一种提高长轴类转向节锻件材料利用率的组合模具北大核心CSCD

针对立式锻造工艺成形长轴类转向节锻件时存在的锻件轴部充填困难、材料利用率低等问题,以某长轴转向节锻件为例,提出了一种新的组合模具,该模具中的镦粗工序对坯料进行预分料,使镦粗后的坯料投影全部落在制坯模具型腔内;制坯、预锻模具采用阻力墙组合结构,提高坯料轴部的充填能力;制坯、终锻模具设计定位结构,提高坯料的定位准确性。并结合数值模拟仿真分析技术,模拟并分析了新组合模具的成形性能,最后通过生产试验验证了新组合模具的可行性。结果表明:采用新的组合模具,下料重量由原来的47.7 kg减小至42.9 kg,材料利用率达到了91%,较优化前的模具结构提高了8%。     

基于Dynaform及响应面法的6016铝合金散热壳体冲压成形及优化北大核心CSCD

以6016铝合金散热壳体为研究对象,通过分析零件的成形工艺,确定采用Dynaform软件对零件的拉深成形工艺进行有限元模拟,以零件的最大减薄率为评价其成形质量的指标。基于正交试验设计,研究了压边力、摩擦因数、冲压速度以及模具间隙对零件成形质量的影响规律。基于灰色系统(GS)理论分析出与零件最大减薄率关联度较高的工艺参数,并通过响应面法(RAM)进行中心复合设计(CCD),得到最优的工艺参数组合为:压边力为20.1 kN、摩擦因数为0.16、冲压速度为1500 mm·s^(-1)、模具间隙为1.05 mm,零件最大减薄率为23.029%。将采用该方案制得的实体零件与数值模拟结果进行对比和分析,结果表明数值模拟分析结果具有可靠性,可为散热装置零件的成形提供一定指导。     

基于响应面法发动机连杆热锻模具磨损失效分析

以发动机连杆作为研究对象,有效预测连杆终锻上模磨损最严重区域和使用寿命.基于Archard修正磨损模型,采用滑移速度、表面温度和表面压强作为评定终锻上模磨损量的依据,预测上模磨损最严重位置,对磨损最严重区域,选取上模材料初始硬度、摩擦因数、上模预热温度和下压速度进行单因素和多因素离散试验,以优化磨损量;对连杆进行20次...     

基于响应面法的喷射成形7055铝合金飞机轮毂锻造工艺优化北大核心CSCD

针对由于飞机轮毂形状复杂而导致的轮毂锻件充填不完整和模具磨损等问题,在某型号飞机起落系统的轮毂锻造中,采用喷射成形7055铝合金挤压棒,并采用热模锻方式和增加锻件预成形设计,建立以锻件的终锻充填率和终锻力为优化目标、以坯料预锻压下量、坯料加热温度、模具预热温度和模具下压速度为设计变量的响应面模型。利用二阶响应面法与Design Expert软件相结合,对轮毂锻件的工艺参数进行优化,确定最佳参数为:坯料预锻压下量为45.30 mm、坯料预热温度为430℃、模具预热温度为447℃、模具下压速度为5.00 mm·s。生产验证表明,改进后的预成形方案与工艺参数可以在较低的终锻力下,解决充填不完整的问题,生产出合格的产品。     

基于响应面法的机床床身动静态多目标优化

为了提高数控机床的加工精度,床身必须具有较高的抗振动性,同时质量应尽可能的轻。文章基于SolidWorks建立TK6920型数控落地镗铣床床身三维模型,将模型导入ANSYS,对床身进行动态有限元研究,得到了床身前四阶模态固有频率和振型。在分析了模态结果后,提出以床身的质量和前四阶加权固有频率作目标函数、床身筋板厚度作设计变量建立数学模型,以确定床身结构多目标优化的最优解。从而使床身质量下降6.14%,前四阶固有频率分别提高8.54%、7.01%、6.99%、8.92%。为TK6920型数控落地镗铣床床身设计与制造提供一种理论指导。     

基于响应面法的汽车发电机磁极锻造成形工艺多目标优化

针对汽车发电机磁极锻造成形过程中出现的填充不满、成形载荷过大、局部应力过大等缺陷,采用Deform软件对磁极锻造成形过程进行数值模拟分析。以降低未填充率、成形载荷和局部应力最大值为优化目标,以坯料直径、锻件温度、挤压速度和摩擦条件为优化变量,通过4因素5水平的中心复合试验,采用响应面法进行建模分析,最终得到3个优化目标的二阶响应面模型;对所建立的模型进行方差分析,通过模拟试验验证了该模型的准确性和可靠性。实际生产表明:采用优化工艺参数组合可以得到成形缺陷较小的磁极锻件,锻件成形精度可以达到±0.5 mm;成形载荷和局部应力最大值得到降低;提高了模具寿命及生产效率。     

