基于响应面方法的材料参数反求

板料在冲压过程中处于复杂的各向异性三维弹塑性变形状态,若采用基于传统的单向拉伸试验得到的材料参数进行计算,必然会引入较大的计算误差。提出一种直接从冲压成形过程反求材料参数的方法。该方法将参数反求的问题转换为求试验测量值与仿真计算值之差最小二乘最小的优化问题。试验测量值为冲头的力–位移曲线,而待求的参数包括材料的特性参数和本构参数。采用移动最小二乘响应面法作为优化方法以减少调用正问题计算的次数。由于对冲压成形过程的模拟耗时较多,减少优化迭代的次数意义重大。     

神经网络与遗传算法在拉延筋参数反求中的应用

以某车型前地板角支撑板的拉延工序为例,讨论BP神经网络技术与遗传算法在拉延筋几何参数反求中的综合应用问题,建立能描述反映成形效果的三个参数与半圆形拉延筋几何参数之间非线性映射关系的神经网络模型,并运用遗传算法对神经网络结构进行了优化。提出逐次局部密化样本点的样本点设计方法。该方法有助于加快神经网络的设计进程,提高神经网络的模拟精度。当训练样本数据可通过有限元法自动获得时,使用该方案则更为便利。     

一种基于反求参数的拉延筋解析模型

建立了考虑板料中性层偏移、包辛格效应等因素的拉延筋解析模型。材料本构关系采用弹塑性幂次强化，利用平面应变假设来求解拉延筋阻力。验证了此模型的有效性后，采用改进的小种群遗传算法，通过拟合Nine的试验值，反求出中性层的偏移量、包辛格效应产生的应力降低率，并应用到拉延筋解析模型中，得到一个更为准确的拉延筋解析模型。     

基于灰色理论和GA-BP的拉延筋参数反求

采用灰色关联分析对影响拉延筋阻力的因子进行分析,获得主要的影响因子.利用拉丁超立方试验设计方法对主要因子进行取样,利用DYNAFORM软件对方盒件成形进行仿真,得到样本数据.以成形件中的减薄、增厚和主应变为输入,以拉延筋几何参数为输出,建立拉延筋参数的反求模型.利用遗传算法优化反向传播(Back propagation,BP)网络权值,通过与单纯使用BP进行映射得出的几何参数预测值进行比较,该模型的精度得到很大提高,表明基于遗传算法(Genetic algorithm,GA)优化的BP神经网络的模型能极大提高预测能力.基于GA-BP模型,以拉延筋几何参数为输入,增厚为输出目标,利用训练好的优化权值,获得拉延筋几何参数与成形件增厚的非线性映射关系式,并再次利用遗传算法对其优化,获得最佳的拉延筋几何参数.通过比较优化前后的数值仿真结果,优化后的拉延筋能极大地提高板料成形性能.     

拉延筋对回弹的影响机理研究

采用拉延筋影响试验、平板拉伸试验,研究了板料过拉延筋后几何参数和材料参数的变化情况,结合翻边回弹试验和回弹一维分析方法,研究了拉延筋对回弹的影响机理。研究表明,板料过拉延筋后板内的残余应力和材料的硬化是影响回弹的关键因素;等效拉延筋模型即使能提供准确的拉延阻力,一般也难以满足精确计算回弹的要求。     

基于并行加点kriging模型的拉延筋优化

为提高kriging代理模型预测精度,基于最大期望提高加点准则,提出一种改进的自适应加点准则和一种并行加点策略。基于kriging模型的预测响应和预测方差,并行加点方法在建模过程中利用粒子群算法并行求解多个加点准则获取多个新样本点更新代理模型,极大提高建模效率。将该方法应用到低维和高维经典非线性函数中,并与单点加点结果相比较,结果表明该方法在保证全局精度情况下,加点次数减少50%以上,并且建模所需总样本数更少。最后以NUMISHEET2002标准考题翼子板成形为研究对象,将该方法应用到板料成形上,建立等效拉延筋阻力和减薄率之间的kriging代理模型,利用并行加点策略快速获取了拉延筋阻力的最优解,消除了翼子板成形中的拉裂缺陷,提高了板料的成形质量。研究表明,改进的自适应加点准则以及提出的并行加点策略可以有效地提高kriging模型的建模效率和建模精度。     

Barlat 1991模型的材料参数反求

材料模型参数对板料力学性能的描述精度对回弹预测结果有较大的影响。如果反求采用的试验所对应的仿真模型复杂,反求会很费时。采用修正的LM(Levenberg Marguart)优化算法和ANSYS LS-DYNA软件相结合的反求方法,在不带肩试样拉伸试验基础上确定Barlat 1991模型的材料参数,具有收敛快、反求省时的特点。反求过程分为两步:首先采用轧制方向试件拉伸试验数据,仿真中采用Hill模向异性模型,反求出硬化模型部分的参数; 然后同时采用与轧制方向成0°,45°,90°的试件拉伸试验数据,仿真中采用Barlat 1991模型,反求出屈服准则部分的参数。算例表明,反求的参数能够比较准确地描述材料的力学性能。     

基于智能布点技术的近似模型优化研究及其在冲压成形中的应用

针对基于统计学原理试验设计方法的缺陷,采用一种基于设计变量边界条件以及最优样本信息的智能布点方法,并结合移动最小二乘的响应面近似模型优化方法对非线性问题进行求优。为了验证该方法的有效性,采用该方法对非线性测试函数进行了极值求解。同目前主流的试验设计方法相比,其求解精度以及响应面拟合精度都有一定的提高。将该方法应用于薄板冲压成形体系中拉延筋的优化,得到预期的结果,并成功地用于实际产品成形。     

