基于遗传算法的板材分段成形过渡区的优化设计

过渡区设计是析材分段成形的关键技术。针对把过渡区设计视为一个最优化问题，本文提出了基于遗传算法（Genetic Algorithms）的过渡区设计方案，论述了利用遗传算法对过渡区进行设计的原理及实现方法。实验证明，利用遗传算法设计过渡区可以有效地抑制分段成形缺陷的产生，提高成形效率。     

多点分段成形技术应用研究

深入探讨了分段成形的变形特点,对分段成形的缺陷产生的机理作了客观的分析,并对各种分段成形方法的优缺点作了评述。同时对分段成形中的关键技术－－过渡区设计作了系统阐述,提出了通用的过渡区设计方案,在实验中取得了良好的效果。     

分段多点成形技术及数值模拟

为了解决企业在成形设备的初投资及大型板类件的成形问题,在深入研究分段多点成形工艺特点的基础上,运用有限元软件ABAQUS成功地模拟了分段多点成形过程。采用非均匀有理B样条曲面(NURBS)完成了分段成形的关键环节———过渡区的协调设计,通过三维软件CATIA设计合理过渡区形状以消除板料的波浪形曲面缺陷,提高了工件的成形质量。     

基于方形压头的双曲率船体外板分段成形设计

以双曲率船体外板三维曲面件为研究对象,针对小模具对大型板材的分段成形问题,选用方形压头对大型板材进行数值模拟研究。当板材尺寸大于模具大小时,对板材进行分区域成形,实现小模具对大型板材的分段成形。对双曲率板材过渡区的模具型表面进行变形协调设计。采用非均匀有理B样条曲线(NURBS)曲面重构技术构建双曲率分段成形过渡区,并采用数值模拟的方式对成形后的效果进行验证分析,对比有无过渡区的双曲率板材成形,结果表明,设置过渡区可以有效地抑制分段成形的交界处产生的波浪形缺陷,证明了该方法的有效性,为大尺度板材多压头快速成形提供理论基础。     

轴向非对称中空型材拉弯过渡区长度优化

为探究过渡区长度对型材拉弯成形的影响,以高速列车用典型轴向非对称铝型材为对象,选取4种不同过渡区长度进行拉弯研究.利用数值模拟对比分析了成形后零件的应力应变分布、形状误差、回弹、截面畸变和空间扭转,并定义成形缺陷指数表征综合成形效果.结果表明,随着过渡区长度的增加,型材成形后的形状误差和回弹明显减小,但是截面畸变和空间扭转增大;成形缺陷指数表明,过渡区长度为200 mm时型材拉弯成形综合缺陷最小,利用0.618法优化了过渡区长度.在张臂式拉弯机上进行实验验证,测量结果和数值分析规律相吻合.     

基于GA和H∞环路成形的倒立摆控制

提出了基于遗传算法(GA)和H∞环路成形理论混合优化的倒立摆控制方法。该方法采用环路成形技术设计倒立摆控制器,对权函数采用遗传算法进行优化。从而避免了凭经验试凑权函数的盲目性,使控制器的设计更系统化,且简单易行。仿真结果表明了该方法的有效性。     

分段多点成形进给装置的研制

设计了用于板材分段多点成形的进给装置,该装置既能很好地适应形状的变化,又能精确地控制板材的进给量,实现了板材进给及压制成形过程的自动化。其控制系统硬件设计采用可编程控制器(PLC)作为控制核心,同时阐述了软件设计的关键技术,给出了控制系统的梯形图软件总体结构。     

自由曲面工件的连续高效塑性成形方法

将塑性成形方式划分为整体成形与局部成形两大类,又将局部成形划分为点成形、线成形与面成形三种类型。比较了不同类型成形方式的优、缺点,并探讨了模具成形与柔性成形、分段成形与连续成形的特点及主要区别。在此基础上,提出了自由曲面工件连续、高效、柔性成形的思路;进而提出了采用可弯曲、可调整柔性辊的多点滚压成形技术;开发出了自由曲面板类件柔性滚压成形装置,并给出了成形实验结果,验证了此构想的可行性与实用性。     

板材多点成形样机的研制

介绍了多点成形样机方案的确定、主机的研制、调试及分段成形实验研究,得到了许多宝贵经验,对实用多点成形机的研制具有重要的指导意义。     

基于方形压头的船体外板分段成形设计研究

以船体曲面外板三维曲面件为研究对象,针对方形压头对大型板材数值模拟进行研究,将多点成形和分段成形法相结合,当板材尺寸大于模具大小时,对板材进行分区域成形,实现小模具对大型板材的分段成形。对比模具冲压的距离、重叠区的大小对分段成形回弹后曲率半径的影响,结果表明合理的冲压距离和重叠区的大小可以提高成形效率。分析板材分段冲压回弹后的曲率半径,计入回弹的影响,并通过神经网络进行回弹预测,计算模具回弹补偿量,使用回弹补偿后的模具再次冲压成形,对比板材最终成形的曲率半径和目标曲率半径,误差仅为6.3%,且曲面光顺,证明该方法的有效性,为大尺寸板材多压头分段快速成形提供理论基础。     

