应用均匀设计预测方盒件成形质量

为了提高冲压件的成形质量,用理想的方法来确定成形质量和工艺参数之间的关系,本文将均匀设计与有限元模拟相结合对方盒件成形工艺参数进行优化,优化后的仿真结果在提高成形裕度和抑制厚度变化方面取得较理想的效果.该方法明显地减少了模拟实验次数,提高了参数优化效率,改善了板料冲压成形的仿真计算精度.     

基于数值仿真的油箱外壳拉延成形缺陷分析及成形参数优化设计

针对摩托车油箱外壳成形缺陷,采用Dynaform软件对油箱外壳双片组合成形(Double-Cover Forming,DCF)过程进行了数值仿真分析,仿真结果表明侧壁起皱和局部破裂是主要缺陷。利用数值模拟与正交试验设计(Orthogonal Experimental Design,OED)相结合的方法分析和优化了拉延筋高度和压边力参数,分析表明适当增大拉延筋高度和压边力可有效抑制起皱缺陷。采用优化后的参数进行制件压延成形试验,结果表明制件成形均匀性有了较大改善,成形质量得到提高。     

高筋铝合金航空接头锻件成形工艺研究

采用Deform-3D有限元软件对高筋铝合金航空接头锻件锻压成形工艺进行了仿真分析,获得了成形良好、应变分布均匀的最佳预锻件形状.在实验室压机上开展了缩比锻件的成形工艺实验,研究结果表明:优化的预锻件在模腔中的流动性提高、锻件充填完好、变形均匀、应力应变集中降低,所得锻件流线顺畅、晶粒细小、纤维组织明显、力学性能优良,避免了锻造缺陷;仿真与实验结果吻合,为航空接头锻件设计及成形工艺提供了依据.     

铝合金锥形挤压件厚度均匀性控制技术

采用有限元方法对典型的深腔薄壁7075超硬铝合金锥形件挤压成形过程进行了数值模拟仿真和分析.优化了预成形工艺参数及凸模结构.仿真结果表明:终成形时坯料的定位是决定其壁厚分布的关键因素;预成形时采用满压型方式,将凸模的锥角控制在14°～16°之间,利用凸、凹模自导向,可降低成形过程中的材料损伤,并可有效的提高终成形制品的壁厚均匀性.根据仿真的优化参数进行试验验证,结果表明:优化的挤压工艺参数及模具,提高了多工序挤压时深腔薄壁件壁厚的均匀性.该方法应用于壁厚为10mm,腔深270mm的超硬铝合金锥形件的挤压成形生产.在壁厚允差小于1.2mm的要求下,制品的合格率由原来的12%提高到了90%以上.     

TRIP盒件拉深成形中压边力加载曲线的优化

提出了一种建立板料成形压边力窗口的简易方法,并以TRIP600盒形件为例,通过数值模拟,建立其压边力成形窗口,进而采用均匀设计法对压边力加载曲线进行了优化。结果表明,均匀设计法能较好地满足板料成形中的多因素多目标优化,且优化后零件成形质量得到了提高。     

空心双拐曲轴内高压成形加载路径优化的研究

内高压成形技术是一种利用液体作为传力介质，通过控制内压力和轴向推力来达到成形空心零件目的的先进制造技术，在航空、航天、汽车等轻量化领域获得了广泛的应用。管材的内高压成形过程十分复杂，成形结果与诸多因素有关，其中内压力及轴向进给的加载路径及其匹配关系对成形结果影响尤为显著，如何找出诸多影响因素对内高压成形的影响规律并进行合理的优化是内高压成形面临的重要问题。首先利用均匀设计法设计BP神经网络训练样本与检测样本。其次,分析BP神经网络和遗传算法，并进行融合，基于MATLAB语言编写BP神经网络的算法程序及遗传算法程序，对空心双拐曲轴内高压成形加载路径工艺参数进行了优化，得到其最优成形参数。并通过DynaForm软件仿真验证了结果的准确性，从而完成对管材内高压成形加载路径的参数优化，进一步提高了管材内高压成形的成形质量。     

