基于正交试验的高压X形密封圈结构优化

基于正交试验法,利用ANSYS软件建立带挡圈X形密封圈的二维轴对称几何模型,分析沟槽结构、挡圈结构、安装状态和操作工况等参数对密封圈静密封性能和可靠性的影响;以最大Von Mises应力值最小为优化目标,对X形密封圈结构进行优化。结果表明:沟槽口和沟槽底的倒角尺寸过大或过小均会使密封圈产生应力集中;最大Von Mises应力随挡圈倒角尺寸和挡圈宽度的增大均先增大后减小,随着密封间隙的增大而快速增大;增大密封圈压缩率有利于提高主密封面上的接触压力,但会引起最大Von Mises应力增加;增大密封圈拉伸率有利于减小最大Von Mises应力,但X形圈安装变得困难;在高压(流体压力大于10 MPa)条件下,操作工况、安装状态参数和挡圈结构参数依次为影响密封圈密封性和可靠性的主要因素,是密封圈结构优化设计需重点研究的对象。     

基于正交试验设计的车门系统参数优化

以某车型的左前车门为研究对象,将多目标优化方法与正交试验设计设计方法相结合的方法应用于车门系统零部件厚度参数优化设计。利用Hyperworks软件建立车门有限元分析模型,并对其进行模态、刚度分析,然后进行模态试验和刚度试验验证分析模型的正确性;以车门板件厚度为变量对车门系统各个性能进行灵敏度分析,选取对车门性能影响较大的车门板件厚度为控制因素,应用带权重的分目标乘除法构造车门系统的综合性能评价函数,采用正交试验设计方法针对车门系统的综合性能进行参数优化设计,最终获取车门系统各个零部件厚度参数的最佳组合。     

基于正交法的凿岩机水封Y形圈结构参数优化

凿岩机水封在工作过程中承受旋转和冲击复合作用,易造成Y形圈密封失效和疲劳失效。为提高凿岩机水封性能,综合考虑旋转和冲击2种运动形式,对不同结构参数下的Y形密封圈性能进行有限元仿真;基于正交试验法,以最大接触应力和最大von Mises应力作为密封性能评价指标,通过极差分析得出影响密封性能的主、次要因素,并对Y形密封圈结构参数进行优化改进。结果表明：对最大接触应力有显著影响的因素是唇厚、倒角长度和唇长度,最大接触应力随唇厚和倒角长度的增加呈上升趋势,随唇长度的增加呈下降趋势;对最大von Mises应力有显著影响的因素是唇厚、唇口深度和唇与钎尾夹角,最大von Mises应力随唇口深度和唇与钎尾夹角的增加呈上升趋势,随唇厚的增加呈下降趋势。经过优化改进后,Y形密封圈的最大接触应力和最大von Mises应力分别下降了15%和45%。在保证密封效果的条件上,最大接触应力的下降减少了Y形密封圈的磨损,而最大von Mises应力的大幅下降,大大提高了Y形密封圈的寿命。     

基于管件液压成形工艺的汽车吸能盒改进设计及成形分析

汽车吸能盒是整车重要的缓冲吸能结构。管件液压成形零件具有重量轻、刚度和强度高、耐撞性能好等优点,设计管件液压成形吸能盒替代原始冲压吸能盒。采用数值模拟方法分析吸能盒吸能性评价指标,比较管件液压成形吸能盒与冲压吸能盒缓冲吸能的性能。设计吸能盒的管件液压成形加载路径,通过成形分析得到加载路径对吸能盒的壁厚分布影响较大。故以吸能盒成形后的最小壁厚最大化作为优化目标,选取加载路径上的压力控制点作为设计变量,采用部分因子方法设计试验,然后采用克里格空间局部插值法构建近似模型,最后利用遗传算法求解得到优化后的加载路径,成功增加了吸能盒成形后的最小壁厚。     

基于正交试验的切削参数优化研究

针对目前广泛使用的钢材质,为考察进给速度、切削模式、冷却方式对其机加工表面粗糙度的影响,基于正交试验进行优化研究,对三个影响因素分别选取三个水平、设计正交表,根据OA展开试验并记录试验结果,进而经过极差分析确定出表面粗糙度最小的组合切削参数,并进行验证试验,最后证明了研究的意义,确定了所考察对象对表面粗糙度的影响规律,为以后的切削加工提供了有利的参考。     

基于正交试验的波纹管结构参数优化及疲劳寿命分析

波纹管广泛应用在化工管道连接处,其疲劳寿命作为重要的性能指标。在对疲劳寿命预测过程中,出现研发周期长、经费高等问题。以3层U形金属波纹管为研究对象,建立有限元模型,运用Ansys软件考虑流固耦合作用来研究金属波纹管疲劳失效问题。根据理论公式计算理论疲劳寿命,对比有限元计算的疲劳寿命,误差为4.66%,证实利用有限元计算波纹管疲劳寿命的可靠性;分析U形波纹管不同的结构参数对疲劳寿命的影响;通过采用正交试验优化波纹管参数,得到优化方案并开展试验进行验证。结果表明,对3层U形波纹管结构参数进行设计优化的方法是切实可行的。     

基于SolidWorks/COSMOS的正交试验优化设计

以法兰零件为具体对象介绍了正交试验设计的方法,进行了正交试验的设计,基于SolidWorks/COSMOS原件进行有限元分析,得出了最佳设计方案.试验表明,通过Solidwors/COSMOS模块与正交试验相结合的方法,能较好地实现零件优化设计,计算过程简单、迅速、有效.     

