近日，中南大學(xué)林高用教授團(tuán)隊(duì)在《中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)》上發(fā)表了一項(xiàng)關(guān)于6063鋁型材擠壓工藝多目標(biāo)優(yōu)化的研究成果。該研究由劉鵬程、彭炳鋒、劉寒龍等人共同完成，其英文版亦發(fā)表于《Journal of Central South University(Science and Technology)》。
鋁型材以其適中的強(qiáng)度、低密度、良好的耐腐蝕性以及優(yōu)異的導(dǎo)熱導(dǎo)電性能，在建筑、交通運(yùn)輸、汽車、船舶等多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。隨著工業(yè)鋁型材消費(fèi)量的持續(xù)增長(zhǎng)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的日益復(fù)雜，各領(lǐng)域?qū)︿X型材的力學(xué)性能、形狀尺寸精度、表面光澤度及均勻性等方面提出了更高要求。在此背景下，林高用教授團(tuán)隊(duì)針對(duì)6063鋁型材擠壓工藝進(jìn)行了深入研究。
研究團(tuán)隊(duì)采用GABP（遺傳算法反向傳播）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合訓(xùn)練，成功建立了工藝參數(shù)與成形質(zhì)量之間的映射關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，利用非支配排序遺傳算法（NSGA-Ⅱ）對(duì)擠壓工藝參數(shù)進(jìn)行了多目標(biāo)優(yōu)化，旨在提高鋁型材出口橫截面的溫度均勻性。
研究過(guò)程中，團(tuán)隊(duì)對(duì)6063鋁合金型材的組織與性能均勻性進(jìn)行了系統(tǒng)分析，并通過(guò)擠壓過(guò)程仿真模擬揭示了組織與性能分布不均勻的機(jī)理。同時(shí)，以型材在擠出模口橫截面的平均溫度和溫度標(biāo)準(zhǔn)差作為優(yōu)化目標(biāo)，對(duì)擠壓速度、坯料預(yù)熱溫度、模具預(yù)熱溫度和擠壓筒預(yù)熱溫度等工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。
經(jīng)過(guò)優(yōu)化后，團(tuán)隊(duì)得到了最優(yōu)的擠壓工藝參數(shù)組合，并通過(guò)有限元模擬和實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)證了優(yōu)化結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。結(jié)果表明，優(yōu)化后的擠壓工藝顯著提高了型材的溫度和晶粒組織均勻性，為鋁型材的高質(zhì)量生產(chǎn)提供了有力支持。
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