挤压模具型腔轮廓形状的多目标优化设计

采用刚粘性有限元分析和优化算法相结合，利用三次样条函数插值表达挤压模具型腔轮廓形状，以修正的序列二次规划法为优化方法，对挤压模具型腔轮廓形状进行了多目标优化设计，建立了多目标优化的数学模型。优化结构采用有限元MARC/AutoForge进行了数值模拟，验证了优化结果的有效性。在气门的实际生产实践中，证明了这种方法对提高模具寿命是十分显著的。     

挤压模具型腔轮廊曲线优化拟合分析

采用三次样条函数插值和Bezier曲线拟合两种方法来完成挤压模具型腔轮廓形状的优化设计 ,以挤压表面载荷沿凹模型腔轮廓表面均匀分布来提高模具寿命为优化目标 ,运用刚塑性有限元分析和修正的序列二次规划算法相结合的方法 ,获得了各自优化了的凹模型腔轮廓曲线。通过有限元软件验证了优化结果的有效性和可行性。将这些方法应用于气门及其他类似零件的生产 ,证明了优化的凹模型腔轮廓曲线对提高模具使用寿命有显著效果     

挤压模具型腔轮廓曲线优化拟合分析

采用三次格条函数插值和Bezier曲线拟合两种方法来完成挤压模具型腔轮廓形状的优化设计，以挤压表面载荷沿凹模型腔轮廓表面均匀分布来提高模具寿命为优化目标，运用刚塑性有限元分析和修正的序列二次规划算法相结合的方法，获得了各自优化了的凹模型腔轮廓赋线，通过有限元软件验证了优化结果的有效性和可行性。将这些方法应用于气门及其他类似零件的生产，证明了优化的凹模型腔轮廓曲线对提高模具使用寿命有显著效果。     

G3镍基合金热挤压模具型腔优化设计

基于修正的Archard磨损模型,对G3镍基合金热挤压成形工艺中挤压模具磨损行为进行了有限元分析。采用BP神经网络建立热挤压模具形状和磨损深度的映射关系。以模具表面磨损深度均匀分布为目标,结合遗传算法(genetic algorithm, GA),提出了一种集三者为一体的G3镍基合金热挤压模具型腔优化设计方法。计算结果表明,模具型腔经过优化后,最大磨损深度值降低约30%,磨损深度沿锥模表面分布更均匀,表明这种优化设计方法可以提高挤压模具的耐磨性能和使用寿命     

神经网络在模具型腔温升预测中的应用

挤压成形过程中由于坯料和模具之间的滑动接触摩擦和坯料的塑性变形产生热而使模具型腔表面温度升高,加剧模具的磨损。采用热力耦合有限元法计算挤压成形过程中模具型腔表面的温升,将模拟结果与人工神经网络相结合,以有限元模拟结果作为学习样本,训练BP神经网络模型,以此模型预测模具型腔表面的温升。根据预测结果分析了挤压锥角、挤压速度和摩擦系数对型腔温升的影响,为进一步建立挤压成形过程中模具型腔表面的温升模型和磨损预测模型奠定了基础。     

基于有限元灵敏度分析的锻造成形微观组织优化设计

采用有限元、灵敏度分析与工程优化算法相结合的方法,以能充满型腔且少无飞边的终锻件的晶粒度分布均匀化为目标,以预成形形状为优化对象,对锻造成形过程的微观组织进行了优化设计。采用三次B样条函数描述预成形模具形状,并以B样条函数的控制点坐标为设计变量,给出了锻造过程微观组织演变的模型,建立了衡量锻件充型性能及微观组织分布均匀化的目标函数,推导了目标函数对设计变量的灵敏度,给出了优化设计步骤。并以一典型H型锻件为例,对锻件的微观组织进行了优化,取得了较好的结果。     

基于DEFORM逆向运算的预锻件优化

以DEFORM-2D软件Preform Optinuzation模块为平台,以B样条曲线表示预锻件模具型腔形状,运用刚塑性有限元理论进行逆向分析,以锻件的应变差值尽可能小作为目标函数,对预锻件的形状进行优化.优化后的预锻件经终锻后能使模具型腔充满,生产出符合实际形状尺寸需要的轮毂零件;而且工件的变形均匀,应变梯度较小;同时还使得终锻模的最大等效应力减小约29%.研究表明,此优化方法适合复杂零件的预锻件优化.     