基于PGWO-BP神经网络的管材自由弯曲精确成形参数预测

为了提高管材自由弯曲成形技术的加工精度，针对平面弯管加工精度的成形参数开展精确预测工作，通过建立成形参数预测模型的方法使弯曲半径和弯曲角的实验值与设计值一致。首先，建立有限元仿真模型并通过管材加工实验进行修正，采用优化后的仿真模型建立预测的样本数据库，以有限元仿真得到的弯曲半径和弯曲角作为输入，以弯曲半径和弯曲角的设计值作为输出，结合BP神经网络和灰狼优化算法搭建成形参数预测模型。结果显示，改进后的PGWO-BP神经网络预测的弯曲半径和弯曲角的最大误差不超过2%,同时利用该预测模型开发了管材精确成形的工艺参数确定软件。     

基于Fluent的激光选区熔化设备风场流道仿真与结构优化

为减少激光选区熔化技术成形零件时产生的烟尘、黑渣和熔液飞溅等工艺副产物对产品质量的影响,设计一套均匀稳定的风场结构是解决此问题的有效手段。利用Fluent软件对激光选区熔化设备保护气体流道进行有限元仿真,通过优化风场流道结构、设计整流器等方法,对设备风场流道进行结构优化改进。结果表明,优化后的成形室风场分布均匀,湍流现象明显消减;风场流道下吹风口风速标准差由0.305 m/s降低至0.194 m/s,速度波动明显减小,分布更集中、稳定。     

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。     

成形砂轮超高频感应加热温度分布均匀性分析

针对单层钎焊超硬磨料成形砂轮感应加热时存在的温度分布不均匀问题,文中提出将砂轮成形面简化为相应特征成形面进行研究,借助FLUX有限元仿真软件,重点分析了线圈与导磁体的结构尺寸对凹、凸两类特征面感应加热时温度分布的影响规律,进而以燕尾槽形单层超硬磨料成形砂轮为对象,优化了钎焊用感应器结构.采用优化的感应器结构对燕尾槽型成形砂轮进行感应加热试验,利用红外热像仪测量成形面的温度分布.结果表明,该方法得到的感应器结构能够有效提高成形面超高频感应加热温度分布的均匀性,成形面各处温差在50℃以内.     

基于UBET和FEM的模锻件预成形设计

提出了一种用于锻造过程预成形模拟设计的新方法——基于 U BET和 FEM的混合正 /反向模拟预成形设计技术 ,即先用 UBET进行反向模拟 ,快速找出可能的预锻件或初始坯料 ,再用 FEM进行正向模拟验证 ,必要时可根据正向模拟结果对坯料或预锻件进行修改 ,使之能够达到完全充满型腔且飞边尽可能小的最佳效果。应用 U BET和FEM的混合正 /反向模拟预成形设计技术进行预成形设计 ,并与实验结果进行对比 ,结果与实测值基本吻合。     

金属体积成形预成形设计的现状及发展

金属体积成形预成形设计 ,是材料多工序成形工艺与模具设计的中心工作。如何设计预锻件形状和预锻模形状是生产合格终锻件的关键 ,也是模具设计的难点之一。预成形优化设计是采用了优化技术的预成形设计 ,是发展的预成形设计 ,在国内外得到了广泛研究。本文首先介绍了预成形设计所依据的知识和采用的主要手段 :基于以往丰富经验的经验性指导原则、物理模拟技术和基于数值模拟的计算机辅助设计。然后对处于当今预成形设计的主流方法—基于数值模拟的预成形设计的两个发展阶段 ,即预成形设计和预成形优化设计进行了介绍。其次对常用的正向模拟和反向模拟预成形设计方法和常用的基于灵敏度分析的正向模拟优化法、直接微分法、拟合优化法、微观遗传算法等预成形优化设计方法的基本原理、特点及应用进行了介绍和总结。最后指出了预成形设计的发展趋势。     

基于SIMPACK的机构运动仿真分析及应用

机构的运动仿真及动力学仿真分析在机械产品的设计和开发过程中起着十分重要的作用。文章在对多体动力学软件SIMPACK机构运动仿真分析的特点、方法及应用领域介绍的基础上,以曲柄摇杆机构为例介绍了机构运动仿真的具体方法和过程。通过机构的运动仿真,优化了设计,提高了新产品开发的效率和可靠性,同时也为后续动力学分析打下基础。     

