基于BP神经网络和SQP算法的轮毂锻模优化设计

针对轮毂锻模的上模芯磨损剧烈的问题,将锻造成形数值模拟、BP神经网络和SQP算法耦合以优化模具的型面,改善上模芯的磨损情况,从而提高模具的寿命。基于MATLAB平台,以等磨损为目标建立优化数学模型,采用3次样条插值曲线描述上模芯成形部位的轮廓形状。结合锻造成形数值模拟和修正的Archard磨损模型得到计算结果并以此训练BP神经网络,建立模具型腔控制点与目标函数之间的映射关系。运用SQP算法对设计变量进行寻优,得到最优的上模芯成型部位的轮廓形状,并对此轮廓的磨损情况进行数值模拟验证。结果表明：优化后成形上模芯磨损量减小且更加均匀,等磨损值下降了38.4%。     

基于混合磨损模型的模具轮廓优化设计

针对成形过程模具的磨损剧烈,模具寿命低的问题,采用混合磨损模型对模具轮廓进行优化设计。以轮毂锻造成形过程中上模芯磨损为例,对上模芯轮廓进行分析,确定待优化的3个设计参数。根据黏着磨损、磨粒磨损及氧化磨损这3个磨损模型建立新磨损计算模型,并通过有限元软件数值模拟获取模具轮廓各处的磨损,以等磨损量作为模具轮廓磨损均匀的评判标准。在此基础上,以有限元软件数值模拟数据作为训练样本,采用BP神经网络建立上模芯轮廓设计参数与模具等磨损量的非线性映射关系。最后,结合训练好的函数映射关系和遗传优化算法,对轮毂锻模的上模芯进行形状优化设计,反求出磨损最均匀状态下的上模芯设计参数。研究结果表明:优化后上模芯等磨损量比优化前减少了29.65%,且最大磨损下降了12.59%,上模芯磨损更均匀且最大磨损量更小。     

一种基于切削力模型的模具型腔粗加工进给率优化策略

复杂曲面加工广泛应用于模具行业．由于加工参数缺乏科学的选择工具,数控加工的进给率常根据加工经验设定．通常必须创建切削体积模型或矢量力模型来优化刀具路径各段的进给率．鉴于模具型腔粗加工常采用2．5维加工,提出一种通过正交切削试验楚立切削力曲面模型用于模具型腔粗加工进给率优选的新策略．基于切削力曲面模型,采用多项式拟合的方法构楚刀具在许可切削力下的侧向切深和进给率的方程,根据楚立的方程计算每个刀位点处的进给率并反写到初始的G代码文件中．通过典型模具型腔的粗加工试验验证,证明该进给率优化策略不仅可以缩短加工时同,而且可以使加工载荷均匀．该策略对切削力载荷要求尽量均匀的模具型腔高速加工更有意义．     

铝合金挤压模具型腔曲线优化设计

应用上限法建立铝合金圆棒料挤压成形的流动模型,推导了坯料在5种不同型腔曲线下变形时的动可容速度场、应变速率场及上限功率的表达式.同时,以挤压力最小为优化目标,对成形过程进行优化,获得最低能耗下的型腔曲线长度;为验证上限解的可靠性,采用FEM对最佳型腔曲线长度下棒料成形过程进行数值模拟,得到了挤压力与型腔曲线表面接触应力的分布曲线,数值解与理论解相吻合;结果表明,在最佳型腔曲线长度及相同的断面缩减率下,3次曲线和余弦曲线为最优的模具型腔曲线.     

以杆长平方和为目标函数进行形状优化的二次规划方法

给出了桁架结构形状优化的一种分层方法，即分为截面层优化和节点层优化．在节点层，不以结构的重量作为目标函数，而以杆长平方和作为目标函数，形成了标准的二次规划，采用Ｌｅｍｋｅ方法即可求解．     

叉车减震垫检测机构动力学性能优化的设计研究

基于机构工作目标和机构动力学特性,采用优化设计方法对机构中构件的质量和形状等进行优化设计,建立了检测机构动力学、结构参数以及机构工作性能的优化计算模型,确定了机构优化设计目标函数,为研制减震垫性能检测装置奠定了基础.     