阶梯形壳体零件挤压工艺优化

多阶梯形壳体零件是多种复杂形状的组合,由于结构上的特点,使得其成形过程涉及的工艺参数多、材料流动趋向复杂.以铌质多阶梯管状零件为例,采用美国大型有限元软件Msc.Marc结合正交实验方法对多阶梯管状零件的挤压成形过程进行了有限元数值模拟,分析了采用不同形状坯料对模具受力的影响及常规设计方法中出现的问题,提出优化的过渡模具型面并用数值实验验证,计算结果表明采用优化的参数,零件可以很好的成形,从而得到该零件合适的挤压成形工艺和优化的工艺参数.在数值计算中,引入正交试验的设计方法,显著提高了有限元模拟的效率,大大缩短了产品的设计开发周期.     

空心铝型材蝶形模设计与挤压过程有限元数值模拟研究

针对空心铝型材挤压件,采用传统分流组合模具和蝶形模2种设计方案,分别建立三维设计模型,结合常规等速挤压工艺参数,使用有限元数值分析软件Hyper Xtrude分别对2副模具的型材挤压过程进行有限元数值仿真模拟,同时运用软件的优化设计功能对2副模具的工作带分别进行优化设计。分析、比较铝合金金属在模具型腔内流动变形的形态、压力、速度以及模具结构内部应力、弹性变形等参数。结果表明:采用蝶形模挤压成形空心型材时,金属的流动及变形较传统模具挤压时更均匀,分流桥上端流动死区减小,挤压压力曲线平稳,模具的等效应力分布更均匀,延长了模具的使用寿命,提高了生产效率和合格率、降低了生产成本,提高了经济效益。     

斜Ⅰ截面异型环件轧制过程数值模拟

异型截面环件轧制过程中,截面轮廓成形难以控制.斜Ⅰ型截面环件轧制过程中,环件截面轮廓形状与环件直径不能同时达到要求是亟待解决的问题.根据斜Ⅰ型截面环件的结构特点,优化了模具型腔和坯料尺寸.使用有限元方法分析了环件外径变化规律及温度分布规律,并进行了试验验证.结果表明,较大外径的环坯有利于型腔的填充及环件的增大.环件的最终尺寸能满足技术要求.     

Multi-objective optimization of process parameters during low-pressure die casting of AZ91D magnesium alloy wheel castings

Multi-objective optimization has been increasingly applied in engineering where optimal decisions need to be made in the presence of trade-offs between two or more objectives. Minimizing the volume of shrinkage porosity, while reducing the secondary dendritic arm spacing of a wheel casting during low-pressure die casting(LPDC) process, was taken as an example of such problem. A commercial simulation software Pro CASTTM was applied to simulate the filling and solidification processes. Additionally, a program for integrating the optimization algorithm with numerical simulation was developed based on SiPESC. By setting pouring temperature and filling pressure as design variables, shrinkage porosity and secondary dendritic arm spacing as objective variables, the multi-objective optimization of minimum volume of shrinkage porosity and secondary dendritic arm spacing was achieved. The optimal combination of AZ91 D wheel casting was: pouring temperature 689 °C and filling pressure 6.5 kPa. The predicted values decreased from 4.1% to 2.1% for shrinkage porosity, and 88.5 μm to 81.2 μm for the secondary dendritic arm spacing. The optimal results proved the feasibility of the developed program in multi-objective optimization.     

MOGA和FEM相结合实现万能型钢轧机机架圆角的多目标优化

文章把多目标遗传算法(MOGA)和有限单元法(FEM)有机地结合起来,建立了一种新的结构优化方法。用MATLAB遗传算法工具箱函数编制了MOGA和FEM相结合的多目标优化程序,对万能型钢轧机机架圆角进行多目标优化,充分发挥了有限单元法数值计算准确及遗传算法求极值的高效性和全局性的优点。与ANSYS自带的零阶和一阶优化方法相比,本优化方法取得了较好的优化效果,为解决复杂的多目标工程优化问题提供了一种新的更有效的途径。     

混合离散变量的高维多目标灰色混沌复合遗传算法

提出了一种基于混合离散变量多目标优化设计求解方法,该方法应用灰色绝对关联度直接求解.该模型与方法能合理地处理优化设计中混合离散变量的取值问题,引入了混沌移民算子对基本遗传算法进行了改进,并开发了混合离散变量优化的灰色复合遗传算法程序.工程设计实例表明,该算法对优化设计问题的特性无特殊要求,具有较好的普适性,而且程序运行可靠,全局收敛能力强.     

