燃气轮机转子轮盘优化设计平台的开发

研究开发了基于CAD/CAE/MDO系统集成的燃气轮机转子轮盘优化设计平台,通过构建燃气轮机转子轮盘截面轮廓曲线参数化模型,并以关键几何参数为设计变量,径向位移差值及重量最小为优化目标,驱动平台组件自动进行轮盘结构CAE分析和迭代寻优,获取到了影响轮盘性能与结构轻量化的关键设计因素,实现了燃气轮机转子轮盘的自动优化设计。     

基于支持向量机和重要度抽样的高强度钢板冲压成形工艺稳健设计

高强度钢板成形中噪声因素的存在造成了冲压质量不稳定.提出了基于支持向量机和重要度抽样的板料成形工艺稳健设计方法,量化了噪声因素对成形质量的影响,同时结合优化算法求解即满足质量可靠性又保证质量目标最优的工艺条件.对一高强度钢板冲压实例进行了工艺优化.按优化工艺冲压成形的零件减薄率及回弹均有所改善,验证了该方法的有效性.     

基于BP神经网络响应曲面的筒形件强力旋压工艺参数优化研究

以BP神经网络为基础构建响应曲面，建立材料参数、筒形件强力旋压工艺参数等和旋压力最大变化值之间的关系，并用粒子群优化算法求解，获得符合优化条件的最优解，从而实现筒形件强力旋压工艺参数的优化。经MARC模拟验证，取得了较好的效果。     

考虑模具偏载的高强度钢板冲压模具拓扑优化设计

高强度钢板在车身上的广泛应用使得冲压模具受力恶劣，在模具设计时往往会凭借经验人为放大安全系数以保证模具安全，造成模具整体质量增加，间接造成其制造成本和使用成本上升。为了解决上述问题，以LS—DYNA和Hyperworks作为研究平台，提出了一种以降低质量为目的的模具结构优化方法，实现阶梯形底面盒形件拉深模具的压边圈总质量下降289／6，并通过物理试验对优化结果进行了验证。研究表明，拓扑优化技术是减轻冲压模具质量的有效方法。     

高强度钢冲压回弹量对板料力学性能参数的灵敏度分析

回弹是板料冲压成形中影响冲压件质量的关键因素之一。本文采用正交试验方法，以典型高强钢DP钢U形件弯曲为例，对影响回弹的板料力学性能参数进行了灵敏度分析。考虑各参数按照相同百分比波动时的灵敏度分析结果表明：弹性模量对板料回弹量的影响最大，其次分别为硬化系数、初始屈服应力、硬化指数以及各向异性参数r0，而各向异性参数r45及r90对回弹量的影响可忽略。考虑各参数按照不同百兮比波动时的灵敏度分析结果表明：弹性模量对回弹量的影响最大，其次分别为硬化系数、硬化指数、初始屈服应力以及备向异性参数r0，而r45及r90对回弹量的影响则可忽略。所以，板料的力学性能参数中弹性模量对回弹的影响最明显，其次为硬化系数、硬化指数、初始屈服应力及各向异性参数r0，而r45及r90对回弹量几乎没有影响。     

基于移动最小二乘响应曲面的挤压件毛坯优化

针对复杂挤压件在实际生产中存在的金属折叠等缺陷,结合CAE仿真结果分析了产生缺陷的原因;为了达到改善零件成形过程中的金属流动性、降低成形所需最大挤压力,从而提高产品质量的目的,提出了以移动最小二乘法为基础构建响应曲面的方法,建立了毛坯形状与成形所需最大挤压力之间的关系.同时,选取毛坯的几何参数作为设计变量,结合正交试验方法,选出对优化目标影响显著的因素,利用移动最小二乘响应曲面法对毛坯的关键几何参数进行了优化.经验证,成形所需的最大挤压力降低了40%,金属流动状态明显改善,内部折叠基本消除.     

基于设计结构矩阵的辅助优化系统

传统结构优化建模方法对设计人员的能力要求较高,而现有辅助优化建模工具的通用性不强,导致复杂工程优化问题的模型建立十分困难,因此提出一种通用性较强的辅助优化建模方法.该方法将设计结构矩阵(Design Structure Matrix,DSM)思想引入优化模型的建立过程中,利用DSM结构形式和算法的优点方便有效地从复杂工程问题中提取优化模型并给出合理的优化流程.基于Excel的VBA语言开发辅助优化建模工具,快速准确地提取优化模型,并通过与优化软件Isight的接口程序自动将参与优化设计的模块映射成合理的优化流程图.采用燃气轮机支架结构的优化设计问题验证该辅助优化建模工具,并取得良好效果.