基于支持向量机回归的材料参数反求方法

高强度钢的应变率效应对汽车件碰撞性能的影响研究是国际上的研究热点,不同类型的高强度钢将呈现出不同的应变率效应。因此,如何获取精确的材料参数是保证汽车碰撞计算机仿真结果可靠性的前提。如果直接通过标准拉伸试验获取相关材料参数,并没有考虑材料在碰撞过程中的特性,会引入较大的误差。为此,采用直接碰撞过程反求材料参数的方法,将参数反求的问题转换为测量值和仿真值最小二乘最小的优化问题。此外,由于参数反求中存在大量不确定性因素,为同时保证反求结果的稳健性和精度,采用基于最小二乘支持向量机回归技术的近似模型算法。近似模型技术保证了反求的效率、最小二乘支持向量机最大限度地保证了反求结果的精度和稳定性。通过对高强度钢的试验试验和反求结果的比对,验证了算法的性能。     

基于产品反求工程的几何精度设计

几何精度不仅影响产品的性能，也影响产品的生产成本和加工工艺过程，合理的精度设计是产品反求设计成功的关键之一。论述了反求工程中几何精度设计的特点、基本原则及其实施步骤。     

基于双目视觉的接触线几何参数测量方法

将双目视觉原理应用于高速铁路接触线的几何参数测量。采用2个数字相机同时采集接触线的2幅图像,通过对图像进行平滑去噪、二值化和边缘识别,确定接触线在2个相机中的成像位置,进而计算出接触线的高度和拉出值。通过实验验证了该方法在测量速度、测量精度和实现动态测量等方面的优点,对基于双目视觉的接触线检测仪器开发有实用价值。     

基于机器视觉的刀具几何参数测量技术

为了适应金属切削刀具理论研究和生产实践对于刀具几何参数快速、准确在线测量的要求 ,在Lab VIEW平台上开发了基于机器视觉的刀具测量系统 ,利用边缘检测、亚像素精度等图像处理技术 ,实现对车刀各参考平面内的主要几何参数的非接触测量。测量结果表明 ,测量精度可靠     

基于圆渐开线涡旋压缩机的几何模型研究

为了详细研究基于圆渐开线等截面对称涡旋压缩机几何模型的特性,从圆渐开线几何学出发,对啮合角和排气角做了详细论述;用积分法求解得到了涡旋压缩机各工作腔容积以及容积变化率随主轴转角的变化并进行了分析,详细阐述了法向等距法计算涡旋压缩机工作腔容积的原理,并将两种计算方法得到的工作腔容积与实际模型进行了对比分析,结果表明,法向等距法计算结果优于积分法;最后,根据工作腔对数的存在情况对涡旋压缩机的泄漏面积进行了分析计算。几何模型的研究结果对涡旋压缩机整体数学模型的建立奠定了一定基础。     

基于圆渐开线涡旋膨胀机几何模型的研究

以圆渐开线等截面涡旋型线为基础,对涡旋膨胀机的几何模型进行了探讨。从圆渐开线几何学出发,对涡旋齿齿头修正进行了论述,并以双圆弧加直线修正为例,用解析法得到修正后齿头面积变化。通过积分法对涡旋膨胀机各腔容积进行了模拟计算,得出工作腔容积以及容积变化率随主轴转角的变化规律。将修正与未修正型线构成的涡旋膨胀机吸气腔容积做对比分析,得出齿头的修正对工作腔容积的影响较小,但其刚度明显增大。最后,对涡旋膨胀机的泄漏进行了分析并计算出径向泄漏线长度,为涡旋膨胀机的热力学研究奠定了良好的基础。     

基于切削有限元模拟的刀具几何参数优化研究

刀具几何参数是金属切削加工过程中切屑的形成、切削力的大小以及散热条件等的重要影响因素,影响被加工工件的表面质量。针对汽轮机薄壁叶片的加工变形,采用ABAQUS对切削加工过程进行有限元模拟,对刀具的几何参数进行优化,运用优化后刀具进行汽轮机静叶片的铣削加工。实验结果表明,薄壁叶片加工过程中的变形得到有效改善。     

基于气动反问题的扩压叶栅优化设计

采用扩压叶栅气动反问题的方法,通过选择较优的叶型表面压力系数分布,经过有限步数的叶型修正,获得对应气动目标的新叶型。结果表明:采用Head边界层厚度计算方法,并结合试验设计方法求解出较优的压力系数分布具有可行性。本文采用弹性模型修改叶型的方法,设计出了满足要求的叶型,表明该叶型修改方法是成功的,同时表明本文建立的反问题求解程序不仅求解速度快,而且具有较好的实用性以及可靠性。     

基于APDL的逆向参数化建模和参数化分析方法研究

针对工作中经常出现的需要对一系列相似模型或对同一模型进行一系列不同有限元分析的情况，本文充分利用了APDL语言可以批量执行命令的功能，从降低参数化建模的难度入手，着重对利用APDL进行逆向参数化建模和参数化分析方法进行介绍，拓广了APDL的应用方法，对提高ANSYS的建模、分析效率有较大的帮助。     

磨料水射流切割参数模型的研究

简要介绍了磨料水射流(AWJ)技术的加工原理及其设备,重点研究利用回归分析方法,建立了厚度与工作压力、进给速度、磨料流量和靶距关系的数学模型,并进行了误差分析。