邻角精确控制的异型管辊弯成形过程数值模拟

针对汽车立柱用P形异型管多道次辊弯成形存在相邻凹凸角度偏差大、难以满足角度高精度要求的问题,基于弹塑性大变形理论,应用辊弯成形专业设计软件COPRA建立了P形异型管15道次辊弯成形有限元模型。结合实际生产过程,开展了完整成形过程的有限元仿真,分析发现焊管周长来料不足及P形异型管角部在轧辊孔型内金属流动不均、成形不到位是导致相邻凹凸角角度偏差过大的主要原因。结合仿真结果和生产实际,提出了选择合适的压缩系数、分配恰当的截面变形量和修正轧辊辊形三者相结合的邻角精确控制方法。应用所提方法进行了P形异型管辊弯成形有限元仿真,结果表明：仿真最终产品截面与设计截面基本一致,凹凸角的角度分别为90.5°和89.9°,角度偏差均在±1°的误差范围内;异型管辊弯成形金属流动到位,使得角部金属充满轧辊孔型,可改善P形异型管相邻凹凸角的成形质量。利用所提方法通过辊弯成形工业应用,获得了符合要求的P形异型管,其相邻凹凸角度精度分别提高了33.84%和36.70%,有效改善了P形异型管成形质量,可为生产实践提供依据。     

Effects of Heating Rate on the Process Parameters of Superplastic Forming for Zr_(55)Cu_(30)Al_(10)Ni_5

We investigated the effects of heating rate on the process parameters of superplastic forming for Zr55Cu30Al10Ni5 by differential scanning calorimetry. The continuous heating and isothermal annealing analyses suggested that the temperatures of glass transition and onset crystallization are heating rate-dependent in the supercooled liquid region. Then, the time-temperature-transformation diagram under different heating rates indicates that increasing the heating rate can lead to an increase of the incubation time at the same anneal temperature in the supercooled liquid region. Based on the Arrhenius relationship, we discovered that the incubation time increases by 1.08-1.11 times with double increase of the heating rate at the same anneal temperature, and then verified it by the data of literatures and the experimental results. The obtained curve of the max available incubation time reveals that the incubation time at a certain anneal temperature in the supercooled liquid region is not infinite, and will increase with increasing heating rate until this temperature shifts out of the supercooled liquid region because of exceeding critical heating rate. It is concluded that heating rate must be an important processing parameter of superplastic forming for Zr55Cu30Al10Ni5.     

体内张拉成形空间网格结构受荷过程参数分析

针对体内张拉成形空间网格结构实际工程应用的需要,介绍了体内张拉成形空间网格结构的组成.结合其现场施工方法,以一个100 m跨度的体内张拉成形空间网格结构为实例,在成形分析研究的基础上,通过理论模拟和图表分析,研究了上弦梁截面宽度、截面高度和上弦环梁截面类型及尺寸等参数对结构工作阶段性能的影响,并得出各参数对结构影响的特点.结果表明:上弦梁截面宽度、截面高度是影响结构使用的主要参数。     

试论装备保障能力生成模式转变

在对生成、模式、生成模式和装备保障能力生成模式等相关概念及其内涵进行深入剖析的基础上,系统分析了影响装备保障能力生成模式转变的主要因素,认为外部影响因素是装备保障能力生成模式转变的基本动因,内部影响因素是装备保障能力生成模式转变的根本动力。最后,从装备保障人才培养、装备保障理论研究、装备保障信息化建设、装备保障运行机制和装备保障训练等5个方面提出了装备保障能力生成模式转变的实现途径,以提高装备保障能力和部队战斗力。     

截面线展开法在一步成形中的应用

在研究了现有的几种一步成形模拟初始场预示算法的主要优缺点的基础上,提出了一种改进的基于几何展开的初始场预示算法———截面线展开法,并编制了计算程序。该算法既具有基于几何展开方法的优点,又克服了"几何映射法"必须寻找对称线的困难,使得一步成形模拟方法更具有实用性。花盒件的实际模拟结果与实验数据的对比表明:通过一步模拟方法所得到的初始毛坯形状与由实验得到的毛坯形状比较吻合,验证了本文所研究的截面线展开算法的有效性。     

工艺参数对堆焊熔敷成形极限倾角的影响规律

为了研究堆焊熔敷成形的极限倾角及送丝速度和堆焊速度对其的影响规律,采用MIG堆焊熔敷工艺进行单道多层成形试验,从焊缝形状变化及熔滴过渡方式的角度研究分析了成形极限倾角与工艺参数之间的关系.结果表明：极限倾角的大小主要由堆焊电流的大小决定并与成形焊缝形状有关,工艺参数对极限倾角的影响主要是通过改变堆焊电流、进而改变熔滴悬空部分所受力的平衡来实现的;在沿焊道方向上成形极限倾角为45°,且不受送丝速度和堆焊速度变化的影响.在垂直于焊道方向上,极限倾角随送丝速度的增大总体上呈减小趋势,随堆焊速度的增大呈先增大后减小趋势,当堆焊速度在18~21 mm/s时有最大值50°     

Influence of flux treatment on the glass forming ability of Pd-Si binary alloys

Pd81Si19 amorphous alloys were prepared by combination methods of melt spinning and B2O3 flux treatment. A compari- son between the ribbons prepared from the fluxed ingots and the non-fluxed ones has been carried out. The result reveals that after fluxing treatment the glass transition temperature of the as-prepared glassy ribbons is reduced while the initial crystallization tem- perature is enhanced. It results in that the supercooled liquid region (defined as the difference between the initial crystallization tem- perature and the glass transition temperature) of the glassy alloy treated with fluxing technology has been increased from 31 to 42 K. This shows that fluxing technique can enhance the glass forming ability (GFA) of the binary alloy and improve the thermal stability of supercooled liquid of the glassy alloy.     

卡车纵梁外板纵向翘曲的仿真分析

针对纵梁冲压成形及卸载后发生的U型截面侧壁的外扩、内缩、扭转以及纵向端头翘曲等问题,首先分析了纵梁的成形及回弹变形机理,利用仿真分析软件KMAS进行了数值模拟并采用半解析、半实验方法研究了纵梁底面翘曲,找出模具结构的最佳方案。新模具已投入生产,并取得了很好的效果,证明了本文所提出研究方法的可靠性及可行性。