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。     

薄板曲面微结构电流辅助滚压成形工艺研究

针对燃料电池等系统中的薄板曲面微结构制造,提出了薄板曲面微结构滚压成形工艺,并借助电流辅助成形技术,提高了薄板曲面微结构的成形质量。采用单向拉伸实验,研究了脉冲电源参数如电压、频率、脉宽等对T2紫铜薄板单向拉伸变形行为的影响;开展了薄板曲面微结构滚压变形有限元模拟,优化坯料结构,抑制了曲面微结构件的翘曲失稳;在此基础上,开展了电流辅助滚压成形实验。结果表明,脉冲电流在达到一定阈值时,流动应力显著降低,断裂应变明显提高;采用梯形板坯,可优化板料受力状态,抑制翘曲失稳;脉冲电流辅助滚压成形时,曲面微结构高度分散性变小,成形件一致性更好,微结构尺寸精度更高。     

水下湿法焊缝成形的响应曲面法建模及分析

水下湿法焊缝成形是影响水下焊接接头力学性能的重要因素.与空气中焊接相比,影响水下湿法焊缝成形的因素更复杂.在高压舱内进行不同水深湿法药芯焊丝焊接(FCAW)试验,通过响应曲面法(RSM)分别建立水下湿法焊缝的熔宽和余高与焊接参数之间的数学模型,分析了焊接电流、电弧电压和水深及其交互作用对水下湿法焊缝成形的影响.结果表明,水下湿法焊接时增大焊接电流和电弧电压都可以增大焊缝熔宽.熔宽随着水深的增大而减小,但随着水深的增大,水深对减小熔宽的作用逐渐减小.随着电流的增大,焊缝余高增大,且比电弧电压对余高的作用明显.     

基于响应曲面法的预成形模具优化设计

采用响应曲面法对预成形模具形状进行了优化设计,以终锻件能够完全充满型腔且飞边最小为优化目标,建立了数学建模。以工字型锻件为例,设计出了直线、圆弧和曲线3种预锻模形状,提取了直线的角度、圆弧的半径、四次曲线的拐点位置为设计变量。以Deform 2D为有限元模拟软件,对每种预锻模形状进行锻造过程模拟,根据模拟出的实验数据求得目标函数值。用曲线拟合软件1st Opt对形状设计变量和目标函数值之间的相互关系进行曲线拟合,得到相应的曲线方程,并对曲线方程求最优解,从而获得最佳角度为41°,最佳半径为109.1 mm,最佳拐点位置为0.3。通过对3种最优预锻模形状的比较,得出四次曲线型预锻模为最佳预锻模形状。     

基于激光三角法的辊弯成形回弹测量与评价

针对辊弯成形件目前存在的回弹量难以精确测量,以及无法全面统计成形实际误差等问题,提出一种辊弯成形件回弹量的视觉测量方法。运用逆向工程技术的方法,对成形后的零件进行逆向设计,并与原始点进行对比,从而得到板材的相关数据。该方法利用激光三角法测量装置,来获取辊弯成形件的点云数据,然后利用Geomagic Qualify软件对点云数据进行处理。将点云数据与产品设计标准CAD模型匹配对齐,计算点云相对于设计模型在最佳匹配位置的法向偏差值,从而获得回弹量数值。此方法能够准确地得出同一成形件不同截面的回弹量,为后续辊弯成形闭环矫正系统提供实时参考数据。     

基于响应曲面法的铝合金激光封边焊接

采用响应曲面法对2A12铝合金激光封边焊接进行了研究,结果表明,2A12铝合金激光封边焊接焊缝几何特征的主要影响因素依次为离焦量、焊接速度和激光功率. 2A12铝合金激光封边焊缝的显微组织自熔合线向上依次呈现较粗大的胞状树枝晶、细小的胞状树枝晶和等轴晶. 在熔合线附近和过渡区域,强化相沿晶界分布;而在焊缝中心区域,还有少量强化相分布于晶粒内部. 与正离焦量相比,负离焦量时,焊缝的晶粒尺寸较大并且镁元素烧损也更加严重,使得强化相CuMgAl₂含量降低,导致强化效果减弱和焊缝硬度降低. 离焦量为 + 2 mm和?2 mm时,激光封边焊接的气密性均良好.     

