基于多宽度高斯核函数模型的十字形件冲压成形工艺参数优化

基于试验设计的板料冲压成形工艺参数优化局限在有限的参数组合上,利用响应面方法可以进行全局范围的优化设计。针对一般响应面方法在预测精度上的不足,提出多宽度高斯核函数响应面方法。通过正交试验获得各因素的影响程度指数,利用均匀试验获得合适的设计参数样本,建立基于多宽度高斯核函数的冲压成形响应面模型。对十字形件的冲压成形进行工艺参数优化,结合遗传算法求解满足质量要求的最优工艺条件,验证表明,该方法对提高板料成形质量有效。     

基于改进响应面模型的冲压回弹工艺稳健性优化

为了减少汽车覆盖件在冲压成形过程中由于不确定因素带来的质量波动问题,针对梁类件自由回弹的问题,将正交试验法与响应面法相结合,以减小自由回弹为优化目标,工艺参数为设计变量,构建评价指标与设计变量之间的响应面模型;并针对响应面精度不足的问题,将以高斯为核函数的径向基函数用于重构响应面模型,以提高响应面的精度与阶次;在此基础上,将近似模型、蒙特卡洛模拟法与遗传算法相结合,建立了稳健性优化模型。通过实例分析,经过稳健性优化之后,零件自由回弹的最大值减小了37.01%且稳健性得到了显著提高。     

基于Kriging模型的超高强度钢板热冲压工艺参数优化

为了改善超高强度钢板冲压件的加工质量,以某方形槽热冲压件为对象,以板料淬火温度、模具初始温度、冲压速度和模具间隙为设计变量,以冲压件成形温降、回弹量和成形减薄率3个质量指标为响应量,构建了热冲压加工质量指标的Kriging模型。在此基础上,以构建的Kriging模型为目标函数,建立超高强度钢板热冲压工艺参数多目标优化模型。应用第二代非支配遗传算法进行寻优计算,获得了优化的热冲压工艺参数:B1500HS超高强度钢板零件热冲压的最佳淬火温度为898.3℃,模具的初始温度为67.1℃,冲压速度为39.64 mm·s-1,模具间隙为2.2 mm。工艺参数优化后的验算结果表明,工艺参数优化后,成形温度更加均匀,回弹量减少25.6%,最大减薄率下降23%。     

基于Dynaform与RBF-NSGA-II算法的冲压成形工艺参数多目标优化

为了解决冲压成形工艺多目标优化问题,提出一种基于Dynaform与智能算法融合的多目标优化方法。以空调压缩机壳冲压成形为例,以减小最大减薄率和最大增厚率为优化目标,建立CAD模型并利用有限元分析软件Dynaform进行冲压成形数值仿真,映射其物理过程;采用田口正交试验法进行冲压成形仿真试验安排,并对试验结果进行极差和方差分析,综合评估冲压过程中冲压速度、摩擦系数、压边力、板料厚度和模具间隙对冲压成形质量的影响程度和影响规律;利用仿真试验数据训练径向基函数(RBF)神经网络,结合带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-II)获得Pareto最优解集,进而通过逼近理想解排序法(TOPSIS)评价筛选出最优工艺。利用Dynaform对所得最优工艺进行有限元分析,验证方法的有效性。     

响应面法在发动机隔热罩冲压成形工艺参数优化中的应用

借助Dynaform软件,通过与实验结果对比,较准确地建立了某公司生产的发动机隔热罩冲压成形仿真模型.在此模型基础上,采用BBD设计安排实验,以冲压工艺参数为自变量,最大减薄率和起皱率为因变量,分别建立了工艺参数与最大减薄率和起皱率的二次多项式响应面模型,并对两个模型进行优化.以最大减薄率未优化响应面模型为约束,起皱率未优化响应面模型为目标函数,以及最大减薄率优化响应面模型为约束,起皱率优化响应面模型为目标函数,分别对工艺参数进行优化.结果显示,优化后的隔热罩仿真模型最大减薄率和起皱率控制在较好范围,且优化响应面模型的结果更优.     

