基于APDL-MATLAB聯(lián)合仿真的拉絲機優(yōu)化設(shè)計分析

徐毅松，熊瑞平，盧文翔，鄧人瑋，史東繁

基于APDL-MATLAB聯(lián)合仿真的拉絲機優(yōu)化設(shè)計分析

徐毅松，熊瑞平*，盧文翔，鄧人瑋，史東繁

（四川大學 機械工程學院，四川 成都 610065）

以多道次直進式拉絲機為研究對象，針對目前拉絲機優(yōu)化設(shè)計多集中于單一部件對于拉拔過程的研究，提出一種基于MATLAB與APDL聯(lián)合仿真的優(yōu)化設(shè)計分析方法，將拉絲機設(shè)計參數(shù)與拉拔過程相結(jié)合，獲得優(yōu)化設(shè)計所需的設(shè)計變量參數(shù)以及其優(yōu)化結(jié)果。本文介紹了拉絲機拉拔系統(tǒng)組成和原理，利用APDL完成了對拉絲模具的參數(shù)化建模與仿真，分析電機最大功率等五項設(shè)計變量對拉拔系統(tǒng)的影響。采用SPEAⅡ多目標優(yōu)化算法結(jié)合拉絲機設(shè)計參數(shù)以聯(lián)合仿真結(jié)果獲得拉絲機優(yōu)化結(jié)果完成優(yōu)化設(shè)計。多種優(yōu)化設(shè)計結(jié)果對比表明，對于不同情況的拉絲機設(shè)計需求，優(yōu)化結(jié)果對于拉絲機工作效率提高或減少設(shè)計制造成本提供了設(shè)計參考。

APDL-MATLAB；拉絲機；多目標優(yōu)化；優(yōu)化設(shè)計

在電線電纜、鋼絲繩等金屬制品的生產(chǎn)加工中，拉絲機作為一種非常常見的加工裝備，有著十分重要的地位[1]。拉拔是金屬塑性加工最主要的方法之一，廣泛應(yīng)用于管材、線材的生產(chǎn)。拉絲機是應(yīng)用拉拔過程的加工裝備，即是在拉力的作用下，迫使截面面積較大的金屬塑性材料通過固定拉絲模具孔，由拉力使得金屬材料發(fā)生塑性變形，從而獲得跟模具孔尺寸和形狀相同的金屬制品的塑性加工成型方法[2]。拉絲機的設(shè)計制造成本、生產(chǎn)成本和效率以及加工質(zhì)量受到很多因素的影響。對于拉絲模具，陳海杰等[3]通過對銅線拉絲模具的幾何尺寸和金屬絲塑性變形的數(shù)學分析，基于經(jīng)典的上界定理，建立數(shù)學模型，求解得到在最小功率的情況下，銅線拉絲模具壓縮區(qū)的最佳錐角。對于多模拉絲機，朱迅等[4]對拉絲機的壓縮比提出了一種改進遺傳算法的方法，采用排序選擇法和兩點交叉法，提升拉絲機產(chǎn)品性能并節(jié)約了能耗。廖強華等[5]在常用水箱拉絲機配模工藝的基礎(chǔ)上，提出了一種新的配模，使得新配模工藝在各道次壓縮率、各道次滑動因數(shù)、拉拔力安全因數(shù)較其他配模工藝均有提升。對于機架的設(shè)計，黃仲勇[6]在對拉絲機機架進行深入分析，采用有限元仿真分析結(jié)果對原模型進行改進達到保證強度、優(yōu)化結(jié)構(gòu)的目的。對于拉拔過程的溫度控制，Joakim Larsson等[7]對拉絲過程采用紅外熱成像的監(jiān)測方法，繪制發(fā)熱圖像，減少摩擦力的影響。

“那確實不小了?！彼麘蛑o，“哪天有機會，我跟嬤嬤說，我?guī)湍阙H身吧，讓你嫁一戶好人家！不過父親既然那么疼你，怎么會把你賣到怡香院做丫頭？”他小心翼翼地問我。

