多目标质量的覆盖件成形工艺参数优化

覆盖件冲压是复杂的塑性变形过程,成形工艺参数较多,难以精确地建立工艺参数与成形质量之间的关系。选取优化合理的工艺参数匹配是保证无破裂、无起皱和板料厚度均匀分布等成形质量的关键。通过将压边力、拉深筋高度、凸筋圆角半径、凹筋圆角半径、摩擦因数作为自变量的条件下,以正交试验为设计方案,模拟轮包覆盖件成形,获得成形质量目标破裂、起皱、厚度最大变薄率的数据。通过层次分析法计算多质量目标的权重,利用灰色系统理论,分别计算成形质量对理想单目标值的关联系数和多目标函数的关联度,进一步计算获得各成形工艺参数的平均关联度,用优化的工艺参数进行有限元模拟验证,最终指导设计、试模,板料冲压结果表明成形的质量明显提高。     

基于多目标遗传算法优化板料拉深成形工艺参数

利用人工神经网络构建了板料拉深成形的目标函数模型,建立了板料拉深成形工艺参数和性能评价指标之间的映射关系.以多种工艺参数(压边力、摩擦因数等)作为优化变量,多种成形缺陷(起皱、破裂等)作为优化目标,结合多目标遗传算法和数值模拟,建立了板料拉深成形工艺参数的优化设计模型,大大提高了优化的效率.以油底壳下盖为例,对其拉深成形工艺参数进行了优化,通过对优化结果进行数值模拟可以看出,该优化参数完全避免了各种缺陷的产生,这说明该优化算法具有较好的优化结果.     

多目标粒子群优化算法在薄板冲压成形中的应用

有限元分析与优化算法相结合来提高板料的成形质量、缩短设计周期己在板料成形领域得到广泛的研究.传统的优化方法主要是将多目标问题转化为单目标问题进行研究,然而,评价一个板料的成形质量应该是多方面的(如拉裂、起皱和成形不足等)并且各个质量特性之间可能会发生相互冲突.因此直接采用多目标优化算法来提高板料的成形性具有非常重要的现实意义.采用自主开发的STLMesher软件建立模具的参数化模型,在此基础上将试验设计、能代表实际冲压过程精度较高的近似模型和多目标粒子群优化算法相结合,获得了一组最小化起皱和拉裂缺陷的非劣解.在板料成形优化过程中调用的是近似模型,大大减少了调用有限元模型的次数,提高了优化效率.为指导工程设计人员快速有效地从非劣解集中挑选出一组成形效果最好的解,提出最小距离选解法,选出的解实现了对起皱和拉裂缺陷的优化,提高了板料的成形性能.数字算例表明,该方法具有较高的精度和较强的工程实用性.     

轮罩拉深成形稳健优化设计

轮罩拉深成形过程中,随机因素波动对质量波动产生较大的影响。当材料性能产生波动时往往会导致成形质量对工艺设计变量的波动极为敏感,从而使设计失效。在初始阶段就考虑随机因素的影响,通过回归分析,挑选出对拉深成形影响最大的可控工艺因素和噪声因素。利用响应面模型,建立工艺与材料变量因素与质量指标之间的函数关系。采用蒙特卡罗法对目标函数进行优化,得到了工艺稳健解,大幅提高了轮罩产品的合格率。通过传统优化和稳健优化的对比,验证了所采用的优化方法具有良好的优化效果。     

非轴对称抛物面反射镜拉深成形数值模拟研究

利用板料成形分析软件Dynaform建立了合理的有限元模型,分析了典型的非轴对称拉深件——汽车前雾灯反射镜在拉深过程中的厚度分布、裂纹和起皱预测、成形极限图等;对板料形状、凹模圆角和压边力等多参数进行了优化,改进了传统的模具设计模式,对同类件的生产有一定的借鉴意义。     

拉深孔成形的工艺参数优化与实验研究

为了探讨拉深孔成形技术对提高板料成形性能的有效性，以圆筒形件为研究对象，研究了拉深孔成形条件下的成形性能。采用数值模拟、人工神经网络和遗传算法进行板材成形工艺参数优化，得到了最优化的压边力和拉深孔相对密度等拉深工艺参数。根据优化后的结果设计并完成了相关的工艺实验，取得了与有限元模拟相一致的结果，证明了拉深孔成形技术是一种提高板材成形性能的行之有效的方法。     

打火机外壳多次拉深成形的数值模拟

应用先进的有限元板料冲压分析软件Dynaform,对打火机外壳多次拉深成形过程进行数值模拟,分析模具参数及软件中参数设置的选取对成形的影响,得到合适的拉深工艺参数,为模具设计提供重要的参考.     

