基于逆向工程的冲焊型液力变矩器叶片设计

随着市场竞争日益激烈,客户对液力变矩器性能参数要求也更加细化,针对不同型号的发动机需要匹配不同能容的变矩器以达到理想的共同工作输入特性,此外为进一步抢占市场份额,产品交付周期也需要进一步缩短。该论文根据欧拉束流原理分析了泵轮叶片进出口角度与流道所传递扭矩之间的关系,并以此为依据对泵轮叶片进出口角进行调整,待性能验证后,通过逆向工程软件Geomagic-Design-X将调整后的泵轮叶片转换成数模,再利用三维软件将数模设计成模具,最后运用CAM制造工程师软件进行编程加工,快速得到模具。实验结果表明,此方法设计的泵轮叶片,性能满足预期。     

装载机发动机与液力变矩器匹配优化

对装载机发动机与液力变矩器的3种匹配方案进行了分析,选择了合适的匹配方案。并在发动机与液力变矩器有关特性曲线的基础上,以二者共同工作的启动性能、功率利用率和燃油经济性为目标,建立了发动机与液力变矩器匹配的多目标优化数学模型,通过Matlab求解得出变矩器有效循环圆直径的优化参数。最后给出了具体算例并分析了优化结果。     

发动机与液力变矩器匹配多目标优化

针对目前发动机与液力变矩器匹配精确度不高的问题,提出多目标优化匹配方案。在有关特性曲线的基础上,以二者共同工作的启动性能、功率利用率、燃油经济性为目标,建立了发动机与液力变矩器匹配的多目标优化数学模型,通过Matlab求解得出变矩器有效循环圆直径的优化参数。最后给出了具体算例并分析了优化结果。     

铆焊型液力变矩器涡轮辊铆成形工艺仿真及参数优化

以一种典型的铆焊型液力变矩器涡轮为研究对象,针对涡轮装配成型中的外环-叶片-内环的辊铆成形工艺及尺寸开展研究。结合有限元仿真分析和试验手段,研究了叶片支耳的辊铆成形工艺,分析了拨倒、滚压成形工艺参数对滚铆成形精度的影响规律。以叶片材料的拉伸应力-应变曲线及各向异性系数等力学性能测试参数、涡轮总成的三维几何模型、辊铆工况为输入,建立了叶片支耳滚铆成形的有限元模型,采用Abaqus分别建立了支耳拨倒、滚压成形的有限元模型,分析了拨倒角度、滚压进给量和次数对支耳成形后的应力及应变分布、与内/外环的贴合间隙的影响,确定了较为合理的辊铆工艺参数。设计制作了快速滚铆工装,研制了涡轮总成样件,对比分析了样件实物中支耳的贴合度测试数据与仿真结果,验证了工艺参数的合理性。研究结果表明：叶片支耳成形采用3道分3次滚压成形后,回弹量最小,不大于0.1 mm且满足设计技术要求,辊压后支耳的成形应力最小、变形更均匀;经涡轮样件试制验证有限元仿真模型的准确性,误差小于7.7%。     

液力叉车发动机与液力变矩器的匹配及传动系统参数的优化

运用最小二乘法将发动机的外特性、液力变矩器的原发台特性及其二者共同工作的输入、输出特性数值化，考虑实际存在的模糊因素，以叉车的动力性能和经济性为目标，建立了液力叉车发动机与液力变矩器匹配及传动系统参数的多目标模糊优化模型，并给出了算例。     

超大不锈钢封头冲型压力及回弹量模拟计算

通过模拟计算冲型压力和回弹量,为超大尺寸不锈钢容器瓜瓣封头的冲压成形制造提供依据.     

多目标粒子群优化算法在薄板冲压成形中的应用

有限元分析与优化算法相结合来提高板料的成形质量、缩短设计周期己在板料成形领域得到广泛的研究.传统的优化方法主要是将多目标问题转化为单目标问题进行研究,然而,评价一个板料的成形质量应该是多方面的(如拉裂、起皱和成形不足等)并且各个质量特性之间可能会发生相互冲突.因此直接采用多目标优化算法来提高板料的成形性具有非常重要的现实意义.采用自主开发的STLMesher软件建立模具的参数化模型,在此基础上将试验设计、能代表实际冲压过程精度较高的近似模型和多目标粒子群优化算法相结合,获得了一组最小化起皱和拉裂缺陷的非劣解.在板料成形优化过程中调用的是近似模型,大大减少了调用有限元模型的次数,提高了优化效率.为指导工程设计人员快速有效地从非劣解集中挑选出一组成形效果最好的解,提出最小距离选解法,选出的解实现了对起皱和拉裂缺陷的优化,提高了板料的成形性能.数字算例表明,该方法具有较高的精度和较强的工程实用性.     

