基于遗传算法优化神经网络的拼焊板压边力预测

通过数值模拟与神经网络技术对拼焊板盒形件拉深成形过程中的压边力预测问题进行研究.运用数值模拟分析压边力加载形式对拼焊板盒形件成形性能的影响,找到一种较优的变压边力加载方式.建立适用于拼焊板盒形件拉深成形压边力预测的BP神经网络模型.采用遗传算法对神经网络模型进行优化,在基因选择过程中加入精英保留策略,最终通过基于遗传算法优化的神经网络模型获取了理想的压边力曲线,用以预测随拉深行程变化的压边力数值,为实现智能化冲压奠定了技术基础.     

圆筒形件拉深工艺的有效压边力研究

采用高阶厚向异性屈服准则及经典塑性理论,推导出圆筒形件拉深过程中的应力应变计算公式,获得了避免拉深破裂的上限压边力解析表达式.运用能量法研究了突缘产生起皱的能量变化情况,推导出抑制突缘起皱的下限压边力解析表达式.在上限压边力和下限压边力解析表达式的基础上,给出圆筒形件拉深工艺成功的有效压边力区间,并通过试验对理论计算结果进行了验证.理论计算和试验结果均表明:在拉深过程中,若压边力小于下限压边力,则拉深件起皱;若压边力大于上限压边力,则拉深件破裂;若压边力位于下限压边力和上限压边力之间,则拉深件能顺利成形.     

压边力对汽车前轮罩板成形性能的影响

为了有效解决实际生产中优化汽车前轮罩板拉深成形工艺的问题,根据左右轮罩板件的结构及性能要求,设计拉深数模及其工艺,在恒定压边力条件下,对轮罩板件拉深成形过程进行数值模拟。通过数值模拟从典型变压边力加载模式中得到一条最优变压边力加载曲线,使拉深件不出现起皱和拉破现象,并且使零件区域厚度分布最均匀。与恒定压边力下的最优结果进行比较得出,U型变压边力加载模式为最佳方案。     

基于数值模拟的变压边力优化设计

提出了一种基于板料成形有限元模拟的变压边力(VBHF)优化方法．建立了板料成形性能的综合评价模型．为了保证优化过程的收敛，采用信赖域模型管理来调整设计空间的变化，与传统的基于梯度的VBHF优化相比，该方法具有设计过程简单、方便，计算结果准确等优点．为了验证算法的可靠性，给出了不等深盒形件拉深时随位置变化的压边力优化结果．     

镀锌钢板成形噪声因素试验测量和稳健设计

对镀锌钢板进行了材料实验和盒形件成形实验,分别获得了材料性能、板料初始厚度、压边力和摩擦条件等噪声因素波动的概率分布.采用田口试验设计方法分析了噪声因素对盒形件成形质量的影响规律,在此基础上筛选出对成形质量影响显著的因素.为将产品质量对噪声因素的敏感性降到最低,以凸模圆角半径、润滑条件和压边力为设计变量,以润滑条件、压边力和材料的n值为噪声因素,分别基于数值模拟方法和试验方法对矩形盒件的拉深成形工艺进行了田口稳健优化研究.两种方法得到的优化结果较接近,都降低了噪声因素对成形质量的影响,提高了成形工艺的稳健性.     

用模糊推理及分级优化确定板料冲压的工艺条件

提出在动力显式非线性有限元计算的各增量步中，用模糊推理技术来判断被加工零件的应力、应变状态并处理相关的工艺专家知识，在此基础上建立了以凹模入口圆角半径、压边力、拉延筋约束力为设计变量，以零件无破裂情况下起皱趋势最轻为目标的二级优化模型，从而用分级优化搜索策略实现了上述主要工艺条件的自动确定．用此方法确定的典型Dashpot零件的冲压仿真工艺条件在DYNAFORM中所得的仿真结果与现有结论及实际加工经验相一致．     

