基于灰色系统理论的冲压成形稳健设计

利用灰色系统理论,以目标序列之间的关联度作为目标函数,从而将多目标优化转化为单目标优化问题.在冲压成形的稳健设计中,通常需要满足多个目标,如不拉裂、不起皱、变形充分等质量要求.通过实验设计,利用FEA软件获得冲压成形中各个目标对应的响应值.对目标序列的灰色关联度进行方差分析,得到目标函数的最优解,从而获得最佳参数.研究表明,将灰色理论应用到冲压成形稳健设计中,取得了满意的结果,该方法在多目标稳健设计中有很大的适用性.     

汽车后门外板件冲压成形CAE研究

介绍了金属板料冲压成形数值模拟理论和主要步骤。利用Dynaform软件完成了汽车后门外板件冲压成形过程的仿真,得到了优化的工艺参数。模拟结果验证了方法的可行性。     

板料拉深成形工艺参数的多目标遗传算法优化

拉深是板料冲压成形的关键工艺。拉深成形工艺参数优化是一个典型的多目标优化问题。该文在板料拉深成形数值模拟的基础上,确定了工艺参数多目标优化的待优化变量和优化目标,进而建立了优化数学模型,然后采用多目标遗传算法N SGA-II对该模型进行了优化。以某翼子板为例,采用N SGA-II算法对其拉深工艺参数进行优化,得到一组Pareto解,选择其中一组参数进行数值模拟,结果显示零件具有较好的成形性,说明该方法具有较好的优化效果。     

板料拉深成形工艺参数的多目标遗传算法优化

拉深是板料冲压成形的关键工艺。拉深成形工艺参数优化是一个典型的多目标优化问题。该文在板料拉深成形数值模拟的基础上,确定了工艺参数多目标优化的待优化变量和优化目标,进而建立了优化数学模型,然后采用多目标遗传算法NSGA-II对该模型进行了优化。以某翼子板为例,采用NSGA-II算法对其拉深工艺参数进行优化,得到一组Pareto解,选择其中一组参数进行数值模拟,结果显示零件具有较好的成形性,说明该方法具有较好的优化效果。     

卡车后围板的冲压仿真与优化

以某新型卡车后围板为研究对象,利用数值模拟软件DYNAFORM,采用真实拉延筋的方法对其进行了成形模拟,通过模拟分析对其成形工艺参数和模型进行了必要的优化,避免了开裂等缺陷的产生.模拟结果与实验结果对比,验证了冲压仿真技术的可靠性.利用数值模拟技术对汽车覆盖件进行成形性分析,为冲压工艺规划和模具的设计提供指导性意见.     

基于遗传算法和仿真的冲压材料参数反求

利用冲压成形后便于获取的板料厚度值作为响应构造遗传算法中的目标函数,结合有限元法和遗传算法,提出一种快速反求冲压成形中材料性能参数的方法.在有限元模拟中,使用反求后参数获取的板料厚度值和实际冲压中的板料厚度值吻合度非常理想,验证了该方法应用于冲压成形的快速、准确和有效性.     

基于Gurson模型的镁合金板材温热冲压成形研究

在Gurson损伤模型的基础上,采用有限元数值模拟与温热冲压实验相结合的方法,对镁合金板材温热冲压成形过程中的材料损伤过程进行了预测.考虑了板材的塑性各向异性行为,通过用户自定义材料子程序VUMAT将损伤模型嵌入到有限元软件ABAQUS/Explicit中.采用单轴拉伸试验数据与有限元数值模拟结果进行迭代,确定了Gurson模型所需要的材料参数.使用ABAQUS模拟得到了镁合金板材温热冲压过程中微孔洞的演变及分布规律.通过扫描电子显微镜,对不同温度下的AZ31镁合金板材由孔洞增长和聚合引起的内部损伤演化进行了观察分析.研究结果表明,板材中微孔洞的分布与实验数据相吻合,说明本文所提出的方法可以应用于金属板材温热冲压成形性能预测.     