上述大多對拉絲機拉拔部件單部分進行研究，很少實現(xiàn)對于各個部件在整體拉拔過程中對于拉拔質(zhì)量的影響。本文將拉絲機的主要參數(shù)與拉拔過程相結(jié)合，包括電機最大功率、拉絲速率、模具角度、模具長度等設(shè)計變量和最大應(yīng)力、發(fā)熱量、模具數(shù)量等目標變量，通過將設(shè)計變量與目標變量導入MATLAB和ANSYSAPDL聯(lián)合仿真系統(tǒng)，應(yīng)用SPEAⅡ多目標優(yōu)化算法獲得優(yōu)化設(shè)計所需的設(shè)計變量參數(shù)以及其目標變量的優(yōu)化結(jié)果。

1.2 自然地理特征 公園深居亞洲腹地，遠離海洋，在地勢高、氣壓低的自然條件下形成了典型荒漠草原和森林草原氣候特征，四季不明顯，只有冷暖兩季之分。區(qū)內(nèi)水文資源豐富，黃河蜿蜒曲折，河谷深切，水流湍急。區(qū)內(nèi)林地面積4 200 hm2，森林覆蓋率達25.9%，林間草叢中棲息有珍禽異獸。1992年被國家林業(yè)部批準為國家級森林公園。

1 拉絲機拉拔系統(tǒng)原理

多道次直進式拉絲機是一種對金屬線材進行順序連續(xù)拉拔的生產(chǎn)設(shè)備，根據(jù)產(chǎn)品要求提前設(shè)計好程序，逐級拉拔，直至成品收卷完成[7]。多道次直進式拉絲機由多組拉拔單元組成，不同拉拔單元結(jié)構(gòu)類似，主要不同在于具體參數(shù)，每一組拉拔單元主要包括動力源、傳動機構(gòu)、拉拔機構(gòu)以及銅線四個部分。其中一組拉拔單元組成和模座局部放大圖如圖1所示。其中，動力源一般為永磁同步電機或伺服電機，由伺服電機輸出定速轉(zhuǎn)矩。傳動機構(gòu)一般為齒輪減速器和輪轂，減速器以固定比例降低伺服電機輸出轉(zhuǎn)速，同時帶動輪轂轉(zhuǎn)動。拉拔機構(gòu)主要由輪轂、模具、模座組成，輪轂帶動銅線轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生拉拔力使得銅線通過拉絲模具產(chǎn)生塑性變形，使得粗銅線經(jīng)過拉拔后變成細銅線。

1.伺服電機；2.減速器；3.輪轂；4.拉絲模具；5.模座。

對于拉絲機穩(wěn)定拉拔狀態(tài)時，其工作過程為伺服電機或永磁同步電機輸出固定速度的轉(zhuǎn)矩，通過減速器連接帶動輪轂，由輪轂帶動銅線產(chǎn)生拉拔力，使得銅線通過拉絲模具產(chǎn)生塑性變形，最終實現(xiàn)拉拔的全過程。

2 聯(lián)合仿真原理

2.1 聯(lián)合仿真實驗總體組成

拉絲機多項設(shè)計參數(shù)在拉拔過程中影響主要包括拉絲模具的幾何參數(shù)值、伺服電機的性能參數(shù)兩大部分，拉絲模具的幾何參數(shù)主要對拉拔過程中的拉拔力與拉拔效率產(chǎn)生影響，伺服電機的性能參數(shù)對生產(chǎn)成本及生產(chǎn)效率有著決定性的影響。對于拉絲機拉拔系統(tǒng)而言，拉拔力的大小以及拉拔力對銅線所產(chǎn)生的拉拔塑性變形效果受限于物理模型無法直接通過數(shù)學計算獲得，因此需要對拉拔變形效果進行有限元仿真分析以獲得拉拔變形結(jié)果作為優(yōu)化目標結(jié)果之一。對于聯(lián)合仿真系統(tǒng)而言，通過設(shè)定拉絲模具的幾何參數(shù)值、伺服電機的性能參數(shù)，由ANSYSAPDL系統(tǒng)建立拉絲系統(tǒng)簡化模型與應(yīng)力約束加載情況，仿真獲得拉絲效果、生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)成本的結(jié)果，通過多目標優(yōu)化算法進行優(yōu)化設(shè)計迭代，從而獲得更好的優(yōu)化設(shè)計參數(shù)。

