基于响应面法的弧形铝合金锻件锻造工艺的多目标优化

为了获得优化的锻造成形工艺参数,提出了基于响应面法的工艺参数多目标优化策略。以大型弧形锻件的应变均匀性和锻造变形力作为评价指标,建立了有限元数值模拟与响应面法相结合的分析模型。回归模型拟合度达87.58%,工艺参数的最佳组合为飞边槽高度5.682 mm、锻造速度7.25 mm/s、摩擦系数0.21。采用优化的工艺参数能使应变均匀性有很大的改善,并有效地降低了锻件变形力。     

基于响应面法的游艇转向臂锻造工艺优化

针对游艇转向机构中某转向臂在实际生产中出现的充不满的缺陷,设计了以模具预热温度、始锻温度、镦粗台孔深、镦粗下压量、压扁厚度为设计变量,以锻件充形率、终锻力为目标函数的混合水平正交表,通过对正交试验结果进行灰色关联处理,并进行极差分析,得知镦粗下压量、镦粗台孔深对目标函数影响显著。为了得到更优的工艺参数,在正交试验的基础上结合中心复合试验进行再优化,建立了以镦粗下压量、镦粗台孔深为自变量,以锻件充形率和终锻力为因变量的二阶响应面模型,从而得到了该产品的最优工艺参数。经过生产验证,优化后的工艺参数能在较低的成形载荷下锻造出合格的产品,并且消除了充不满的缺陷。     

基于响应面法的喷射成形7055铝合金飞机轮毂锻造工艺优化北大核心CSCD

针对由于飞机轮毂形状复杂而导致的轮毂锻件充填不完整和模具磨损等问题,在某型号飞机起落系统的轮毂锻造中,采用喷射成形7055铝合金挤压棒,并采用热模锻方式和增加锻件预成形设计,建立以锻件的终锻充填率和终锻力为优化目标、以坯料预锻压下量、坯料加热温度、模具预热温度和模具下压速度为设计变量的响应面模型。利用二阶响应面法与Design Expert软件相结合,对轮毂锻件的工艺参数进行优化,确定最佳参数为:坯料预锻压下量为45.30 mm、坯料预热温度为430℃、模具预热温度为447℃、模具下压速度为5.00 mm·s。生产验证表明,改进后的预成形方案与工艺参数可以在较低的终锻力下,解决充填不完整的问题,生产出合格的产品。     

基于响应面法的A357铝合金金属型铸造工艺优化

设计了铝合金金属型铸造过程预测模型,研究了工艺参数之间的相互作用对A357铝合金试样微观结构和铸造缺陷的影响,并建立多目标优化模型,得到工艺参数优化解。采用基于Box-Behnken的响应面法建立了试验设计并进行数值模拟。以浇注温度、模具温度和浇注时间为研究因素,以α-Al的等效粒径、平均形状因子和缩松体积为目标响应。采用NSGA-Ⅱ进行多目标优化得到工艺参数优化解,并以优化后的参数进行试验验证。结果表明,铸件的等效直径为298.69m,平均形状因子为0.532,缩松情况得到改善。     

基于VIKOR法的7050铝合金锻造工艺参数优化

运用正交试验和VIKOR法相结合,对7050铝合金等温锻造工艺参数进行了多目标优化。以锻造温度、变形程度、锻造速率、固溶时间为优化工艺参数,以成形件的抗拉强度、表面硬度、伸长率、晶粒尺寸为综合工艺优化目标。首先通过正交试验获得数据样本,然后利用VIKOR法实现对工艺参数的优化。优化参数如下:锻造温度为400℃、变形程度为60%、锻造速率为15mm/s、固溶时间为2.5h。     

基于响应面法的汽车发电机磁极锻造成形工艺多目标优化

针对汽车发电机磁极锻造成形过程中出现的填充不满、成形载荷过大、局部应力过大等缺陷,采用Deform软件对磁极锻造成形过程进行数值模拟分析。以降低未填充率、成形载荷和局部应力最大值为优化目标,以坯料直径、锻件温度、挤压速度和摩擦条件为优化变量,通过4因素5水平的中心复合试验,采用响应面法进行建模分析,最终得到3个优化目标的二阶响应面模型;对所建立的模型进行方差分析,通过模拟试验验证了该模型的准确性和可靠性。实际生产表明:采用优化工艺参数组合可以得到成形缺陷较小的磁极锻件,锻件成形精度可以达到±0.5 mm;成形载荷和局部应力最大值得到降低;提高了模具寿命及生产效率。     