基于多目标遗传算法的板料拉深成形工艺参数优化设计

以多种工艺参数(压边力、摩擦因数等)作为优化变量,多种成形缺陷(起皱、破裂等)作为优化目标,结合多目标遗传算法和数值模拟,建立了板料拉深成形工艺参数的优化设计模型。为了减少数值模拟的次数,利用人工神经网络建立了各种工艺参数和模拟结果之间的映射关系,大大提高了优化的效率。以汽车消声器为例,对其拉深成形工艺参数进行了优化,通过对优化结果进行数值模拟可以看出,该优化参数完全避免了各种缺陷的产生,这说明该优化算法具有较好的优化结果。     

基于板料后续性能的拉深筋结构参数试验研究

布置结构合理的拉深筋,可以有效地提高零件的成形质量.为制定合理的拉深筋结构设计原则,以拉深筋阻力和通过拉深筋后板料的后续成形性能为试验指标,就半圆形拉深筋结构参数对各试验指标的影响进行正交试验研究,讨论拉深筋结构对板料后续性能的影响,分析拉深筋阻力与板料后续性能的关系.研究结果表明,不同的拉深筋结构参数组合,对板料可能产生相近的阻力效果,但是后续性能却不一定相同;在拉深筋结构参数中,筋圆角半径R对拉深筋阻力及板料后续性能的影响最显著,凹槽圆角半径r1、r2的影响最弱,而且程度相当.在此基础上,根据试验数据及分析结果给出综合考虑拉深筋阻力和板料后续成形性能的拉深筋结构参数的设计原则,此原则依据拉深件的成形深度来设计拉深筋参数,对大型覆盖件拉深模具的设计具有积极的指导作用.     

基于有限元逆算法的拉深筋工艺设计和优化

汽车覆盖件拉深成形中，一般通过设置适当的拉深筋控制成形过程中的板料塑性流动规律来提高覆盖件成形质量。针对覆盖件工艺设计需求，提出一种基于有限元逆算法的拉深筋工艺优化算法。该算法以灵敏度优化方法为基础，考虑了板料的成形度、破裂和起皱等成形缺陷。在板料成形模拟FASTAMP系统中，开发了拉深筋优化模块，并以实际覆盖件为例，验证了该算法能快速准确地模拟等效拉深筋力的布置情况以及优化板料的成形性。     

基于灰色系统理论的多目标优化的一种策略

利用灰色系统理论,提出了多目标优化时计算各目标权重的权系数群体评估法。针对多目标优化设计中存在的问题,提出了灰色差异度的方法。以灰色差异度为目标函数,将多目标优化转化为使灰色差异度最小的单目标优化。并以此方法对抽油机进行了多目标优化设计,得到了较优的结果。通过分析比较,说明该方法适用于多目标非光滑、奇异函数的优化设计。     

基于稳健设计理论的深孔加工孔直线度研究

针对BTA深孔加工中孔中心线容易产生偏斜的问题,用稳健优化设计理论研究了当加工条件参数变化时被加工孔直线度误差的变化情况.将稳健设计理论用于讨论BTA深孔加工时控制因素的选择,得到了控制因素的优化设计结果.通过试验证明使用稳健设计法对控制因素的分析和预测是正确的.该研究结果可为BTA深孔加工控制因素的分析和选择提供参考.     

基于遗传算法的补偿滑轮组变幅机构多目标模糊优化

由于补偿滑轮组变幅机构在起重机械中工作特点的需要，传统的单目标优化方法和优化数值解法，在同时满足设计的经济性与稳定性以及优化解的方面存在不足，基于此，本文采用了综合考虑机构稳定性和经济性的多目标优化模型，利用模糊理论建立了综合评价函数，在数值方法上应用求解精度高的遗传算法，具体算例的优化结果与文献[1]比较，在经济性与稳定性等各项技术上都获得了改善。     