拉絲機優(yōu)化設(shè)計與拉拔過程的聯(lián)合仿真實驗主要包含三大部分：ANSYSAPDL環(huán)境下的拉絲機拉拔系統(tǒng)部件模型建立、APDL環(huán)境下的拉拔仿真模型和MATLAB環(huán)境下的多目標優(yōu)化部分。

2.2 拉拔系統(tǒng)建模及等效模型

拉絲機拉拔單元模型主要由伺服電機、減速器、輪轂、拉絲模具、模座等部分組成。對于該單元在ANSYS仿真系統(tǒng)中，其主要可以分為三部分。第一部分為伺服電機、減速器和輪轂主要作用為提供動力與傳動，在仿真模型中，主要表示為拉拔力的存在，因此不需要建模。第二部分為拉絲模具，其尺寸結(jié)構(gòu)直接影響著拉絲機拉拔系統(tǒng)仿真的效果，因此需對其進行分析與建模。第三部分為銅線，由于不同模具尺寸會要求不同的銅線尺寸，因此，在拉絲機拉拔系統(tǒng)仿真中，銅線的建模尺寸會跟隨模具尺寸的建模尺寸。

壓縮率由模具角度計算：

在拉絲過程中，為了保證拉絲的質(zhì)量首先需要保證最大應(yīng)力達到塑性變形的屈服強度要求。同時，考慮到能源的消耗和高溫對模具的壽命影響需要降低發(fā)熱量；考慮設(shè)計制造的成本，減少模具數(shù)量；同時提高拉拔效率提高拉絲速率。因此，將最大應(yīng)力、拉拔速率、發(fā)熱量以及模具數(shù)量作為目標函數(shù)。

對于拉絲模具，其結(jié)構(gòu)由模套、燒結(jié)金屬、硬質(zhì)合金環(huán)、聚晶金剛石或硬質(zhì)合金組成[8]。其結(jié)構(gòu)如圖2所示。

綜上所述，諾舒子宮內(nèi)膜去除系統(tǒng)可有效治療功能失調(diào)性子宮出血，其手術(shù)療效與宮腔鏡子宮內(nèi)膜電切術(shù)相當，但手術(shù)更為微創(chuàng)，對患者卵巢功能無影響，值得臨床推廣。

1.模套；2.燒結(jié)金屬；3.硬質(zhì)合金環(huán)；4.聚晶金剛石/硬質(zhì)合金；5.銅線。

%!"ANSYS150.exe"-b -p ane3fl -i "ansysApdl.txt" -o"apdlLog.txt"

圖3 應(yīng)力分布圖

圖4 應(yīng)變分布圖

2.3 拉拔仿真模型

ANSYS中，APDL可以由用戶采用程序設(shè)計語言將ANSYS命令組織起來，編寫出參數(shù)化的用戶程序，針對特定的仿真過程，通過前處理、求解分析與后處理實現(xiàn)程序化的仿真過程建立和自動化的程序調(diào)用。

對于拉絲機拉拔系統(tǒng)，由上文仿真模型分析可知，對于伺服電機、減速器、輪轂部分，由于最終效果為輪轂傳遞拉拔力給銅線，以實現(xiàn)拉拔效果，主要表示為拉拔力的存在，不需要建模，因此在APDL仿真系統(tǒng)中，載荷的施加由電機功率與傳動效率計算所得拉拔力大小確定。對于模座等部分用于固定和安裝拉絲模具，在APDL仿真系統(tǒng)中，只需要以固定約束的施加存在，而對于拉絲模具，由于參數(shù)化建模時簡化了模具模型，因此在施加約束時，對硬質(zhì)合金模具出口壁施加固定約束，其載荷及約束施加如圖5所示。