基于微型多目标遗传算法的薄板冲压成形变压边力优化

提出一种高效的薄板冲压成形变压边力多目标优化方法，该方法以减少冲压件的成形缺陷为优化目标，以变压边力曲线的特征参数为优化变量，采用自主开发的微型多目标遗传算法作为优化算法，并在优化过程中引入神经网络近似模型以减少数值模拟的次数，提高优化效率。通过NUMISHEET’93的U形弯曲标准模型和某车型前地板角支撑板冲压成形模型两个变压边力优化实例对该方法进行了验证。结果表明，该方法既能高效率地解决薄板冲压成形变压边力优化问题，又能仅通过一次计算就提供多组方案以满足对冲压件成形质量控制的不同需要。     

侧围上加强梁冲压工艺分析及产品优化

商用车侧围上加强梁成形深度110mm,细长形结构件,是车身覆盖件中冲压工艺较复杂的零件之一.以侧围上加强梁为例,介绍了在产品设计阶段冲压工艺分析及产品优化的过程,分享了对结构件冲压工艺欠缺的处理经验.通过对侧围上加强梁进行冲压工艺规划、拉延模拟分析,对分析结果进行评价,提出产品的优化建议.产品修改后,再次分析验证.经过...     

基于RSM的SiC单晶片切割过程多目标优化

SiC单晶体是一种高硬度、高脆性的难加工材料,其切割过程中的工艺参数对切割表面质量、锯切力以及线锯使用寿命有重要的影响。以线锯速度、工件进给速度和工件转速为设计因子进行三因子三水平的中心复合试验设计,采用响应曲面法对试验结果进行分析,分别建立表面粗糙度、锯切力和线锯寿命的响应面模型,获得了三个单目标优化的切割工艺参数。同时根据响应面模型,建立了表面粗糙度、锯切力和线锯寿命同时达到均衡优化的模型,根据满意度函数方法,得到最佳的切割工艺参数。多目标优化结果表明:当SiC切片表面粗糙度的预测值为0.6951μm,锯切力预测值为2.665 15 N,线锯寿命预测值为519.87 min时,获得了最佳的切割工艺参数。     

车身覆盖件冲压工艺多目标优化系统的集成与应用

采用有限元分析技术和优化技术,以实现车身覆盖件的冲压工艺多目标优化。定义了材料、工艺和几何3类主要设计变量,其交集为最佳设计变量空间。针对覆盖件的整体成形性,建立破裂、起皱和变形不足3类目标函数,采用增量有限元和全量有限元的整合策略,求解目标函数值。与其他算法相比,基于帕累托法的多目标遗传算法能求解最佳解空间的所有解,完全满足不同成形性之间的权衡需要。最后,以车身发动机罩外板为例,验证了该优化系统的应用。     

动态优化刮刀速度的新型涂层工艺

为提高活塞式无扰动涂层工艺的涂层质量,针对高分辨率激光快速成形系统涂层工艺中存在的涂层厚度随制件高度增加而变厚的问题,提出在制作过程中动态优化刮刀速度的涂层方法。研究刮刀速度、制件高度对涂层厚度的影响。采用面响应法,建立涂层厚度误差关于制件高度及刮刀速度的数学模型。根据该模型,在制作过程中随制件高度的变化,动态优化刮刀速度,实现涂层厚度均匀化。验证试验结果表明：与普通涂层工艺相比,新型涂层工艺将涂层厚度偏差由27 μm降为6.9 μm,解决了涂层厚度随制件高度增加而变厚的问题,实现涂层厚度的均匀化,提高堆积方向的制作精度。该涂层工艺也可应用于普通光固化激光快速成形系统中,解决制作陷阱结构时涂层厚度随制件高度变厚问题,因此该工艺对于光固化快速成形技术中提高堆积方向制作精度具有重要意义。     

基于响应面法的25钢数控车削工艺参数多目标优化

基于Box-Behnken Design(BBD)响应面法设计试验,选取切削速度、进给量和背吃刀量作为优化变量,以切削力、表面粗糙度和加工时间作为响应指标,通过Design-Expert软件分析研究各优化变量间的交互联系。结果表明,最优参数组合为切削速度110m/min,进给量0.13mm/r,背吃刀量0.5mm;对应的切削力为165.95N,表面粗糙度为0.918μm,加工时间为5.44s;研究结果对基于数控车削工艺技术的参数优化有一定的参考价值。     