基于响应面法的U形件弯曲成形回弹优化

U形件弯曲成形过程中比较突出的问题是回弹,通过将响应面法(RSM)与有限元仿真软件Dynaform相互结合,基于NUMISHEET’93的U形弯曲标准考题,将凹模圆角半径选定为Rd=8 mm,以模具间隙、摩擦系数、冲压速度3个参数作为影响因素,竖直方向的回弹位移作为优化目标,建立17组试验方案,对U形件弯曲成形过程进行仿真模拟。借助Design-Expert8. 1对17组数据进行拟合处理,得到关于优化目标的二次非线性回归方程与优化的参数组合,即模具间隙为1 mm、摩擦系数为0. 15、冲压速度为800 mm·s^-1。优化的参数组合代入有限元软件再次仿真得到回弹位移为0. 731 mm,其与方程拟合值0. 738 mm相差约1%,并在前人研究基础上将回弹位移进一步减少了26. 2%,最后进行了实物弯曲验证。RSM与Dynaform的结合减少了有限元模拟的次数,有效地提高了板料弯曲的成形精度与质量。     

基于响应曲面法的并列双支管内高压成形加载路径的优化

为了获得更好的并列双支管成形高度,基于内高压成形工艺的特点,对并列双支管成形过程中的加载路径参数进行优化。通过Design Expert软件进行试验设计,采用ABAQUS有限元软件对并列双支管内高压成形过程进行了模拟研究。以支管高度及减薄率为目标函数,借助Design Expert方差分析分别验证了支管高度(BH)和减薄率(TR)函数模型的可信度,通过期望值方法对多目标进行优化分析,形成一条并列双支管内高压成形优化加载路径。采用该优化加载路径进行试验验证,通过ABAQUS、试验、RSM分别对比了支管高度、减薄率,试验与RSM支管高度误差在0. 9 mm以内,试验减薄率比RSM预测值高3. 5%。     

拉深筋位置对曲面翻边成形回弹影响的研究

利用Dynaform软件在一次翻边工艺中设置拉深筋来完成曲面翻边类零件的成形,通过数值模拟与试验相结合的方式,研究拉深筋在凹模上4处不同的位置对曲面翻边类零件的成形回弹影响,得到可以控制制件壁厚减薄率回弹的最佳拉深筋位置在2和3之间,在实际生产中对提高类似零件的成形质量有一定的指导作用。     

弯曲半径对凸曲面翻边成形及回弹影响的研究

影响曲面翻边成形回弹的因素主要有零件弯曲曲率半径R、凹模圆角半径r以及材料的厚度t,利用Dynaform软件重点模拟零件弯曲曲率半径R对压缩类翻边中的凸曲面直线翻边的成形回弹影响,得出了零件弯曲曲率半径R对曲面翻边的成形回弹影响规律。通过计算机数值模拟得到在R30mm、R45mm和R60mm 3种半径下的成形极限图以及回弹前、后的主应变分布图,并结合试验的结果,得到随着弯曲半径增大而成形的回弹有所改善的结论。     

铝合金曲面板料回弹的电磁成形校正试验

以5023铝合金作为研究对象,先利用普通冲压方法对不同厚度的铝合金曲面板料进行预变形,然后使用均匀压力线圈对预变形的坯料进行电磁校形试验,分析研究不同条件下的板料回弹情况。结果表明,普通冲压时曲面板料回弹严重,电磁校形可以显著减小回弹。在较低电压下多次放电,可以逐步减小回弹量;在较高电压下一次放电,即可基本消除回弹。     

基于响应曲面法的波形弹簧片冲压工艺参数优化

以汽车离合器波形弹簧片作为分析对象,利用响应曲面法对冲压成形工艺参数进行优化。通过中心设计组合法及弯曲成形模具得出板料成形高度的响应值,建立了工艺参数与成形高度之间的二阶响应面模型,研究得知工艺参数对板料成形高度交互式影响的顺序依次为:弯曲半径与冲压速度、模具间隙与冲压速度、弯曲半径与模具间隙。将模具间隙、弯曲半径以及冲压速度作为设计变量,以板料成形高度作为优化目标,结合Design Expert软件对响应曲面模型进行优化,通过分析得出优化的冲压工艺参数:弯曲半径为22.13 mm,模具间隙为1.01t mm,冲压速度为2699.47 mm·s-1,成形高度的响应值为1.782 mm,经过工艺参数的修正,成形高度的试验值为1.72 mm。然而相比于正交试验得出的成形高度优化值1.65 mm,响应曲面法在波形弹簧片冲压成形工艺参数的优化中更具优越性。     

