Оптимизация параметров лазерной обработки алмазов

С применением генетического алгоритма MOGA программы ANSYS Workbench проведена оптимизация параметров лазерной резки алмазов. Конечно-элементный расчет температур и термоупругих напряжений выполнялся с использованием языка программирования APDL. С применением гранецентрированного варианта центрального композиционного плана эксперимента построена регрессионная модель лазерной резки алмазов. В качестве варьируемых факторов использовались скорость резки, радиус лазерного пучка и плотность мощности лазерного излучения. В качестве откликов использовались максимальные температуры и термоупругие напряжения в зоне лазерной обработки. Оценка влияния параметров обработки на максимальные температуры и напряжения, формируемые лазерным излучением, показала, что основным фактором является плотность мощности лазерного излучения. Оптимизация лазерной резки алмазов выполнялась для двух вариантов постановки задачи: по критерию минимума термоупругих напряжений и по критериям минимума термоупругих напряжений и максимума скорости обработки. Выполнено сравнение параметров, полученных в результате оптимизации, и параметров, полученных в результате конечноэлементного моделирования. Максимальная относительная погрешность результатов, полученных при использовании алгоритма MOGA, не превысила 9% при определении температур и 15% при определении термоупругих напряжений. В результате моделирования определены параметры обработки, использование которых обеспечит повышение производительности и надёжности лазерной резки алмазов.