螺桿擠出機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)是在給定的工藝和生產(chǎn)條件下，根據(jù)設(shè)計(jì)要求和目的，選取設(shè)計(jì)變量并建立目標(biāo)函數(shù)，在相應(yīng)約束條件下，獲得螺桿參數(shù)如直徑、螺距和螺槽深度等*值的過(guò)程。本文主要闡述螺桿擠出機(jī)主要參數(shù)，研究歸納螺桿擠出機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)及螺桿優(yōu)化設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，對(duì)螺桿優(yōu)化設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀進(jìn)行綜述及展望。
     
      作為聚合物加工成型主要設(shè)備之一的螺桿擠出機(jī)，在聚合物加工行業(yè)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，而且在其他行業(yè)也將得到更多的應(yīng)用。標(biāo)志螺桿擠出機(jī)工作性能的主要技術(shù)參數(shù)有：螺桿直徑、長(zhǎng)徑比、轉(zhuǎn)速范圍、拖動(dòng)螺桿的電動(dòng)機(jī)功率、生產(chǎn)塑化能力、機(jī)筒的加熱功率和分段數(shù)、機(jī)器的中心高和外形尺寸等。這些參數(shù)是衡量和選用擠出機(jī)的主要依據(jù)，也是設(shè)計(jì)螺桿擠出機(jī)首先要確定的技術(shù)參數(shù)。     

      螺桿擠出機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)理論依據(jù)

      機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)有兩個(gè)重要的環(huán)節(jié)或內(nèi)容：一是建立優(yōu)化問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型；二是選擇優(yōu)化問(wèn)題的求解方法。對(duì)于三段式螺桿擠出機(jī)，物料依次經(jīng)過(guò)固體輸送、熔融和熔體輸送等不同的輸送階段，并且各段的輸送機(jī)理各不相同。因此，螺桿擠出機(jī)加料段、熔融段和計(jì)算段優(yōu)化設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)也各不相同，分別為：由達(dá)內(nèi)爾和摩爾提出并經(jīng)塔德摩爾和柏羅伊加以完善的，建立在固體摩擦機(jī)理上的固體輸送理論，建立在馬多克等人數(shù)學(xué)物理模型基礎(chǔ)上的熔融理論，以及流體動(dòng)力學(xué)理論。

       優(yōu)化目標(biāo)：在保證擠出物質(zhì)量的前提下，達(dá)到zui高生產(chǎn)力或zui小功率能耗。

      設(shè)計(jì)變量：一個(gè)設(shè)計(jì)方案可用一組基本參數(shù)的數(shù)值來(lái)表示。其中，需要優(yōu)選的獨(dú)立參數(shù)稱之為設(shè)計(jì)變量。螺桿的設(shè)計(jì)變量通常為：螺桿直徑、長(zhǎng)徑比、螺紋升角和螺桿槽深等。 螺桿擠出機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)的特點(diǎn) 螺桿擠出機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是設(shè)計(jì)變量多，多目標(biāo)與單目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)并存；數(shù)學(xué)模型的多維性和非線性；設(shè)計(jì)變量中多種綱量并存。

      螺桿擠出機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)可采用的算法有：約束坐標(biāo)輪換法、約束隨機(jī)方向法、復(fù)合形法、拉格朗日乘子法和遺傳算法。

      設(shè)計(jì)方法：解析法、圖解法和計(jì)算機(jī)模擬仿真法。

      一般過(guò)程： 根據(jù)擠出過(guò)程的現(xiàn)象建立物理模型，根據(jù)物理模型建立數(shù)學(xué)模型，應(yīng)用相關(guān)優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件編寫螺桿優(yōu)化設(shè)計(jì)程序，將程序輸入計(jì)算機(jī)并通過(guò)改變優(yōu)化目標(biāo)的取值進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)輸出的優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行分析和驗(yàn)證，得出螺桿優(yōu)化設(shè)計(jì)的參數(shù)。