ناحیه مومسان ماده، برای تحلیل مسئله در این ناحیه روش المان محدود بهکار گرفته شده و مدلسازی در دستگاه اویلری انجام پذیرفته است. در این مطالعه تابع هدف رسیدن به کمترین انرژی کل مورد نیاز برای تغییر شکل در فرایند اکستروژن است. متغیر طراحی مورد نظر شکل قالب بوده و برای تولید شکل قالب از منحنیهای اسپیلاین با در نظر گرفتن چند نقطه کنترلی استفاده شده است. با توجه به ماهیت غیرخطی بودن مسئله شکلدهی فلزات، پیچیدگی و حجم زیاد محاسبات در حین تحلیل مسئله، برای طراحی شکل بهینه قالب از یک روش بهینهسازی فراابتکاری ترکیبی قدرتمند الهام گرفته شده از دو روش رقابت امپریالیستی و الگوریتم مورچه ( ICACO ( کمک گرفته شده است. برای اعتبارسنجی نتایج به دست آمده برای شکل هندسی قالب در پژوهش حاضر، از مقایسه آنها با نتایج ارائه شده در تحقیقات گذشته استفاده شد و میزان خطا کمتر از 2 درصد به دست آمد و همخوانی خوبی مشاهده گردید. نتایج به دست آمده باعث کاهش قابل توجه مصرف انرژی کل در حین تغییر شکل به میزان حدودی % 12 نسبت به حالت مرسوم خطی شده است.