圖5 拉拔系統(tǒng)仿真模型示意圖

2.4 MATLAB環(huán)境下的多目標優(yōu)化

對于采用多目標優(yōu)化算法對拉絲機拉拔系統(tǒng)進行優(yōu)化設(shè)計，由于APDL只能獲得物理仿真變形量的極值，對于部分計算獲得的數(shù)據(jù)處理，包括拉拔力大小、拉絲模具的集合尺寸均需采用MATLAB進行計算。同時，由于MATLAB對于外部程序的便捷調(diào)用，可以實現(xiàn)對于多目標算法的使用以及調(diào)用ANSYSAPDL系統(tǒng)仿真獲取結(jié)果。

在MATLAB中對于ANSYSAPDL系統(tǒng)的調(diào)用，由MATLAB調(diào)用外部程序語句進行調(diào)用：%!"ANSYS150.exe"-b -p ane3fl -i "ansysApdl.txt" -o"apdlLog.txt"

因此對相關(guān)人員而言，在水利工程機電安裝過程中，必須要重視對各種造價風險事件的識別，最終為保證造價水平奠定基礎(chǔ)。

對于多目標優(yōu)化算法而言，在優(yōu)化變量與目標變量的選取上，將拉絲機設(shè)計參數(shù)模具角度、模具長度、伺服電機最大功率、拉絲速率作為優(yōu)化變量。同時，在拉絲過程中，為了保證拉絲的質(zhì)量與效率，首先需要提高拉拔速率，考慮到能源的消耗和高溫對模具的壽命影響需要降低發(fā)熱量，考慮設(shè)計制造的成本，減少模具數(shù)量。因此，將拉拔速率、發(fā)熱量、拉拔力大小以及模具數(shù)量作為目標變量。

3 聯(lián)合仿真實驗

對于拉絲速率，根據(jù)一般細拉絲機收線速度1500～2000 m/min，由研究對象為8 mm進線、3 mm出線拉絲機的第一級拉拔過程，結(jié)合壓縮率10%～15%，取拉絲速率為750～1000 m/min。

拉絲機優(yōu)化設(shè)計仿真實驗程序執(zhí)行流程如圖6所示。

圖6 聯(lián)合仿真程序流程

3.1 優(yōu)化變量

對于拉絲機的優(yōu)化設(shè)計，由于拉絲模具作為直接加工部分，對于線材的加工質(zhì)量，發(fā)熱量等具有直接影響，同時，拉絲模具的尺寸可以根據(jù)不同的工況進行重新設(shè)計，因此，將拉絲模具的幾何參數(shù)值主要包括模具角度、模具長度作為優(yōu)化變量。

2014年 國務(wù)院公布《推動嬰幼兒配方乳粉企業(yè)兼并重組工作方案》，國內(nèi)乳品企業(yè)急切期待的這項重中之重的行業(yè)大政方針終于出臺。教育部向貴州省人民政府發(fā)函，同意設(shè)立由茅臺集團舉辦的茅臺學院。茅臺學院系本科層次非營利性民辦應(yīng)用型高等學校，由貴州省領(lǐng)導和管理。

對于拉絲機的工作過程，由于伺服電機作為工作部分的動力來源，是拉絲機主要工作動力的提供，伺服電機的功率和拉絲速率直接影響拉拔過程的效果，因此，將電機的性能參數(shù)如電機最大功率、拉絲速率作為優(yōu)化變量。