模具DFX多视图映射及多目标优化策略

探讨了模具面向X的设计(DFX)评价数据模型，并分析其映射机制．研究了净成型件特征模型及模具集成产品信息模型，指出模具复杂因子是决定成本和时间的关键因素，给出了成本、时间、质量等满意度函数．并在此基础上，通过建立DFX数学模型，采用多目标决策机制对设计目标进行优化．     

应用统计方法综合优化切削加工参数

本文首先分析了传统的切削用量优化方法的不足。接着从切削过程是一动态过程出发,分析了刀具磨损的变化对切削用量选取的影响,决定采用切削速度、进给量、切削深度、刀具磨损限度作为设计变量,从而使切削用量的选择与刀具寿命、刀具磨损限度的制定统一起来。从切削过程是一随机过程出发,推导了适合于切削加工参数优化的统计优化方法。用随机目标函数的数学期望和标准差的组合构成统计优化的目标函数,用随机约束规划处理约束条件,并编制了网格法优化计算程序。最后,对GCr15轴承环车削加工的切削加工参数进行了优化计算。     

基于滚动调度的冲压模具磨损数值模拟分析

为了提高冲压模具磨损数值的量化分析精度,提出基于滚动调度的冲压模具磨损数值模拟方法。采用动态轮廓采样法进行冲压模具磨损数值采集,结合多传感器融合采样方法进行冲压模具磨损数值采样后的滚动调度,建立冲压模具磨损数值信息融合和特征提取模型,提取冲压模具磨损数据的谱特征量,采用谱分析的方法进行冲压模具磨损数值拟合和自适应调度,建立冲压模具磨损数值模拟的滚动调度模型,从运动学角度建立了冲压模具磨损的滚动调度运动分析模型,采用工件表面形貌自适应预测方法,实现冲压模具磨损数值模拟。仿真结果表明,采用该方法进行冲压模具磨损数值模拟的精度较高,拟合性较好,提高了冲压模具磨损数值模拟和参数估计能力。     

迷彩图案的数值优化设计

为解决迷彩图案设计问题,建立了一种基于遗传算法的迷彩图案优化设计模型.在结合遗传算法特点的基础上,分析了影响迷彩图案设计的颜色、形状和纹理等诸多因素,利用层次分析法和基于信息熵的权重计算模型研究了迷彩图案最优化设计模型的目标函数,并结合面积、亮度对比、尺寸、纹理特征距离阅值等约束条件,采用遗传算法优化求解了目标函数.实例计算结果表明,优化结果能够与实际的典型背景的特征值相匹配,从而验证了该方法的有效性.     

基于Lemaitre模型的辊式冲裁工艺断面质量分析

为了准确表征材料变形中逐渐劣化的过程,引入考虑损伤与裂纹萌发的弹塑性本构模型.基于Abaqus/Explicit的二次开发接口,编写耦合Lemaitre损伤模型的用户子程序,根据算例验证其可靠性.通过反复加载-卸载拉伸试验并利用弹性模量变化法来获得损伤参数值.建立辊式冲裁工艺有限元模型,应用Lemaitre损伤模型来预测断面质量,并进行试验验证.分析冲裁间隙、模具磨损与板厚等工艺参数对断面质量、冲裁力及扭矩的影响.结果表明:前刃口断面质量总体上要好于后刃口,但光亮带具有一定的倾角;塌角区会随冲裁间隙增加而增大;模具磨损程度增加会导致毛刺急剧增大;最大冲裁力与扭矩会随着板厚的增大而增大.     

基于Archard理论的挤压次数对模具磨损量的影响分析

针对前次挤压对后次挤压的模具磨损有着显著影响,模具的总磨损量并不与单次磨损量呈简单的线性关系,将考虑温度影响的Archard磨损计算修正模型与有限元数值模拟分析方法相结合,预测铝合金挤压过程中模具表面磨损最严重的部位,建立该部位磨损量与挤压次数之间的确切关系,并由此提出一种考虑挤压次数影响的总磨损量计算公式.     

基于Archard磨损理论的螺旋伞齿轮精锻成形模具磨损分析

基于Archard磨损理论,应用刚塑性有限元法对螺旋伞齿轮精锻成形过程中模具的磨损情况进行了模拟分析,主要分析了模具预热温度和精锻成形速度对模具磨损的影响。结果表明:在一定温度范围内,提高模具预热温度有利于提高模具的耐磨性;成形速度的增加会降低模具的耐磨性。     

硬质合金刀具铣削镍基单晶高温合金DD5磨损试验

为探究在干切削和水基微量润滑(WMQL)条件下刀具磨损对DD5铣削表面质量的影响规律,采用四刃PVD-TiAlN涂层硬质合金刀具以及超景深显微镜和扫描电镜等设备,以刀具副后刀面磨损宽度为主要评价指标,对硬质合金刀具副后刀面磨损形态、磨损机理进行分析和研究,并采用三维轮廓仪对零件表面粗糙度进行测量.研究结果表明,与干切削相比,采用水基微量润滑冷却技术,能够延长刀具寿命并改善材料的铣削加工性;硬质合金刀具的主要磨损机理为粘结磨损、磨粒磨损、氧化磨损和扩散磨损.     