冲压成形过程中拉延工艺参数的优化设计

在冲压成形过程中,工艺参数的波动会导致成形结果不稳定。文章选择对成形质量影响最大的工艺参数,即材料参数、拉深筋、工具摩擦系数、压边力等作为优化变量,以成形极限曲线(FLD)作为目标函数,综合考虑冲压件成形过程中起皱和破裂的影响,基于Pro/E平台上的FASTAMP增量法求解器,采用蒙特卡罗(MonteCarlo)模拟、二次响应面模型,以及遗传算法对板料成形质量进行优化,并完成了该优化系统的开发。通过后排座靠背零件冲压实验表明,所采用的方法切实有效。     

飞机复杂蒙皮拉形工艺参数优化设计

蒙皮拉形是一个复杂的材料成形过程,对其进行工艺参数的优化十分重要。文章阐述了蒙皮拉形中的主要成形缺陷,并将这些缺陷进行量化,作为拉形工艺优化的目标函数。分析拉形过程中的主要工艺参数,提出了筛选重要参数的方法,以确定对成形质量起决定性作用的工艺参数。应用响应面法建立了工艺参数与成形质量评价指标之间的函数关系,并采用评价函数法,将多目标优化问题转化为单目标优化问题,对拉形实例进行了工艺参数的优化。通过有限元仿真以及生产试验,验证了该工艺参数优化方法的有效性与准确性。     

基于Kriging模型的高强钢成形回弹工艺优化和模面补偿研究

为了提高冲压成形件的精度,利用工艺参数优化与模具型面补偿对回弹进行控制。以高强钢TRIP780双C件为研究对象,使用有限元软件Dynaform对双C件的冲压、回弹过程进行数值模拟。通过冲压试验,并使用三坐标测量仪测量冲压件的回弹角,以验证有限元模型的精度。以成形后的回弹角为优化目标,基于正交试验,筛选出对回弹影响程度较大的因素。运用拉丁超立方抽样方法进行随机抽样,建立工艺参数与回弹角的Kriging代理模型,并采用多目标优化遗传算法寻求最佳工艺参数的Pareto解集。基于最佳工艺参数,利用模面补偿对双C件回弹进行控制,并对比优化前后的回弹角,结果表明该方法能有效地减小双C件的回弹。     

基于响应曲面法的传动带成形工艺参数优化

以弹性元件传动带为研究对象,基于响应曲面法与DYNAFORM软件对冲压成形工艺参数进行优化。利用中心设计组合方法选择仿真试验的工艺参数,通过数值仿真得出传动带成形高度的响应值,结合最小二乘法建立了反映工艺参数与成形高度之间关系的二阶响应面模型。以弯曲角度、模具间隙以及冲压速度作为设计变量,将成形高度作为优化目标,借助Design Expert v8.0.5软件对二阶响应面模型进行优化,通过优化得出传动带冲压成形的最优工艺参数组合,即弯曲角度为150°,模具间隙为1.02t,冲压速度为3004 mm·s~(-1),成形高度的响应值为5.69 mm。利用冲压级进模对响应值进行试验验证,试验值为5.61 mm,它与响应值之间的相对误差为1.43%,从而验证了响应曲面法应用于传动带冲压成形工艺参数优化的准确性。     

基于响应面法的金属打包机箱体结构轻量化设计

金属打包机是废旧金属回收行业的大型核心工程设备。为了提高金属打包机箱体结构的综合性能以及实现箱体轻量化的目标,提出一种基于响应面法的轻量化设计方法。基于板壳理论和力学模型分析建立危险工况的有限元参数化模型,以墙板厚度等尺寸作为设计变量,以结构强度、刚度和稳定性作为约束条件,并以箱体质量作为目标函数。通过灵敏度分析确定对目标函数影响显著的设计变量,再利用中心复合设计方法和克里金插值法得到拟合响应面模型,并采用多目标遗传算法对响应面模型进行优化。结果表明:在满足箱体整体综合性能条件下,优化后的箱体质量减轻了20.6%,优化效果显著,对其他工程设备的轻量化设计具有一定的指导意义。