對于拉絲機優(yōu)化設(shè)計與拉拔過程的聯(lián)合仿真實驗的三大部分：ANSYSAPDL環(huán)境下的拉絲機拉拔系統(tǒng)部件模型建立、APDL環(huán)境下的拉拔仿真模型和MATLAB環(huán)境下的多目標優(yōu)化部分。其流程是通過MATLAB讀取初始數(shù)據(jù)，調(diào)用外部程序或計算獲得目標變量函數(shù)值，調(diào)用多目標優(yōu)化程序，進行優(yōu)化設(shè)計，完成迭代次數(shù)，獲得拉絲機優(yōu)化設(shè)計結(jié)果。

載荷施加所需的拉拔力由電機功率與拉絲速率計算：

式中：為拉拔力，N；為電機最大功率，kW；為拉絲機速率，m/min；＝0.95為傳動效率。

地下水是動態(tài)變化的，地下水資源也是不斷變化的。建議在進行地下水資源評價時，充分考慮地下水動態(tài)變化，合理實時地計算地下水資源量。

由于不同的物質(zhì)具有不同的蒸發(fā)常數(shù)，所以其飽和蒸汽壓值也存在差別。在同一溫度條件下，不同物質(zhì)具有不同的P*值。基于此差別，可以通過比較相同溫度條件下各物質(zhì)P*的大小來判斷它們蒸發(fā)的先后次序。表2所示為含銀鉛銻多元合金組元的蒸發(fā)常數(shù)值。將表2所給A、B、C、D的具體值代入式(1)可計算出Sb、Pb、Ag、Au、Te、Cu、Bi純物質(zhì)狀態(tài)的lgP*值，將計算所得數(shù)據(jù)繪制成T-lgP*圖，結(jié)果如圖6所示。

表1 優(yōu)化變量取值范圍

3.2 目標變量及函數(shù)

在拉絲機拉拔仿真系統(tǒng)中，拉絲模具由于初始值的設(shè)定或優(yōu)化參數(shù)的輸出會具有不同的模型尺寸，因此在仿真系統(tǒng)建立前需要對拉絲模具采用參數(shù)化建模的方式建立模型，以便實現(xiàn)優(yōu)化參數(shù)的載入與再載入。

發(fā)熱量由線性材料的塑性變形產(chǎn)生，其計算公式為：

式中：為發(fā)熱量，J；為壓縮前直徑，mm；＝365 MPa，為抗拉強度。

模具數(shù)量由模具壓縮率計算：

輕便鉆探的應(yīng)用相對來說更加適合地勢高且需要修路的地段，另一方面來說鉆孔的位置可以定在450m內(nèi)的淺層地表地質(zhì)來進行相應(yīng)的鉆探工作。應(yīng)用輕便鉆探可以盡可能地防止道路、泥坑的破壞，進而使施工成本得到一定的減少，在一定程度上能夠有效地保護自然環(huán)境。

式中：為模具數(shù)量。

目標變量名稱及映射方式如表2所示。

表2 目標變量取值范圍

因此，其多目標優(yōu)化函數(shù)為：

3.3 優(yōu)化算法

SPEAⅡ算法是ZITZLER提出的，為SPEA的改進算法。在優(yōu)化問題領(lǐng)域，SPEAⅡ算法對于高維問題具有相當好的優(yōu)化結(jié)果解析能力，且解的分布更加均勻。其優(yōu)化步驟如下所示。

富察氏淡淡一笑：“鬧不起來？在潛邸時就一個個烏眼雞似的，如今只怕鬧得更厲害吧?！彼藗€身，朝里頭睡了，“只是她們耐不住性子愛鬧，就由著她們鬧去吧?！?/p>

Step1：初始化，設(shè)定種群數(shù)量50和外部檔案數(shù)量10以及最大迭代次數(shù)為50，導入優(yōu)化前參數(shù)，并采用MATLAB中rand隨機數(shù)生成方法，針對取值范圍內(nèi)的優(yōu)化變量生成剩余初始種群。重置迭代次數(shù)為0。

例如，專四模擬題中有一篇文章，標題是“Global Warming”。這是一篇介紹地球變暖的文章。根據(jù)我們平時對這個問題的基本了解，知道地球變暖是一種不好的現(xiàn)象。單從題目本身，我們就可以預測，這篇文章可能會告訴我們什么是global warming，地球變暖的原因有哪些,地球變暖會帶來哪些負面影響，如何解決地球變暖的問題等。