基于响应面与遗传算法的汽车前围板拉延工艺参数优化北大核心CSCD

以某皮卡汽车前围板为目标,研究型面复杂零件成形后全局质量上的控制,避免局部开裂与起皱。基于二阶多项式响应面结合遗传算法进行优化设计。首先,以最大减薄率和成形安全区比率为优化目标,采用灵敏度分析法筛选对材料拉延阶段影响较大的关键工艺参数组合;其次,通过Box-Behnken试验设计在样本空间内获取少量且分布合理的样本点,并采用AutoForm软件模拟拉延+切边工序得到的各样本点的成形质量结果;然后,以二阶多项式拟合设计变量与优化目标的响应面模型,并检验其精度。最后,通过遗传算法寻优工艺参数组合并将其用于指导试生产,最终测量结果表明,零件的最薄厚度为0.64 mm,整体拉延充分,无起皱与开裂现象。     

基于响应面法的汽车法兰盘终锻模具磨损分析与预测

某公司采用两次预锻、一次终锻成形汽车法兰盘锻件,但在生产中发现终锻凹模的寿命明显低于预锻凹模,因此为提高终锻凹模寿命,采用 Deform-3D 软件对法兰盘终锻过程进行了数值模拟,并引入 Archard 磨损模型,对凹模磨损情况进行了研究。并选取打击速度、凹模硬度、坯料温度以及模具预热温度作为优化参数,以凹模磨损深度最小作为优化目标,通过响应面法,获得了关于实验优化参数与凹模磨损深度的二阶响应面模型及最佳参数组合方案,即打击速度为38. 5 mm·s^-1、凹模硬度为60 HRC、坯料温度为 400 ℃ 、模具预热温度为 360 ℃ 。通过 Deform-3D 对优化后的参数进行了验证,结果表明凹模磨损深度与优化前相比得到了明显降低。基于优化结果,对法兰盘进行了试生产,获得的锻件的尺寸和性能均能满足设计要求,凹模寿命从3200 件提高至 5430 件,与模拟预测结果相近,表明 CAE 分析与 RSM 的结合应用能够有效地解决模具磨损问题。     

基于响应面法与灰狼优化算法的壳体拉深成形模具优化设计

为解决壳体拉深成形模具优化设计的实际问题,提出一种基于响应面法和灰狼优化算法的优化凹模尺寸参数的优化方法。以模口圆角半径R_a、中间带直径D_m、入模角α和定径带宽度B为设计变量,采用中心复合设计进行实验安排,以壳体的外径、高度、中心底厚及口部不平整度作为优化指标,并联合运用灰色关联分析法和熵权法,构建设计变量与优化指标之间的响应面模型,最后借助灰狼优化算法对预测模型进行寻优。最优凹模尺寸参数组合为：R_a=12 mm,D_m=Φ19.3 mm,α=20°和B=1.4 mm。采用优化后的凹模尺寸参数进行模拟验证和工艺实验,结果显示壳体所有尺寸指标均满足设计要求。     

基于正交试验与APDL的液压机结构优化

基于框架式液压机结构的有限元分析模型,首先根据ANSYS Workbench分析确定床身轻量化优化对象为各类筋板,并且借助正交试验法初步确定了立柱筋板的布局,进而采用APDL参数化模型优化了6种主要筋板的厚度及立柱筋板间距,最后通过仿真验证了模型改进后的设计性能,发现最大位移和最大应力有所降低,床身质量减少了1701....     

基于响应面法的活性焊工艺参数优化

介绍了用于优化活性焊工艺参数试验的响应曲面法和CCD中心组合设计的基本原理,通过选取合适的星号臂以及中心点重复试验次数,在尽量减少试验次数的基础之上增加了拟合的准确性.通过软件的综合分析获得了目标响应的最优参数值,并通过在该参数下的重复性试验验证其准确性,从而说明响应面法可以很好地解决活性焊最优工艺确定问题.     

盘式转向节锻造工艺优化与过程模拟分析北大核心CSCD

某型汽车盘式转向节锻造过程中存在高裂纹率(10.00%)、高废品率(7.36%)的质量问题,经分析,由于原锻造工艺设计缺陷,导致易产生锻造折叠、裂纹和充不满模腔等缺陷。因此,开展锻造工艺优化,包括锻件工艺分析、绘制锻件图、选择设备吨位、锻造工艺工步优化、坯料设计和选定、热锻模模具优化设计等。设计两组工艺优化方案:方案1,下料(尺寸为Φ150 mm×280 mm)—镦粗(镦粗量为20 mm)—预锻(料段横放型腔)—终锻—切边;方案2,下料(尺寸为Φ150 mm×280 mm)—镦粗(镦粗量为50 mm)—预锻(料段立放型腔)—终锻—切边。结合有限元过程模拟,对比分析两种工艺方案的模拟质量结果,优化工艺方案。通过过程模拟结果和小批量试制验证对比证明:两组工艺优化方案得到的产品质量较原生产工艺均有所改善,其中方案2的效果更好,锻后废品率由原生产工艺的约7.36%降低至约1.01%,可优先考虑;与实际试制结果对比,过程模拟结果与实际基本吻合,具有可信性。最后,提出了一种理想工艺方案,作为未来锻造技术量产化开发和突破的研究方向。     