大型连杆锻件锻造工艺优化

大型连杆锻件形状特殊,力学性能要求高。在传统台阶轴的锻造工艺基础上,结合窄砧+下平台的锻造方法,成功锻出了带凹档的非同轴连杆锻件,大幅降低了零件的毛净比。同时,改善了连杆内部的金属纤维流线,提高了连杆的力学性能。     

铝合金连杆锻造工艺设计及模拟研究

通过分析铝合金模锻工艺的特点,确定合理的铝合金连杆模锻工艺并绘制了模具图。同时利用DEFORM软件对锻造过程进行模拟研究,预测出锻件上的缺陷位置,为实际锻造生产提供理论依据。研究发现,锻压过程中合金的流动性整体较好,在锻件头部和杆部边缘处充填性稍差,主要的缺陷也易在这些部位产生。锻压过程中应力总体呈增加的趋势,在锻件结构较复杂的地方,应力值较大,且变化无明显规律;相反,在变形较简单的部位其应力变化较平缓。其次,应力值较大的地方应变值较小,符合锻造过程中的应力应变变化规律。     

基于响应面法的铝合金间接挤压铸造工艺研究

为研究间接挤压铸造工艺,选取ZL101铝合金,以孔隙率为指标,首先通过单因素实验,分析了挤压压力、模具温度与比例系数3个因素对孔隙率的影响。然后采用Box-Behnken实验设计方法来设计响应面实验,建立了间接挤压铸造工艺参数与孔隙率相互关系的预测模型,方差分析结果表明,实验结果和数学模型拟合良好。通过对各个因素交互作用的响应面进行分析,得知模具温度和挤压压力对孔隙率的影响存在显著的交互作用,模具温度和比例系数、比例系数和挤压压力对孔隙率的影响不存在显著的交互作用。通过对环形件浇注系统的直浇道边缘部位进行金相检测分析,得知由于压力的施加,会使已经凝固的金属壳层发生不均匀的塑性流动。     

基于响应面法的连杆中心质量研究

针对连杆毛坯杆部中心孔洞缺陷的问题,基于MATLAB平台,应用响应面法对模具结构参数进行了优化设计。首先利用中心复合设计抽取样本,然后对所得的数据进行数值模拟,作为响应面法训练的输入信号。以此来建立第一主应力为优化目标的响应面模型,并得到各参数组合的最优值。结果表明,第一主应力的误差在6%以内,验证了其响应面法的可靠性。     

基于响应曲面法的连杆衬套温挤压工艺参数优化

温挤压工艺参数影响连杆衬套预成形件的力学性能。为了在连杆衬套温挤压过程中获得较小的挤压力、等效应力和较大的等效应变,本文采用Design-Expert中的Box-Behnken中心组合的方法,以连杆衬套预成形件的挤压力、等效应变、等效应力为评价指标,通过响应曲面法进行数值分析和优化,探究摩擦因数、挤压速度、毛坯预热温度三个主要参数对连杆衬套温挤性能的影响。结果表明:影响连杆衬套温挤压力的顺序为:挤压速度摩擦因数毛坯预热温度;影响等效应变的顺序是:摩擦因数毛坯预热温度挤压速度;影响等效应力的顺序是:挤压速度毛坯预热温度摩擦因数。优化的工艺参数可以保证连杆衬套性能。     

基于响应面法的脱硫搅拌器工艺参数优化

以四叶搅拌喷吹复合脱硫搅拌器为研究对象,通过调整搅拌转速、插入深度和喷嘴通气流量等工艺参数,优化搅拌流场速度。基于响应面法进行试验方案设计,获得了对流场速度具有显著影响的因素,并采用正交试验交互作用因素验证了响应面模型的正确性。试验模拟结果表明:脱硫搅拌器搅拌流场最优的工艺参数为搅拌转速170 r/min、插入深度400 mm、喷嘴通气流量4.408 m3/h,此时模型预测流场速度值为0.536 m/s;插入深度较搅拌转速和喷嘴通气流量对搅拌流场速度有更显著影响。     

基于响应面法的活性焊工艺参数优化

介绍了用于优化活性焊工艺参数试验的响应曲面法和CCD中心组合设计的基本原理,通过选取合适的星号臂以及中心点重复试验次数,在尽量减少试验次数的基础之上增加了拟合的准确性.通过软件的综合分析获得了目标响应的最优参数值,并通过在该参数下的重复性试验验证其准确性,从而说明响应面法可以很好地解决活性焊最优工艺确定问题.     