驾驶室车门内板拉延成形分析及其工程应用

针对汽车覆盖件形状复杂、成形性难以凭经验估计的问题,提出采用有限元数值模拟方法,对车门内板拉延工序进行成形性预测.通过一步法计算出符合材料流动特性的毛坯形状,大大提高了零件的可成形性.经有限元分析计算可知,零件内部进料困难,需在部分区域加开工艺孔.为了有效地消除起皱现象,提出在车门易产生起皱的地方布置八字形拉延筋.通过对压边力的调整,得出此零件成功拉延的压边力为500 kN.通过对比一般方形毛坯和优化毛坯的成形极限图,证明优化毛坯具有更好的成形性.最后将数值分析结果用于指导实际生产,成功地实现了车门内板的拉延,有效地减少了试模次数,降低了生产成本.     

U型件冲压成形回弹过程的数值模拟及参数优化

以有限元软件ABAQUS为平台,分别运用有限元动力显式和静力隐式方法模拟U型件成形及卸载后的弹性回复过程,分析了压边力、摩擦以及板料厚度对回弹量的影响.以控制回弹为优化目标,结合有限元数值模拟运用基于Pareto策略的非支配排序遗传算法(NSGA-II)对工艺参数进行了优化设计.     

铝合金拼焊板盒形件拉深中压边力分析及优化

利用焊缝模型、单元类型、材料的本构关系,建立铝合金拼焊板盒形件拉深成形有限元模型.以有限元数值模拟为主要方法分析了压边力对拼焊板拉深成形质量的影响、焊缝的移动规律和焊缝附近金属的变形情况;针对不等厚拼焊板的成形特点,采用薄、厚测不同压边力对成形过程进行优化.研究结果表明,压边力对拼焊板拉伸成形中焊缝及附近区域变形有明显影响,采用不同压边力技术能够在一定程度上提高拼焊板盒形拉深件成形质量.     

基于破裂失效准则的变压边力理论及其工程应用

基于变压边力成形是提高铝合金、高强度钢板等难成形材料成形性能的有效方式之一,构建了圆杯件最优压边力理论模型.将冲压过程中的拉伸载荷表达为工艺参数和材料参数的方程,应用与拉伸载荷有关的破裂准则求解出压边力,从而得出随不同行程变化的最优压边力曲线.模型考虑了材料各向异性、不同冲压深度下板料在凹模圆角处的弯曲角,确保预测的准确性.最后,采用多点液压变压边力压机对得出的最优压边力曲线进行验证.结果表明,该最优压边力曲线可有效提高铝合金的冲压深度.     

逆向诊断劣质绝缘子的快速优化算法分析

针对劣质绝缘子电场逆问题计算量大的缺点,在传统模拟电荷法建模的基础之上采用快速多极子算法对其进行预处理,给出了基本计算原理,并采用Tikhonov正则化方法处理因测量数据干扰引起的逆问题解的不适定性,以及采用牛顿迭代法搜索逆问题的最优解,得到绝缘子模型的场源参数,从而实现对劣质绝缘子的检测。通过构造基本点电荷系模型对该快速优化算法进行可行性验证,最后将该算法应用于110 kV猫头型三相绝缘子串的一相绝缘子进行了实例计算,结果表明：该快速优化算法能够快速有效地实现对劣质绝缘子的在线诊断。     

基于混沌猴群算法的结构有限元模型修正研究

有限元模型修正可转化为优化问题,基于此,将全局寻优算法--混沌猴群算法引入到有限元模型的修正中。利用响应面法,实现结构响应与待修正参数间非线性隐性关系的显式表达,基于最小残差原理,建立优化目标函数;利用混沌猴群算法求解该函数,得到修正后的结构有限元模型。以一个数值算例验证了该方法在结构有限元修正中应用的可行性。本文研究拓宽混沌猴群算法的应用范围,为有限元模型修正提供了一种新的思路。     

基于拓扑优化的微夹钳设计

采用以互能和应变能比值作为目标函数的柔性结构拓扑优化方法完成了微夹钳的概念设计.结合具体的夹持对象和工作环境,在微夹钳概念设计基础上确定了微夹钳的最终结构形式.采用有限元法分析了微夹钳的传动比与夹持力,并在万能工具显微镜下测量了微夹钳原型的传动比与夹持力.试验结果表明:当微夹钳钳口尺寸为0.45mm时,微夹钳的平均传动比为22.89,最大夹持力为356.16mN,并且钳口的位移和夹持力与压电陶瓷的输入位移有良好的线性关系,与有限元计算结果基本吻合.这表明连续体拓扑优化方法在微夹钳的设计中有着重要指导作用.     