基于多目标非耦合优化策略的可靠性稳健优化设计

以实现多目标问题的可靠性稳健优化设计为目标,通过对目标函数和约束条件进行灵敏度分析,生成目标函数和约束函数的灵敏度附加项,建立了基于灵敏度附加目标函数的可靠性稳健优化设计模型;基于独立公理,使用正交试验和方差分析技术确定设计变量对各个设计目标的影响程度,将设计参数按无耦合或准耦合设计形式分组,把多目标优化问题单目标化,避免多个设计目标之间的反复权衡;结合增广乘子法,应用MATLAB的优化和符号工具箱来实现钳形盘式制动器的可靠性稳健优化设计。算例表明,提出的稳健设计方法具有较高的精度和可靠度。     

基于混合响应面的多目标稳健设计

在大部分的实际工程优化问题中,产品质量特性与不确定性因素的关系是未知的或复杂的。为此提出了一种基于混合响应面技术的多目标稳健优化设计。该方法首先利用多项式响应面以及神经网络构造产品质量特性的显性表达式。在考虑目标函数以及约束稳健性的前提下,结合多目标技术中模糊偏好的方法设计权重,从而得到稳健设计的精确解。该方法解决了基于近似技术的稳健设计中计算精度与计算效率之间的矛盾。通过对双杆衍架结构进行算例分析,证明了该方法的可行性。     

基于多目标优化策略的螺旋弹簧可靠性稳健优化设计

应用可靠性稳健优化设计理论和多目标决策方法,将车辆螺旋弹簧的可靠性稳健优化设计转化为多目标问题.运用层次分析法选取粒子群算法中的全局极值和个体极值,提出基于层次分析法的多目标粒子群算法,并将该算法应用于可靠性稳健优化设计的多目标模型求解中.与传统方法相比,该方法简便、易行,并能迅速准确地得到车辆螺旋弹簧的可靠性稳健优化设计信息.     

基于响应曲面法的液力透平叶轮多目标优化设计

建立了基于试验设计理论和响应面近似的液力透平叶轮的优化设计方法。以最高效率、高效区范围及转轮所得扭矩-流量曲线在小流量区的稳定性为目标函数。在使用CFturbo软件建立液力透平叶轮的参数化模型后,先用Plackett-Burman试验设计筛选结构参数,并根据结构参数对目标函数的影响将其划分为三个等级:显著因素、次显著因素和不显著因素;再用正交试验法确定次显著因素的设计中心点;最后由中心复合和Box-Behnken设计及响应面分析确定各级结构参数的最优设计点。该方法以计算流体力学(CFD)的计算结果为基础,共进行40次试验,构造了液力透平叶轮的结构参数与多目标函数的响应面近似模型,分析了结构参数间的交互效应。对最优设计点的液力透平进行了实验研究,试验结果及CFD计算值与响应面近似值吻合,且较优化前的模型在性能上有明显改善,表明基于试验设计和响应面的优化设计方法可用于液力透平叶轮的优化设计。     

博弈决策分析在补偿滑轮组变幅机构多目标设计中的应用

综合考虑补偿滑轮组变幅机构稳定性和经济性等多目标设计要求,提出一种基于博弈分析思想的求解方法,将多目标设计问题转化为博弈决策问题,采用影响因了指标及模糊聚类方法将整体设计变量集合分解为各博弈方拥有的战略集,建立多目标问题博弈分析的技术路线和计算步骤。具体算例的双目标博弈和三目标博弈分析结果显示,相对于多目标优化方法,博弈分析中解的收敛速度快,具有更好的健壮性。     

基于6σ的平面四连杆机构稳健优化设计

运用6σ的稳健优化设计理论,以连杆机构的几何参数为设计变量,以满足曲槽摇杆机构及传动角条件为约束,以再现轨迹精度最佳为目标函数,同时考虑连杆件制造精度对轨迹精度的影响,采用具有正态分布参数的蒙特卡罗法采样和多目标模拟退火算法对机构进行稳健优化设计。计算结果显示,与传统优化设计相比,该方法更符合实际情况,且当设计变量发生变异时,能有效保证机构的运动轨迹精度。     

基于区间数的机械加工工艺方案多目标稳健决策

绿色制造中的工艺方案选择是一个复杂的多目标决策问题。由于机械加工过程存在不确定性,目标值往往不是一个确定的数,而是一个变化区间,所以用区间数表示更加符合实际。为此,提出一种基于区间数的机械加工工艺方案多目标稳健决策方法,首先建立了多目标稳健决策体系;然后结合区间数理论,建立了多目标稳健决策模型;最后以阀体机加工过程的4个不同工艺方案为例,验证了该模型的可行性和实用性。