汽车后围加强板多目标成形工艺参数优化

针对后围加强板在成形过程中易出现破裂和起皱等问题,采用田口试验法,建立后围加强板最大减薄率和最大增厚率与冲压速度、压边力、模具间隙、摩擦系数和拉延筋阻力系数的五因素四水平田口试验,通过有限元分析软件Dynaform对16组试验进行模拟分析,结果表明压边力对后围加强板成形的减薄率和增厚率贡献最大.利用Design-Exprt软件对田口试验结果进行多目标优化,将最优工艺参数组合在Dynaform中模拟验证.结果表明多目标优化结果与验证结果接近,优化方法效果明显,可为模具设计和生产提供借鉴.     

Application of Multi－objective Optimization Method to Extracton Separtion Process

ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＭｕｌｔｉ－ｏｂｊｅｃｔｉｖｅＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄｔｏＥｘｔｒａｃｔｏｎＳｅｐａｒｔｉｏｎＰｒｏｃｅｓｓＷｕＨｕａｗｕａｎｄＬａｉＹｕｅｙｉｎｇ（吴华武）（来月英）ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙ，...     

Modified PSO algorithm for multi-objective optimization of the cutting parameters

Economic profit of machining is essentially based on the optimal selection of cutting parameters. In this paper, a multi-objective particle swarm optimization approach is introduced to optimize the cutting parameters in turning processes: cutting speed, feed rate and cutting depth. The proposed model presents the problem in form of a multi-objective problem with production rate and used tool life objectives and has a set of constraints that represent the important limitations to be satisfied. To obtain the non dominated solutions and build the Pareto front graph, a modified dynamic neighborhood particle swarm optimization (DNPSO) technique is used. In addition, a fuzzy-based mechanism is employed to extract the best compromise solution. The results on an illustrative sample reveal the capabilities of the proposed DNPSO approach to generate well-distributed Pareto optimal solutions. Comparison with multi-objective deterministic approach (Min?CMax) shows the superiority of the proposed approach and confirms its potential for solving multi-objective problems.     

织构化机械密封的润滑与泄漏特性协调优化研究进展

针对机械密封的润滑和泄漏特性,研究发现,同时改善两特性的表面织构往往伴有较复杂的设计准则,而形式相对简单的织构设计在改善润滑性能的同时,往往导致泄漏增加。对互相矛盾的多个性能指标进行协调优化是表面织构技术在机械密封领域面临的挑战。优化算法是一种客观获得问题最优解的有效手段。鉴于此,介绍了基于单目标优化算法的表面织构形状优化研究现状,总结了基于多目标优化算法的机械密封润滑特性和泄漏特性协调优化研究的主要进展,并聚焦于同时以承载力和泄漏率为指标的螺旋槽参数和自由织构形状优化,最后分析了协调优化研究中存在的不足,并展望了其发展方向,以期进一步推进表面织构技术在密封领域的应用。     

基于快速原型技术的精密模具铸造工艺

快速原型与精密铸造技术相结合,是制造模具的有效方法;为获得高品质的陶瓷型铸造金属模具,着重从硅酸乙酯水解液的配方,催化剂的加入量,焙烧工艺等方面进行实验和研究,通过考察陶瓷型的强度、表面稳定性,透气性和尺寸精度,得到了制作陶瓷型的最佳工艺参娄和组合,可用于指导实际生产。     

Multi-objective optimization in material design and selection

The development or selection of a material to meet given design requirements generally requires that a compromise be struck between several, usually conflicting, objectives. The ways in which multi-objective optimization methods can be adapted to address this problem are explored. It is found that trade-off surfaces give a way of visualizing the alternative compromises, and that value functions (or “utility” functions) identify the part of the surface on which optimal solutions lie. The method is illustrated with examples.     

基于改进混合粒子群算法的机器人轨迹规划

针对机器人工作效率以及运行平稳性问题,提出一种基于改进混合粒子群算法的轨迹规划方法。建立新的模拟退火机制,并结合粒子群算法进行多目标优化;使用非线性惯性权重递减策略以及动态学习因子平衡局部和全局搜索能力。以某六自由度机器人(SFR-TA)为研究对象,使用5-7-5插值多项式构造轨迹曲线;利用权重系数法,将基于时间-脉动冲击的目标函数归一化处理以求得最优值。结果表明：相比于传统粒子群算法,该算法的运行时间更短,同时可有效减少机械臂脉动冲击,具有更好的稳定性。