基于正交试验不同截面汽车前纵梁特性分析

前纵梁是汽车发生正面碰撞时重要的能量吸收结构,对汽车碰撞安全和乘员保护具有重要作用.根据前纵梁结构特点,对其进行简化为薄壁梁结构,采用试验分析和模型仿真相结合的方法对矩形截面前纵梁的吸能特性进行对比分析;试验表明模型仿真结果的准确性.以仿真和试验分析结果的结论作为参考依据,选取影响前纵梁吸能特性的材料、厚度、截面形式、...     

基于正交试验的油封唇口结构参数研究

为研究油封唇口结构参数对接触压力大小及分布的影响,以规格为φ35 mm×φ20mm×7 mm的内包骨架油封为对象,采用有限元ANSYS软件模拟油封与轴的接触获得唇口接触压力;基于正交试验法的原理,研究前唇角α、后唇角β、弹簧偏移量r、弹簧刚度k和过盈量δ等结构参数对唇口接触压力的影响。极差分析结果表明,唇口参数影响最大接触压力位置和径向力的主次顺序分别是:δβαkr,δkrβα;并获得了唇口参数以最大接触压力位置接近0.7和最小径向力为目标的最优水平组合。     

基于椭球曲面的超塑自由胀形力学解析

超塑自由胀形的真实轮廓为轴对称旋转曲面,球面假设条件下的力学解析不能真实反映实际胀形过程。基于超塑自由胀形轮廓型面为椭球曲面这一试验基础,从连续介质塑性力学的基本理论出发,结合几何方程、力学平衡方程及Hill各向异性材料的增量理论,对超塑自由胀形过程进行力学解析,提出超塑自由胀形对壁厚均匀性的自我调节作用。给出超塑自由胀形过程中不同位置的经向应力及环向应力,并进一步得出应力场、应变速率场及应变场分布。由广义速率敏感性指数的定义式,给出m值的解析式,并得到超塑自由胀形的最佳加载路径。超塑自由胀形椭球曲面假设得到试验验证,椭圆函数拟合度高达0.996以上。     

基于正交试验法的铝合金车体高压水清洗喷嘴结构优化

抑尘剂等复杂的化合物黏着在铝合金车体上,导致车体污染十分严重,高压水射流清洗方法能够有效去除铝合金车辆车体表面黏着的化合物。通过分析圆柱形、锥形、文丘里形和余弦形喷嘴的射流流场分布、射流出口速度、最大壁面静压、相同清洗宽度下压力值范围,得到余弦形喷嘴的清洗性能最佳,锥形喷嘴次之。基于正交试验法设计五因素、四水平正交试验表,得到常用清洗压力下余弦形喷嘴的最优结构参数：进口直径为40 mm、出口直径为20 mm、过渡段半径为40 mm、出射段长度为25 mm、过渡与余弦部分长度比为4。按照最优喷嘴结构参数进行建模,得到三组压力值下高压水出射速度比未优化前提高了2%,且优化效果随着入口压力值的提高而有所下降。在优化后的喷嘴结构参数下进一步计算得出入口压力为10 MPa时,靶距设置为250 mm能达到较好的清洗效果和节能作用。     

基于正交试验的方形盒冲压工艺参数优化

以天地盖方形盒件为例,针对其冲压成形过程中常有的起皱问题,采用Autoform软件和正交试验相结合的方法,对工件分组进行仿真分析,以降低工件起皱作为优化目标,选取冲压过程中的压边力、摩擦因数、冲压速度和坯料形状4个工艺参数作为考察因素,进行工艺参数优化。模拟仿真结果表明,以上4种因素对方形盒起皱的影响程度为：毛坯形状>摩擦因数>冲压速度>压边力;且得出方形盒冲压的最佳工艺参数组合为：压边力为20 kN、摩擦因数为0.18、冲压速度为15mm/s,毛坯形状选取圆角形。     

基于正交试验钛合金激光切割工艺参数优化

激光切割质量受各种因素的影响,为了得到高质量的激光切割件,需要根据不同的切割板材进行优化。利用厚度1.5mm的TC1薄板作为研究对象,研究激光功率、切割速度、焦点位置和辅助气体压力主要因素对激光切割质量的影响,采用正交试验方法安排激光切割试验,使用L16(45)正交表,完成十六组激光切割试验。利用测量点轮廓精度的算术平均值作为结果进行分析,采用直观分析法,因素效应曲线图,方差分析对切割参数进行分析研究。结果表明:切割速度和辅助气体压力是主要因素,对切割质量和精度有较大影响,而激光功率对切割后试件的轮廓度影响较之上两个因素小,但是激光功率改变对切割件的表面质量影响显著。     

利用ABAQUS与正交试验理论的TRB成形参数优化

在有限元软件ABAQUS中建立连续变截面板的数值模型,以影响变截面板矩形件成形的板料过渡区长度、板料过渡区位置和板料厚度比等为参数,以最大料厚减薄率和板料节约率等为考核目标,通过数值模拟和正交优化方法,对比分析不同方案下最大料厚减薄率和板料节约率,确定最优方案,以提高变截面板的成形性能.结果表明,厚度过渡区的长度对矩形件成形的影响最大,过渡区的位置次之,厚度比的影响最小.     