汽车加油口盖组合成形工艺

针对传统的成形工艺易造成汽车零件厚度大幅减薄,致使零件成形后刚度降低的问题,采用组合成形工艺对该零件进行制造,即在预成形阶段采用液压成形,在成形阶段用冲压成形,通过数值模拟与试验设计相结合的方法,确定预成形阶段中预成形高度、预成形压边力、板料的尺寸、拉延筋阻力对成形质量的影响程度;利用响应面法建立各影响因素与目标之间的函数关系,通过遗传算法对该函数关系进行寻优计算,从而确定优化的参数组合,并通过试制验证了该组合工艺成形的可行性.     

卡车用BIF340和St14钢板冲压成形的数值模拟分析

针对汽车典型冲压件单曲度扁壳,建立其冲压模型,应用Dynaform的数值模拟技术对高强度钢板BIF340的成形性能进行了研究。结果表明,用高强度钢BIF340代替St14成形汽车冲压件,通过反复优化工艺参数,高强度钢表现出了良好的成形性,并且所成形零件的厚度分布均匀性得到改善。同时还可知用高强度钢BIF340代替St14成形汽车冲压件,压边力需要变小,冲压速度变小,零件厚度变薄。     

基于FEA的拼焊板轿车中立柱拉延成形

运用DYNAFORM软件,对轿车侧围激光拼焊板中立柱进行冲压成形有限元数值模拟研究。通过观察成形极限图和厚度分布图对零件进行成形缺陷分析。针对成形结果中出现的拉裂、起皱和减薄等缺陷问题,采用调整成形工艺参数以及设置等效拉深筋的方法改善使成形结果,并根据仿真分析的结果,提出改进及优化工艺的方案。利用数值模拟过程中优化的工艺参数,进行实际零件的拉延成形实验,得到了质量较好的成形零件。研究结果表明:拼焊板焊缝模型的选取、板坯及工具网格的划分直接影响数值模拟的精度;冲压速度、压边力和拉深筋等工艺参数的选取直接影响零件的拉延成形,尤其是通过对拉深筋阻力的调节,平衡了材料的流动,解决了用调节压边力的方法无法解决的拼焊板零件成形问题。     

复杂型材挤出模结构优化设计方法

采用APDL建立了面向CAE的模头流道参数化模型,用分步单元划分策略和壁面滑移边界条件,完成了复杂型材熔体在模头内流动过程的三维数值模拟,获得了流道内的速度分布和压力分布.在此基础之上,以模头出口处型材截面上各子区域平均流速相等为优化目标,对模具流道的结构参数进行了优化设计,优化后流动平衡性有显著提高.复杂型材SF56流道结构参数的优化设计和实验,证明了该方法的正确性和有效性.     

基于代理模型的直流道质子交换膜燃料电池优化设计

质子交换膜燃料电池是一种可以将储存在燃料中的化学能转化为电能的装置.应用Kriging代理模型结合遗传算法对流道宽、流道高和岸宽3个几何参数进行了优化设计,以质子交换膜燃料电池的净功率作为优化的目标函数来评价质子交换膜燃料电池的性能.数值模拟应用了商业软件ANSYS FLUENT.优化后的质子交换膜燃料电池流道内具有更高的压力,使更多的反应气体参加电化学反应,因此优化后的质子交换膜燃料电池的性能得到了提高.     

方圆管固定短芯棒拉拔工艺分析

运用非线性有限元软件ABAQUS对ITER计划导体套管成形工艺进行模拟仿真,得到稳定拉拔阶段的等效塑性应变、轴向和径向应力以及接触压力的分布规律,并分析了拉拔力和拉拔成形过程中能量的分布变化.结果表明,采用优化后的工艺参数拉拔成形时可得到套管内外表面质量较好的产品,从而解决了拉拔工艺中材料内径缩孔和裂纹缺陷的问题.     

基于PID闭环控制的变压边力优化设计

基于压边力成形窗口的定义和分析,提出了一种新的控制目标,并以此建立了可控压边力的比例、积分、微分(PID)反馈控制模型.采用此模型对冲压成形进行反馈数值模拟,从而得出每块分块压边板随冲压行程的最优压边力曲线,在变压边力压机上的实验验证表明:使用该压边力优化设计方法所得到的最优压边力可成功冲压出阶梯盒零件,避免在恒压边力下的起皱和破裂两种缺陷.该优化方法可以同时考虑冲压行程和压边板位置进行压边力优化,因而具有更好的鲁棒性.     