Iterative reverse deformation optimization design of castings based on numerical simulation of solidification thermal stress

In the casting process, in order to compensate for the solidification shrinkage to obtain higher dimensional accuracy of the casting, it is often necessary to modify the original design of castings, and a suitable compensation method has a decisive impact on the dimensional accuracy of the actual casting. In this study, based on solidification simulation, a design method of reverse deformation is proposed, and two compensation methods, empirical compensation and direct reverse deformation, are implemented. The simulation results show that the empirical compensation method has problems such as difficulty in determining the parameters and satisfaction of both the overall and local accuracy at the same time; while based on the simulation results for each node of the casting, the direct reverse deformation design achieves the design with shape. In addition, the casting model can be optimized through iterative revisions, so that higher dimensional accuracy can be continuously obtained in the subsequent design process. Therefore, the direct reverse deformation design is more accurate and reasonable compared to empirical compensation method.

     

挤压锻造模具形状的混合智能优化

数值仿真技术已成为挤压锻造模具设计中的重要评价手段，有助于设计人员更好的理解设计空间。然而，由于计算时问长，目标函数无法显式表述，搜索空间可能不连续等因素，很难直接基于数值仿真通过梯度法进行设计优化。非梯度的优化方法比如遗传算法、模拟退火法等由于需要更多的仿真次数，也很难实现。本文基于人工智能中的归纳学习方法，提出了一种针对挤压锻造工艺优化的基于数值仿真归纳知识的混合优化方法，并通过一个挤压锻造的实例验证了该方法的有效性。     

轴对称锻件预成形设计的新方法

提出一种上限元反向模拟和有限元正向模拟相耦合的轴对称锻件预成形设计方法，即先用上限元法反向模拟出预成形件，再用有限元正向模拟去验证，并由正向模拟结果来修正反向模拟结果，直至所预测的预成形件符合要求。经实验验证，该方法是可行的。     

Application of artificial neural network and Taguchi method to preform design in metal forming considering workability

This study describes a new method of perform design in muti-stage metal forming processes considering workability limited by ductile fracture. The finite element simulation combined with ductile fracture criterion has been performed in order to predict ductile fracture. The artificial neural network using the Taguchi method has been implemented for minimizing objective functions relevant to the forming process. The combinations of design parameters used in finite element simulation are selected by orthogonal array in statistical design of experiments. The orthogonal array and the result of simulation are used as train data for artificial neural networks. The cold heading process is taken as an example of designing preforms which do not form any fracture in the finished product. The results of analysis to validate the proposed design method are presented.     

基于曲线拟合的液压动力转向器转阀棱边坡口设计方法研究

转阀棱边坡口结构对液压动力转向器的助力特性影响非常大,但对于棱边坡口结构的设计方法研究较少。根据转阀的结构和工作原理,建立液压动力转向器的转阀阀口过流面积数学模型和AMESim仿真模型,通过与试验结果进行对比,验证了模型的可靠性;依据新型产品的助力特性设计目标,提出一种基于曲线拟合的棱边坡口设计方法,依据助力特性的设计目标,利用MATLAB软件求解了棱边坡口曲线解析式中的参数。仿真结果表明：所设计的棱边坡口结构能够满足设计要求,验证了设计方法的有效性,为液压动力转向器优化设计提供了参考。     

曲轴连杆式低速大扭矩液压马达的三维仿真

在分析当今虚拟仿真技术现状,比较多种仿真软件的功能、特点的基础上提出了“基于多软件平台虚拟仿真方法”,论述了该方法的原理与特点,并将此方法应用于曲轴连杆式低速大扭矩液压马达的运动学仿真及特性分析,通过应用表明,基于多软件平台虚拟仿真方法对复杂机械系统进行三维仿真是有效的,它将有助于设计者进行复杂机械系统的设计与性能的优化研究。     

飞机模拟试车中机身动感控制系统设计

本文探讨了飞机地面试车机身动感模拟的设计问题,提出了一种采用电液伺服系统结合计算机控制的模拟方法;并通过对系统的分析和调整,取得了较好的模拟效果。