兆瓦级风力发电机组主轴强度分析及优化研究

为了对某兆瓦级风力发电机组主轴结构进行精细化及高可靠性设计,提出了一种基于WorkBench平台的主轴强度分析及结构优化方法.首先,建立了含附件的主轴计算有限元模型,采用层状体模型模拟了滚子轴承,并根据IEC标准计算了主轴的极限静强度和疲劳强度;然后对两个区域的结构热点位置相关设计变量进行了参数化处理,采用拉丁超立方法...     

基于响应面法的挖掘机装载动作协调性优化研究

液压挖掘机装载动作的协调性对其系统工作效率影响显著。为改善装载动作的协调性,构建了基于响应面法和带精英策略的非支配排序遗传算法(Non-dominated Sorted Genetic Algorithm-II,NSGA-II)的多目标优化方法,结合AMESim软件和Virtual. Lab软件搭建仿真模型,深入研究马达排量、溢流压力、减速比以及动臂液压缸直径等关键参数与装载动作协调性之间的关系,并建立了相应的多目标优化函数。研究结果表明:对液压挖掘关键参数进行多目标优化后,其协调性提升了26. 42%,研究结果可作为挖掘机优化设计时液压元件选型的参考。     

基于响应面法的立式加工中心动静态多目标优化

为了满足在保证加工中心初始动静态刚度的条件下达到整机轻量化的要求,提出基于质量和第一阶固有频率为目标函数的整机多目标优化设计方法.将有限元分析和模态试验相结合,测试和分析整机动态特性,确保有限元模型精度.通过中心复合设计的试验方法选取合适的结构有限元分析样本点,在ANSYS仿真软件中对样本点处的整机动静态特性进行计算和...     

响应曲面法在SPIF表面粗糙度预测及多目标优化中的应用

以45°方锥台为研究对象,通过响应曲面分析法(RSM),利用Design-Export 8.0数学统计软件对SPIF的成形参数进行分析,采用Box-Behnken Design(BBD)实验方法,设计四因素三水平实验方案考察工具头直径D、层进给量Z、进给速度F和主轴转速S这四个因素对SPIF表面粗糙度值的影响,分别建立了SPIF纵向表面粗糙度和横向表面粗糙度的响应模型;进一步分析实际成形条件对成形参数的约束,以纵向和横向表面粗糙度整体最优,提高SPIF表面的成形质量为目标建立成形参数多目标优化模型;设计遗传算法程序并借助Matlab遗传算法工具箱进行优化问题求解。通过实验验证,该算法可以有效快速的获得满足多约束条件下的最佳成形参数。     

振动式分选机的设计与响应面优化

针对废铅酸蓄电池再利用的预处理过程,提出具有实际意义的振动式分选机的优化设计方法。首先,计算相关参数获得初始模型,借助ANSYS Workbench进行有限元分析,使其初步符合设计要求。其次,以减小质量、提高强度和提高第三阶固有频率为优化目标,选取关键尺寸参数为设计变量,通过中心复合试验设计方法选取合适的有限元分析样本点,利用最小二乘法拟合含交叉项的二次多项式,获得目标与变量的近似响应面数学模式,再运用遗传算法进行优化获得全局最优解。最后,对比有限元计算值与响应面计算值验证响应面法可行性。结果表明:减少质量5.9%,降低最大等效应力46.9%,提高第三阶固有频率30.1%,降低了优化计算量。     

镁合金3C覆盖件冲压工艺多目标优化系统集成

针对镁合金3C产品覆盖件冲压成形工艺优化难、优化系统集成度低的问题,应用DYNAFORM有限元数值模拟和多目标遗传优化算法（MOGA）,对冲压工艺多目标优化系统集成进行了研究。研究依据成形极限图（FLD）描述的冲压成形特性,以镁合金材料参数、冲压工艺参数和形状几何参数为设计变量,构建了开裂、起皱和成形不足3个目标函数的数学模型,利用基于Pareto支配的多目标遗传算法与最小距离选解法,求得了最佳解空间的所有解和最优解（Pm）。最后通过某镁合金3C产品覆盖件的冲压成形应用实例,验证了该工艺优化方法与优化集成系统的可行性及有效性。