基于遗传算法的双曲肘合模机构的优化设计.pdf

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1、第9期组合机床与自动化加工技术NO．92013年9月ModularMachineTool＆AutomaticManufacturingTechniqueSep．2013文章编号：100l一2265(2013)09—0052一O3基于遗传算法的双曲肘合模机构的优化设计纪钰亮，王喜顺(华南理工大学机械与汽车工程学院，广州510641)摘要：为了提高注塑机合模机构的合模力和启闭模效率，文章分析了双曲肘合模机构的运动特性和力学特性，在保持动模板行程不变并满足各种约束的前提下，建立合模机构的机构总长、增力比和行程比的多目标优化设计模型，并基于MATLAB遗传算法工具箱(GAOT)，对双

2、曲肘合模机构的关键结构参数进行多目标优化。结果表明，优化后机构总长度下降了13．7％，行程比提高了16．3％，增力比提高了3．83％。关键词：合模机构；多目标优化设计；MATLAB；遗传算法中图分类号：TH122；TG65文献标识码：AOptimizationDesignoftheDouble-toggleClampingMechanismBasedonGeneticAlgorithmJIYu—liang，WANGXi—shun(SchoolofMechanical&AutomotiveEngineering，SouthChinaUniversityofTechnology，

3、Guangzhou510641，China)Abstract：Inordertoincreasetheclampingforceandimprovetheeficiencyoftheclampingmechanismforinjectionmoldingmachine．Thepaperanalysesthecharacteristicsandmechanicalpropertiesoffivehingejoint—doubletogglechampingmechanism．Buildingthemulti-objectiveoptimizationdesignmodeloft

4、hetotallengthofthemechanism，thestrokeratioandtheamplificationoftheforceunderthepreconditionofkeepingthestrokeofthemovingplatenremainunchangedandsatisfyingdifferentconstraints．Andopti-mizingthekeystructureparametersofthemechanismformulti—objectivebasedOilMATLABgeneticalgo—rithmtoolbox(GAOT)．

5、Theresultsshowthatthetotallengthofthemechanismisdecreasedby13．65％，thestrokeratioisincreasedby4．03％．andtheamplificationoftheforceisincreasedby13．3％．Keywords：clampingmechanism；multi—objectiveoptimization；MATLAB；geneticalgorithm性、多峰值之类的复杂问题提供了有效的途径，也为O引言工程应用提供了一个很好的工具。随着市场对高效高精度注塑成型的需求日益增通过对合模

6、机构的运动特性进行分析，建立了加，注塑机向着高速高效的方向发展，因此对合模机多目标优化设计模型，在满足一系列约束条件的前构的要求也越来越高。目前，双曲肘合模机构是国提下，应用MATLAB求解约束非线性问题的函数内外广泛采用的一种结构形式。该机构充分利用了fmincon和遗传算法工具箱(GAOT)进行优化设计，曲肘连杆机构的行程、速度、力的放大特性和自锁特并通过实例进行对比验证。这种方法还可以应用于性，实现了锁模可靠、开合模平稳、合模速度快、能耗其他要求高速高精度运动的机构的设计。低的效果⋯。但由于该机构的设计变量较多，采用1双曲肘合模机构的特性分析传统的机械设计方法难以获得最

7、佳的设计结果。遗传算法(GA)是一类借鉴生物界自然选择和图1为曲肘合模机构在启模极限位置时(虚线部遗传机制的随机优化搜索算法。由于不受函数约束分)和合模极限位置时(实线部分)的运动简图，其中条件(如连续性、可微性、单极值)的限制，因而具有连杆AB在点通过销轴与十字头连接，在B点通过广泛的适应能力，尤其适用于处理复杂和非线性的销轴与后肘杆DBF连接；后肘杆在D点通过销轴与定问题。MATLAB软件的遗传算法工具箱GAOT将它模板连接，在F点通过销轴与前肘杆FC连接；前肘杆应用于实际中，不仅具有简单、易用、易