基于QForm的6082铝合金吊耳锻造工艺优化

铝合金吊耳外形复杂、强度要求高。分析了6082铝合金吊耳的锻造工艺,运用专业锻造有限元仿真软件QForm建立了吊耳锻造的有限元仿真模型,分析了不同成形时间下的成形和金属流动特征。根据仿真结果对模具进行了优化,对优化前后的成形件外形进行了比较。结果表明:使用优化前的模具锻造的铝合金吊耳,在复杂部位存在折叠缺陷;使用优化后的模具锻造,锻件可避免折叠缺陷,且单件节约原材料19.96%。     

新型铝合金机械零件的锻造工艺优化

以不同的等温锻造温度和变形量成形了6082-0.5Ti新型铝合金件,并进行了力学性能和显微组织的测试与分析。结果表明,与420℃等温锻造相比,采用480℃等温锻造的试样抗拉强度和屈服强度分别增大29 MPa和26 MPa,断后伸长率减小1.6%,平均晶粒尺寸减小5.7μm;与变形量40%相比,采用60%变形量锻造的试样抗拉强度和屈服强度分别增大25 MPa和19 MPa,断后伸长率减小1.8%,平均晶粒尺寸减小6.1μm。6082-0.5Ti铝合金的等温锻造温度和变形量分别优选为480℃和60%。     

基于响应面法的汽车后轮罩工艺参数优化

以某汽车后轮罩作为研究对象,采用响应面法对冲压工艺参数进行优化。选取压边力、拉延筋阻力系数、摩擦因数、凸凹模间隙为工艺参数变量,优化目标为拉延工序最大减薄率和修边工序后最大回弹量。采用Box-Behnken法设计响应曲面试验,建立工艺参数与拉延工序最大减薄率和修边工序后最大回弹量之间的响应面模型;通过响应面模型优化得到的压边力为350 kN、拉延筋阻力系数为0.40、摩擦因数为0.13、凸凹模间隙为0.6 mm。采用经过优化的参数组合模拟得到的拉延工序最大减薄率和修边工序后最大回弹量的误差分别为0.5%和0.2%,可用于替代有限元模型进行计算。根据最优工艺参数组合指导模面回弹补偿并进行试生产,可以生产出满足质量要求的汽车后轮罩。     

基于响应面法的大型铝合金锻件的多目标成形优化

以大型铝合金锻件为研究对象,以锻件的应变均匀性及锻造变形力作为评价指标,提出了采用正交实验并进行响应面法建模分析,得到了二阶响应面模型。通过数值模拟验证模型准确性,可用于后续优化。求得目标函数设计空间中的最佳工艺参数组合为:飞边槽高度3.56 mm、锻造温度451℃、摩擦系数0.35和成形速率7.25 mm·s-1。采用Deform对优化后的工艺参数进行验证,优化后锻件的成形均匀性较好,并可以降低锻件成形载荷。根据优化结果,对铝合金锻件进行生产试制,结果表明,通过多目标优化后得到的锻件尺寸及性能均满足要求,设备成形载荷能较好地满足要求。     

基于响应面法发动机连杆热锻模具磨损失效分析

以发动机连杆作为研究对象,有效预测连杆终锻上模磨损最严重区域和使用寿命.基于Archard修正磨损模型,采用滑移速度、表面温度和表面压强作为评定终锻上模磨损量的依据,预测上模磨损最严重位置,对磨损最严重区域,选取上模材料初始硬度、摩擦因数、上模预热温度和下压速度进行单因素和多因素离散试验,以优化磨损量;对连杆进行20次...     

基于响应面法的单晶硅CMP抛光工艺参数优化

为提高单晶硅化学机械抛光(chemical mechanical polishing,CMP)的表面质量和抛光速度,通过响应面法优化CMP抛光压力、抛光盘转速和抛光液流量3个工艺参数,结果表明抛光压力、抛光盘转速、抛光液流量对材料去除率和抛光后表面粗糙度的影响依次减小。通过数学模型和试验验证获得最优的工艺参数为:抛光压力,48.3 kPa;抛光盘转速,70 r/min;抛光液流量,65 mL/min。在此工艺下,单晶硅CMP的材料去除率为1 058.2 nm/min,表面粗糙度为0.771 nm,其抛光速度和表面质量得到显著提高。