Step2：獲取目標變量種群，對優(yōu)化變量種群通過計算或仿真獲得目標變量函數(shù)值并計入種群。對于ANSYSAPDL系統(tǒng)的調(diào)用，由MATLAB調(diào)用外部程序語句進行調(diào)用：

由于拉絲模具具有多層結(jié)構(gòu)，其各部分對于拉絲機拉拔仿真系統(tǒng)的影響不同，如模芯直接影響拉拔力的大小及銅線的質(zhì)量，模套等對于整個拉拔過程主要起散熱、固定以及標準安裝尺寸等作用，因此需要對拉絲模具進行仿真影響分析，確定關(guān)鍵部件，優(yōu)化建模模型。對于拉絲模具整體拉拔與中心硬質(zhì)合金部分等效拉拔效果進行了比較，其應(yīng)力結(jié)果由圖3所示，應(yīng)變結(jié)果如圖4所示。由拉拔應(yīng)力應(yīng)變分布圖可知，硬質(zhì)合金部分等效拉拔效果與拉絲模具整體拉拔效果基本等同。對于拉拔仿真模型的建立，由于參數(shù)化建模的便捷性要求與整體仿真過程計算的快速性和較低計算復雜度要求，對拉絲模具進行等效簡化處理，在拉拔部件參數(shù)化建模時，只需建立中心硬質(zhì)合金與銅線的等效模型即可。

優(yōu)化變量名稱及取值范圍如表1所示。

Step3：計算適應(yīng)度，根據(jù)目標變量的種群集合計算適應(yīng)度值。

Step4：非支配解選擇，根據(jù)適應(yīng)度值，從優(yōu)化變量種群中選擇非支配解復制到外部檔案集。迭代次數(shù)＝＋1。

Step5：停止迭代，判斷迭代次數(shù)是否大于預設(shè)最大迭代次數(shù)，若超過則終止迭代，輸出外部檔案集合；若未超過，則進入Step6。

選取2016年7月～2017年12月黑龍江省齊齊哈爾市第一醫(yī)院收治的慢性心力衰竭患者96例作為研究對象，隨機將取分為觀察組與對照組，各48例。其中，對照組男27例，女21例，年齡58～80歲，平均（67.34±7.67）歲；觀察組男3 1例，女1 7例，年齡5 9～8 2歲，平均（68.21±7.01）歲。比較兩組患者的一般資料，差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。

Step6：配對池獲取。將外部檔案中的種群通過二元錦標賽的方法獲取個體復制到配對池中。

Step7：交叉變異，對于配對池中的種群個體，進行交叉和變異算法，獲得子代，存入下一代種群中。同時跳轉(zhuǎn)Step2。

3.4 優(yōu)化結(jié)果

通過MATLAB與APDL聯(lián)合仿真系統(tǒng)，根據(jù)SPEAⅡ優(yōu)化算法，獲得優(yōu)化結(jié)果及各結(jié)果間的變化趨勢如圖7所示。

視聽說教程與其他課程在教學內(nèi)容和形式上有差異，所以考核形式也不能單一地依賴傳統(tǒng)的筆試，否則學生聽力和口語上的表現(xiàn)將無法在成績上有所體現(xiàn)，會挫傷部分學生的積極性，也不利于教師對學生學習真實情況的把握。因此，考核上應(yīng)采取平時成績、口語測試、筆試成績?nèi)呦嘟Y(jié)合的方式。平時成績占40%，考查本學期學生的出勤率、課堂表現(xiàn)、作業(yè)完成情況和隨堂測試等分項；口語測試占30%，考查學生對所學內(nèi)容的掌握程度及口語表達能力。聽力筆試占30%，重點考查學生讀寫和聽力能力；期末成績將以上三項成績量化計算得出，這樣才能真正使視聽說一體化教學得以實現(xiàn)。