基于正交试验法的TC4钛合金铣削参数优化

为研究高速铣削加工中既有较低的刀具磨损量、又有较高的切削效率的切削参数,按照L9(34)正交表,选取了铣削参数每齿进给、切深、切宽、转速四个因素,每个因素取3个水平进行试验,获得了不同切削参数下的刀具磨损数据。通过直接分析和极差分析最终得到了优化的铣削参数。     

基于正交试验法的卸船机结构轻量化设计研究

针对我国设计的卸船机结构过重的情况,提出了一种基于正交试验法的结构优化方法,介绍了该方法的思想及其优点,分析了卸船机的载荷情况,建立了卸船机的有限元模型,并在此基础上描述了基于该方法对卸船机的结构参数进行优化的全过程。和传统优化方法相比,该方法对卸船机的结构优化问题适应性好,能够更好的为卸船机结构轻量化设计提供依据。     

基于Moldflow与正交试验法的注塑参数优化

在塑料产品的开发过程中,涉及到塑料模具进行注塑,注塑模具开发方案确定后,最重要的就是如何选择注塑参数。注塑参数可以在注塑机上直接进行试生产来调试,但必须是模具制造出来之后才能进行,对场地和设备均有要求,而且在试模过程中会浪费一定的塑料原材料。本文采用正交试验法对注塑参数进行优化,利用Moldflow软件的模具CAE技术对正交试验过程各种取值情况进行验证,并对最终优化组合进行验证,检验正交试验的正确性。确定翘曲变形量为实验指标,以注射温度、模具温度、充填时间、冷却时间、保压时间为变量的5因素,取各自允许取值范围进行4均分得到4水平,形成一个5因素4水平的正交试验矩阵设计实验,找出KDC-1型电磁断路器塑料壳体充填优化组合,通过在Moldflow的验证,及时反映了该正交试验结果是正确的注塑参数最优组合。     

TC4钛合金焊接管件端口电磁胀形校圆线圈的分析

校形线圈的结构参数是影响管件校形精度的重要因素,针对直径23mm,壁厚1mm的TC4钛合金焊接管件端口进行电磁校圆,通过改变线圈截面形状、层数以及线圈与管件的相对位置,采用数值模拟方法研究胀形时管件受到的电磁力和不同结构参数下校形线圈的电感和电阻,得到了成形瞬间的放电电流波形。将模拟结果与实际情况进行比较,结果表明:放电回路电感一定时,矩形线圈自身电阻较小,产生的电磁力较大;校形能量低时可以采用增加校形线圈层数来提高管件校形精度,过多增加校形线圈层数后校形精度提升不明显;合理选择校形深度可以改变电磁力的分布,提高管件端口圆度。     

基于正交试验的半球形拉深成形工艺参数优化

以某半球形TA1钛合金拉深成形件为例,通过ABAQUS有限元软件建立了拉深成形三位模型和数值模拟正交试验方案。以是否破裂和起皱为衡量指标,探究凹凸模间隙、拉深速度和压边力对拉深成形件质量的影响,结果表明:起皱现象主要出现在压边区域不影响成形件质量,对底部最小厚度的影响从大到小依次为拉深速度、压边力以及凹凸模间隙。基于正交试验结果设计优化方案,得到最优工艺参数组合并将其应用于实际生产得到表面质量较好的拉深成形件,结果表明:基于正交试验对拉深成形工艺参数优化的方案可行,可以为企业生产提供指导,具有一定的工程应用价值。     

桥壳内高压成形工艺参数优化及试验研究

针对桥壳内高压成形过程的工艺参数优化进行了研究.根据桥壳零件结构的特点,确定了桥壳内高压成形的工艺过程;运用人工神经网络建模确定了工艺参数之间的关系,采用正交试验的方法分析了各项工艺参数对成形结果影响力的大小,并得到了最优工艺参数组合,即轴向位移进给量17 mm,进给时间0.1 s,液压加载峰值35.5 MPa,加载时间0.25 s.将优化后的工艺参数代入有限元模拟软件Dynaform得到数值解,验证了工艺参数优化结果的正确性,同时进行了内高压成形试验,零件轴向内高压成形的厚度值的仿真结果和试验结果误差为3.1％,径向结果误差为1.3％.试验结果与仿真结果吻合程度在合理范围内.