铝型材挤压模具导流孔结构优化

基于MATLAB平台,将BP人工神经网络、遗传算法和数值模拟技术应用于铝型材挤压模具的导流孔形状优化设计。由正交实验法安排模拟实验组合,采用SuperForge软件对进行型材挤压过程进行数值模拟,并以挤压时金属流出模口平面的z向质点流速的均方差作为模型目标值;将模拟结果作为人工神经网络的输入样本对进行网络训练并建立网络知识源;通过遗传算法求得模型的全局优化解;最后通过有限体积法数值模拟技术验证并比较优化所得导流孔形状与经验法确定的导流孔形状对金属流动均匀性的影响。分析结果表明,通过调整导流孔形状能使金属流出模口的速度分布更均匀,表明对挤压模具导流孔形状的优化是有效的。     

伺服焊枪点焊压痕深度在线提取与电极磨损对焊点质量的影响

首先研究利用伺服焊枪在线提取压痕深度的可行性.结果分析表明,回程误差是造成测量压痕深度总体偏低的原因,误差补偿后的伺服焊枪精度完全能够满足压痕深度测量要求.进而分析了点焊镀锌板的电极磨损对压痕深度与焊点质量的影响.应用神经网络方法建立了包含电极磨损因素在内的焊点质量与压痕深度评价模型,为基于伺服焊枪压痕深度提取的焊点质量在线评价提供了技术支持.     

弹头表面磨损形貌的分形研究

应用分形理论对弹头磨损表面形貌进行了研究,研究表明,其表面磨损形貌的不规则和随机分布性具有分形特征。应用轮廓仪对不同枪支发射子弹的弹头磨损表面进行数据采集并计算出其分形维数,其研究结果表明:不同枪支发射子弹时,造成弹头表面磨损程度不同,其分形维数也不同。因此可将其分形维数作为描述弹头表面磨损程度特征量,会比较有效、方便地分析弹头表面形貌变化的特点,为推断发射子弹枪支提供了依据,也为弹头痕迹的量化检验进行了一种新的探索。     

基于双相钢板DP780弯曲试验的模具材料磨损性能

采用U形拉伸-弯曲成形试验方法研究了用于先进高强度双相钢裸板DP780的3种模具材料的磨损性能.结果表明:经过热扩散碳化物覆层(TD)处理的模具材料V4E及DC53的耐磨损性最佳;经过真空热处理的模具材料DC53的耐磨性能较差;对于经TD处理的V4E及DC53,模具的磨损主要集中在凹模圆角入口0°~15°区域,而对于真空热处理的DC53,模具在凹模圆角和法兰处均出现了严重的磨损.     

油润滑直齿轮的齿面磨损

高速重载齿轮常常工作在混合润滑状态,为了准确预测齿面的磨损程度,提出一种油润滑齿轮的磨损分析模型,使其能够在微观尺寸上对混合润滑齿面的磨损过程进行准确地描述.依据实测的齿面形貌特征生成非高斯粗糙面,将热-应力耦合分析结果作为混合润滑分析的工况条件和初始条件,研究一定工况下齿面的应力分布、润滑状态及磨损趋势,进而揭示了齿面磨损机理.结果表明:油润滑齿面磨损率受多重因素综合影响;粗糙峰的形状及分布方向会显著影响齿面的磨损程度;磨损率的预测结果与试验数据较为一致,表明混合润滑齿面的磨损预测方法具有实际工程意义.     

基于无瞬心包络法的偏心螺杆成型铣刀研究

根据偏心螺杆的形状和特征参数,建立了偏心螺杆的螺旋曲面方程;基于无瞬心包络法,从成型铣刀与偏心螺杆的相对运动关系出发,依据成型铣刀与螺杆的啮合条件,建立其接触线方程.由接触线围绕铣刀轴线回转形成回转面的轴向截形,推导出铣刀刀刃的廓形方程.进一步分析了成型铣刀用钝重磨后引起加工误差的原因,以阿基米德螺线为基础建立铣刀的齿背曲线方程,得到具有恒定后角的铣刀廓形方程.仿真结果表明,成型铣刀的廓形与偏心螺杆螺旋曲面吻合良好,设计的成型铣刀廓形方程符合加工要求.