钛部件的激光成形法

激光成形法是一种利用激光直接沉积金属的方法，它把高功率激光沉积技术和先进、快速的成品件成型技术结合在一起，直接制造三维复合部件．高功率激光和多轴向位置控制系统以其最简单的方式把金属粉末熔化一块，形成直接由计算机辅助设计汇AD）的部件．这种方法与最普通的快速成品件成型技术（例如立体平版印制术加局部的激光焰给技术）非常类似．然而不同的是，不用中间工序如铸造、热等静压或低熔点合金的后没渗，就可以制得致密整体金属件．力学试验数据和成分分析表明，激光沉积的材料满足了工业纯钛、T－6川一4V和对一5周一25Sn的AS…     

激光热丝焊表面修复成形质量分析和控制

激光热丝焊可精确控制热输入和高效熔覆金属,适合用于表面修复,但缺乏对激光热丝多道修复成形质量的研究. 基于响应曲面法(RSM)设计了激光热丝多道修复试验,选取激光功率、扫描速度、送丝速度和搭接率作为变化因子,成形系数、稀释率和未熔合缺陷比率作为响应. 结果表明,成形系数、稀释率和未熔合缺陷比率与工艺参数呈二次关系,适当降低送丝速度,提高激光功率、扫描速度和搭接率,有利于获得无未熔合缺陷、稀释率小且表面平整的多道熔覆层. 利用重叠等高线图,根据指定的质量要求进行多响应约束,可以预测相应的工艺参数窗口,达到控制激光热丝焊多道修复成形质量的目的.     

机器人辅助超声曲面检测的探头自主对正技术

对曲面工件进行超声检测时,为了获得较好的回波信号,要求声束入射方向与曲面工件外表面法线方向一致。现有的方法通常是预先知道曲面的CAD模型,再对轮廓已知的曲面进行检测,这使得系统的灵活性和适用性变差。针对上述问题,提出了一种基于激光检测的探头对正算法,原理为：激光检测系统对待测曲面工件上检测点的位置和姿态信息进行识别,后将所获取到的检测点信息数据发送给机械手的控制系统,机器手控制系统在获取检测点信息后,根据对正控制策略将探头位姿调整信息发送给相应的机械臂控制器,实现对检测点的探头对正。通过探究不同入射角度与回波信号时域特征值间关系,反求出实际的对正角度偏差,验证了该方法的有效性。     

基于响应曲面法的CFRP超声振动辅助磨削工艺参数优化

针对CFRP加工表面高质量和高效率相矛盾的问题,利用响应曲面法建立三维表面粗糙度S_a和表面损伤层深度D_d的二阶回归模型,并采用遗传算法进行多目标优化,获得小的S_a、D_d和最大的材料去除率V_MRR。结果表明:S_a和D_d的回归模型显著、可靠性好,其中进给速度v_f对S_a和D_d的影响最显著,磨削深度a_p、主轴转速n和超声振幅A的影响次之。响应曲面分析结果显示:n?A、v_f?a_p以及v_f?A之间的交互作用对S_a影响显著;n?A、v_f?A、v_f?a_p以及a_p?A之间的交互作用对D_d影响显著。在S_a、D_d和V_MRR权重占比分别为1/5、1/5和3/5的条件下,与中心点结果相比,优化后的S_a降低了11.01%,D_d降低了10.08%,V_MRR提高了62.02%。且在优化工艺参数下的S_a和D_d的试验值与预测值的相对误差绝对值分别为8.25%和9.41%,表明预测模型准确性较高,可用于CRFP超声振动磨削的工艺参数优化和预测。      

基于工艺参数的渐进成形回弹量预测与控制

以圆锥凸台为研究对象,有限元软件ABAQUS为模拟平台,成形件的回弹量为研究指标,采用正交试验法分析了工具头半径、层间距、工具头速度及其之间的交互作用对回弹量的影响;基于模拟结果进行了非线性回归分析,建立了针对工艺参数的回弹量非线性预测模型。最后对该预测模型进行了实验验证,结果表明,该模拟结果与实验结果吻合,证明可通过调整工艺参数来控制渐进成形零件的回弹量,该方法对于提高板材渐近成形技术的成形质量具有重要意义。     

3种工艺对曲面翻边类零件成形的回弹影响研究

以企业提供的成品模型为基础,利用Dynafom软件模拟了零件在3种不同成形工艺下的回弹情况,并结合实际生产情况,选择针对此类零件的最佳成形工艺。