從各優(yōu)化結(jié)果的變化趨勢可看出，優(yōu)化結(jié)果2和優(yōu)化結(jié)果4具有較好的優(yōu)化效果。在滿足拉拔系統(tǒng)銅線塑性變形基本要求的情況下：

為了進一步說明本文提出的集成系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計，下文將以流感病毒序列數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)（FLUDW）舉例說明，重點介紹FLUDW系統(tǒng)的流感病毒序列數(shù)據(jù)庫的模型設(shè)計及數(shù)據(jù)集成的幾個關(guān)鍵實現(xiàn)過程。

（1）對于優(yōu)化結(jié)果2，當電機功率和模具數(shù)量不變的情況下，優(yōu)化拉絲模具尺寸，同等條件下可以提高拉絲速率2.88%，減少發(fā)熱3.1%，同時發(fā)熱量減少提高了模具使用壽命。

（2）對于優(yōu)化結(jié)果4，當優(yōu)化拉絲模具尺

寸、減小拉絲速率7.6%，可以減小伺服電機最大功率，同時可以減少模具數(shù)量，相應(yīng)模座、伺服電機、減速器和輪轂等均可減少，極大地減少了制造成本。

圖7 優(yōu)化結(jié)果

4 結(jié)論

本文通過構(gòu)建MATLAB與ANSYSAPDL的聯(lián)合仿真系統(tǒng)實現(xiàn)了對于拉絲機的主要參數(shù)與拉拔過程相結(jié)合的仿真，實現(xiàn)了系統(tǒng)化的設(shè)計仿真分析。同時，通過SPEAⅡ多目標優(yōu)化算法實現(xiàn)對于拉絲機多個主要設(shè)計參數(shù)的優(yōu)化選擇，且分布均勻，對于不同需求的拉絲機設(shè)計，如降低制造成本或提高生產(chǎn)效率，提供了良好的設(shè)計參數(shù)參考。

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Optimization Design Analysis of Wire Drawing Machine Based on APDL-MATLAB Joint Simulation

XU Yisong，XIONG Ruiping，LU Wenxiang，DENG Renwei，SHI Dongfan

( School of Mechanical Engineering, Sichuan University, Chengdu610065, China )

The current optimization design of wire drawing machine is more focused on a single part. Taking the multi-stage straight-forward wire drawing machine as the research object, an optimized design analysis method based on MATLAB and APDL joint simulation is proposed. The design variable parameters and the optimization results are obtained. The composition and principle of the pull-out system is introduced. APDL is applied to complete the parametric modeling and simulation of the mold, and the influence of five design variables on the pull-out system, for example, the maximum power of the motor, is analyzed. The optimization design is completed by using SPEAII. The results of the two optimization designs show that the optimization results provide a design reference for the work efficiency improvement and the cost reduction of design and manufacturing.

APDL-MATLAB；wire drawing machine；multi-objective optimization；optimization design

TH122

A

10.3969/j.issn.1006-0316.2022.04.003

1006-0316 (2022) 04-0012-07

2021-06-15

四川省重點研發(fā)項目：智能涂裝產(chǎn)線關(guān)鍵技術(shù)的開發(fā)與集成（2020YFG0119）；四川省智能制造與機器人重大專項課題：工業(yè)機器人成套裝備研制與應(yīng)用（2019ZDZX0019）；德陽市產(chǎn)學研合作科技研發(fā)項目：智能化柔性拉絲機（2019CK095）

徐毅松（1996－），男，四川成都人，碩士研究生，主要研究方向為機械設(shè)計和自動化控制，E-mail：xysscu@foxmail.com。*通訊作者：熊瑞平（1970－），男，博士，副教授，主要研究方向為工業(yè)機器人應(yīng)用及智能控制技術(shù)、機電液一體化及伺服控制技術(shù)、計算機監(jiān)測與控制技術(shù)，E-mail：xiongruiping@163.com。