汽车用法兰面螺母冲孔仿真试验及优化

针对企业实际生产中遇到的六角法兰面螺母冲孔过程中下冲头磨损严重的问题,利用有限元软件DEFORM-3D对法兰面螺母的冲孔过程进行了仿真模拟,重点进行模具参数方面的优化。建立了Archard磨损模型及SCM435钢的本构模型,基于动态模拟结果,直观地分析了冲孔过程中下冲头的磨损机理。结合仿真结果,以下冲头的磨损量为优化目标,选取若干关键因素作为仿真试验因素,建立了多水平的正交试验,依据仿真结果分析了各试验因素的关键性,通过极差及方差分析获得了六角法兰面螺母冲孔过程的最优工艺参数以及下冲头的最优结构,并根据最小磨损量预估了下冲头的使用寿命。最后,进行了模具的试制及试模生产,获得的六角法兰面螺母质量较好,下冲头磨损速度明显降低,有效地降低了企业的成本。     

基于响应面法的游艇转向臂锻造工艺优化

针对游艇转向机构中某转向臂在实际生产中出现的充不满的缺陷,设计了以模具预热温度、始锻温度、镦粗台孔深、镦粗下压量、压扁厚度为设计变量,以锻件充形率、终锻力为目标函数的混合水平正交表,通过对正交试验结果进行灰色关联处理,并进行极差分析,得知镦粗下压量、镦粗台孔深对目标函数影响显著。为了得到更优的工艺参数,在正交试验的基础上结合中心复合试验进行再优化,建立了以镦粗下压量、镦粗台孔深为自变量,以锻件充形率和终锻力为因变量的二阶响应面模型,从而得到了该产品的最优工艺参数。经过生产验证,优化后的工艺参数能在较低的成形载荷下锻造出合格的产品,并且消除了充不满的缺陷。     

基于响应面法的幅板冲压成形模具磨损

以高强钢幅板为研究对象,采用DEFORM软件对初始工艺方案下的冲压成形效果进行模拟,通过分析得到影响凹模磨损的关键工艺参数.然后,以坯料预热温度、冲压速度、模具预热温度、模具硬度为因素,以凹模磨损峰值为响应量,通过设计响应面试验,对因素和响应量之间的关系进行拟合,得出响应面模型并对模型的准确性进行了验证.得出最优参数组...     

基于响应面法的1Cr18Ni9Ti不锈钢车削参数优化

以1Cr18Ni9Ti不锈钢材料车削参数为研究对象,基于中心复合法建立车削试验矩阵,利用极值法分析各车削参数对表面粗糙度的影响规律,并得出使表面粗糙度最小的最优车削参数组合.利用响应面法建立表面粗糙度预测模型,基于显著性分析调整模型中变量成分提高模型的准确性.采用JMP软件对工程中常用的表面粗糙度目标进行加工参数优化计...     

基于响应面法的玻璃钻孔支撑结构优化设计

对玻璃进行钻孔加工过程中,机床中钻孔支撑结构的变形会使钻头发生偏移,降低钻孔的质量,提出了以最小化钻孔支撑结构的变形量和构件质量为优化目标的结构优化设计方法.考虑到支撑结构多目标优化模型缺乏的问题,在ANSYS Workbench软件中进行钻孔支撑结构的有限元分析,通过试验点选取、拟合函数选择和响应面合理性评估,建立了...     

基于正交试验设计的比例方向阀响应时间优化

以一种大流量比例方向阀为研究对象,利用AMESim软件搭建仿真模型,通过正交试验对其关键结构参数进行改进,获得最优化响应特性。将回液阀芯响应时间、进液阀芯开启和关闭响应时间作为评价指标,研究环形阻尼孔、回液阀芯外径、控制腔直径和锥阀口直径4个因素对比例方向阀的影响规律。结果表明：回液阀芯外径对回液阀芯响应时间影响显著,控制腔直径对进液阀芯开启响应时间和关闭时间影响显著;最优结构参数为环形阻尼孔径2.0 mm、回液阀芯外径30 mm、主阀控制腔直径25 mm、锥阀口直径31 mm;与优化前相比,优化后比例方向阀的回液阀芯响应时间减小22.72%,开启和关闭响应时间分别减小34.29%和66.44%,满足优化要求。     

基于响应面法的脱硫搅拌器工艺参数优化

以四叶搅拌喷吹复合脱硫搅拌器为研究对象,通过调整搅拌转速、插入深度和喷嘴通气流量等工艺参数,优化搅拌流场速度。基于响应面法进行试验方案设计,获得了对流场速度具有显著影响的因素,并采用正交试验交互作用因素验证了响应面模型的正确性。试验模拟结果表明:脱硫搅拌器搅拌流场最优的工艺参数为搅拌转速170 r/min、插入深度400 mm、喷嘴通气流量4.408 m3/h,此时模型预测流场速度值为0.536 m/s;插入深度较搅拌转速和喷嘴通气流量对搅拌流场速度有更显著影响。