钒对金刚石工具新型铜基结合剂组织和性能的影响

通过抗弯强度测试、显微硬度和扫描电镜研究新型铜基结合剂CSF中添加V元素后组织和性能的影响.结果表明:强碳化物形成元素V可与金刚石发生界面反应,富集于金刚石表面,当V质量分数低于4%时,可通过固溶强化显著提升胎体的硬度以及胎体对金刚石的把持力,且把持力随着V的增加而增加;当V质量分数超过4%时,胎体组织不均匀,性能降低,对金刚石的把持力下降.     

采用遗传算法的PDC钻头侧向力平衡优化设计

PDC钻头侧向力平衡优化设计时，散布式钻头与刀翼式钻头相比优化对象数目大幅度增加，最优解搜索空间成指数增长。为了突破PDC钻头结构对侧向力平衡优化设计的限制，采用比率选择、单点交叉、均匀变异和代沟操作等多项技术，利用遗传算法建立了PDC钻头侧向力平衡优化设计方法。利用该方法对刀翼式和散布式PDC钻头进行了侧向力平衡优化设计，优化后侧向力与钻压比值小于1／1000，算法收敛速度快，且算法复杂度受刀翼数量和切削齿数量影响较小。     

超千米级斜拉桥的恒载索力优化

把超千米级斜拉桥的索力优化问题归结为非线性隐式优化的数学模型,以系统最小弯压应变能为目标,根据合理成桥状态指定各种非线性约束条件,利用投影梯度法进行优化问题的求解,求解过程中充分考虑了各种几何非线性的影响。利用ANSYS工具建立了1400m的斜拉桥有限元模型,然后据此建立斜拉索索力优化的数学模型,进行优化计算。结果表明,优化前后索力的相对改变量并不大,但是结构内力状态却得到极大改善,塔梁恒载弯矩和主梁恒载挠度减小明显,主塔塔顶向岸侧有一定偏移量,对混凝土塔的长期受力更加有利。该文优化方法为以后类似超千米级斜拉桥的索力优化提供参考。     

高压直流继电器电磁系统的优化设计

电磁系统是高压直流继电器的关键组成部分.其中导磁部件的磁饱和情况、涡流现象及结构参数等影响着电磁系统的工作性能.针对该问题,建立继电器电磁系统有限元模型,并进行实验验证.以提高继电器吸持力、降低吸合时间为目标,利用正交试验法对继电器电磁系统进行优化设计.优化过程中通过磁场法分析工作气隙磁通密度的分布情况,并结合继电器在...     

冗余并联机床驱动力优化解析

驱动冗余可有效消除并联机构在作业空间中的奇异位形,但其导致驱动力分配不唯一。该文针对一台4自由度的冗余并联机床进行了驱动力解析。在运动学分析基础上,得到各支链的偏速度矩阵及偏角速度矩阵,解算各支链的合力/力矩,利用虚功原理建立了该机构的逆动力学方程,并将其变换为线性格式,然后针对驱动冗余的特点,对驱动力分别进行了力优化及能耗优化,其中,力优化计算简单,而能耗优化可降低最大驱动力。该模型适用于冗余并联机构的动力学参数辨识以及动力学控制。     

基于一种新的应力准则的渐进结构优化方法

根据工程优化设计中最关注的材料利用率和最大应力最小化问题，引入且导出了应力评估参数，并基于此参数和单元的应力水平，提出了一种新的应力准则．该方法能有效缓解在删除无效材料时可能导致的应力集中．用两种不同方法对悬臂梁进行了优化设计，实例说明这一方法比传统的基于应力的渐进结构优化方法更为有效．