工艺参数对AA5754铝合金温成形回弹的影响

以圆筒拉深件切环实验为基础,采用正交试验设计与数值模拟相结合的方法,对温成形过程中铝合金圆筒拉深件在不同工艺参数下的回弹特性进行研究,建立铝合金温成形的有限元模型.基于正交试验对圆筒拉深件进行数值模拟,研究板料成形初始温度、冲压速度、摩擦系数、压边力、凸模圆角半径、凹模圆角半径及凸凹模间隙对制件回弹的影响,并确立优化工艺参数组合.研究结果表明:从工艺参数对制件回弹影响的显著水平来看,板料成形初始温度最高,增加成形初始温度可显著减小制件回弹;压边力次之,其后依次为凹模圆角半径、凸凹模间隙及摩擦系数,而冲压速度和凸模圆角半径低至几乎可以忽略.     

右后柱加强板拉深成形优化预测模型的建立

拉深是板料冲压成形的关键工艺,也是最复杂的成形工艺之一.文章将正交试验、人工神经网络和遗传算法结合起来,对板料的成形工艺参数进行优化,建立板料成形工艺参数的优化设计模型,并利用该优化模型最终获得满意的厚度最大变薄率和回弹量.     

镁合金板材温热冲压成形热力耦合数值模拟

采用Gleeble3500热模拟试验机进行单向拉伸试验,获取了材料的力学性能参数,分析了AZ31镁合金板材的力学性能特点.采用热力耦合技术对镁合金板材温热冲压过程中的温度场进行了数值模拟,研究了冲压过程中温度场的分布规律,并对差温拉延工艺进行了分析.结果表明:差温拉延工艺可以提高镁合金板材的温热成形性能;采用热力耦合技术的数值模拟更能反映AZ31镁合金板材的温度敏感特性.     

基于FLUENT的节流管式调节阀结构优化

应用三维建模软件Pro/ENGINEER对节流管式调节阀进行了实体建模,抽取阀门内部流道,采用前处理软件ICEM-CFD划分流道的计算网格.应用计算流体力学软件FLUENT对阀门流道进行三维数值模拟,得到节流管端面处的压力分布,并通过二次计算得出阀门电机功率.在此基础上,对阀门流道进行优化,通过对比分析不同流道对应的阀门电机功耗,得到了更为理想的节流管式调节阀结构尺寸.     

高强度弯曲零件回弹模拟分析

以一汽车高强度弯曲零件为研究对象,应用Dynaform软件对弯曲零件的冲压成形过程进行数值模拟,分析常温与热冲压成形后零件的回弹情况,研究热冲压成形过程中板料初始温度、冲压成形速度对零件回弹的影响规律.结果表明:在常温条件下零件成形无缺陷,但最大回弹量较大,为1.48 mm,零件尺寸精密度得不到保证;采用热成形方法后,零件回弹得到较大改善,板料预热温度对零件回弹影响复杂,随冲压成形速度的增加,回弹量减小.     

基于响应面法的7050铝合金筋板类锻件热模锻成形工艺优化

针对某铝合金航空锻件热锻成形中出现的充填不满、流线穿流、变形不均匀等缺陷问题,以x_1(坯料高宽比)、x_2(坯料温度)、x_3(成形速度)、x_4(摩擦因数)为优化变量,采用响应面法结合有限元数值模拟对锻件成形多目标工艺参数优化进行研究。根据试验设计结果分别建立3个目标函数的二阶分析模型,得到的回归模型预测精度较高,能较好地描述3个目标函数关于设计变量的响应。通过分析建立的响应面3D和2D优化图,采用MATLAB软件对试验参数进行进一步的优化。研究结果表明:锻件成形最优工艺参数如下:x_1为1.3、x_2为450℃、x_3为6 mm/s、x_4为0.3。将优化后的最优工艺参数应用到后续的实际生产验证,锻件成形缺陷得到有效消除,证明该优化方法有效。