基于多目标粒子群算法的冲压成形工艺优化

基于Pareto最优解集的多目标粒子群优化算法和有限元方法,提出了一种解决板料冲压成形工艺优化的方法。以方盒件冲压成形为例,将最大增厚率和最大减薄率作为目标函数,以压边力、模具间隙、摩擦系数、冲压速度和凹模圆角半径作为设计变量,建立多目标数学模型。首先运用正交设计安排有限元仿真,然后利用RBF神经网络建立冲压成形工艺参数与厚度变化率之间的近似模型,再利用基于Pareto最优解集的多目标粒子群优化算法对冲压工艺参数优化得到一组非劣解集,最后从非劣解集中选取一组最优粒子。结果表明,利用该方法能快速、有效获得最优参数,起皱现象明显改善,避免产生破裂。     

基于多目标粒子群算法的覆盖件冲压成形动态压边力优化

针对覆盖件冲压成形,提出一种有效的动态压边力多目标粒子群优化方法。该方法以减少覆盖件的开裂、起皱和回弹缺陷为优化目标,以动态压边力曲线的特征参数为优化变量,采用基于拥挤距离的多目标粒子群优化算法（MOPSO-CD）和最小距离求解法,对U型冲压标准模型和某方盒形覆盖件冲压成形实例进行了动态压边力优化试验。试验结果表明,该方法能有效解决薄板冲压成形中的动态压边力优化问题,为覆盖件冲压成形工艺的制定及优化提供借鉴。     

基于正交试验的前围板拉延成形工艺参数优化

针对某车型前围板的拉延成形工序进行研究,采用正交试验进行试验方案设计。以最大减薄率φ1和起皱评价函数φ2作为优化目标函数,压边力F、摩擦系数μ和凹模下压速度v作为影响因素进行多目标优化,最终得到最优参数组合:F=600 k N、μ=0.125、v=15 mm·s~(-1)。通过在工厂实际试模中检验,能够获得合格的零件。将数值模拟结果和实际试模进行对比,发现数值模拟结果和实际试模一致,零件无拉裂缺陷,零件局部起皱,起皱区域主要位于切边线以外。试验表明,将数值模拟和正交试验相结合可以有效对冲压成形工艺参数进行优化。     

AZ31B薄板手机外壳温冲试验研究

通过对AZ31B镁合金手机壳的温冲试验研究,分析了凸、凹模温度、镁板温度和加热时间、冲压速度以及润滑条件对成形结果的影响.试验表明,在保证坯料充分退火和模具结构合理的前提下,拉深凸模温度保持在230 ℃,凹模及压边圈温度保持在280～320 ℃,用石墨对坯料凸缘和压边圈、凹模肩部进行有效润滑,同时,施加合适的压边力作用,便可以成功地冲压出镁合金壳形件.     

基于变间隙压边的铝板冲压成形工艺优化

针对铝板冲压成形的质量问题,提出了一种变间隙压边的成形工艺优化方法。以某铝制车身内板件为例,将压边圈分块,以各压边块和凹模之间的间隙值为自变量,最小减薄率和最大增厚率为目标函数建立数学模型。首先应用拉丁超立方试验设计方法安排仿真并构造二次多项式响应面近似模型,然后基于Pareto解集的多目标粒子群优化算法得到一组非劣解集,最后从非劣解集中选取一组最优粒子。结果表明,该方法能明显改善铝板冲压的成形质量。     

汽车不锈钢盖板冲压仿真试验及分析

板材冲压工艺中最常见的缺陷即为起皱、拉裂问题,以某种结构较为复杂的汽车不锈钢盖板作为研究对象,基于DEFORM有限元平台及正交试验手段,对冲压成形过程进行数值分析,以零件最小厚度、最大厚度、损伤值、起皱作为评判目标,研究了压边力、摩擦因数、凸凹模间隙及冲压速度等不同因素水平对零件成形质量的影响规律,并通过极差分析优化了冲压工艺参数。研究结果表明:凸凹模间隙及压边力对零件成形质量的影响较大,摩擦因数的影响最小;采用最优工艺参数组合后,零件的最小厚度提高了53%,零件损伤值较小,达到了降低零件开裂风险的目的。最后,参考最优工艺参数组合进行试模生产,获得了符合要求的零件,侧面验证了模拟结果的可靠性。     

基于小波神经网络和粒子群算法的铝合金板冲压回弹工艺参数优化

针对铝合金复杂件冲压后出现的较大回弹缺陷,同时为减少冲压成形工艺参数的优化时间,使用有限元仿真软件DYNAFORM对冲压成形及回弹过程进行数值模拟,在确保数值模拟与试验结果基本一致的基础上,利用代理模型对回弹进行了优化研究。以NUMISHEET'96 S梁为研究对象,凸模圆角半径、凹模圆角半径、压边力、板料厚度作为影响因素,成形后最大回弹值作为成形目标,运用拉丁超立方抽样,通过数值仿真获得样本数据,建立影响因素与成形目标之间的小波神经网络代理模型,利用粒子群算法对该模型迭代寻优获得最优工艺参数。结果表明:小波神经网络能较好地描述板料工艺参数与回弹之间的映射关系,优化后成形件的回弹量大大减小。     

基于正交试验的S梁冲压成形分析

板材在冲压成形过程中,复杂结构零件会产生很多缺陷,如起皱,拉裂及卸载后工件的回弹,严重影响了冲压件的成形精度。采用数值模拟与正交试验相结合的优化分析方法,研究了S梁覆盖件冲压成形工艺的优化。依据正交试验方案,以凹模圆角半径、冲压速度、摩擦系数、压边力为研究因子,最大减薄率、最大增厚率为评价指标,采用有限元软件Dynaform进行冲压成形模拟。最终得到了最优的凹模圆角半径、冲压速度、摩擦系数、压边力等工艺参数组合。     

基于正交试验的车身加强板拉延成形多目标优化

以汽车车身加强板为研究对象,针对其拉深成形过程中容易拉裂和起皱的问题,采用正交试验进行多目标优化试验方案的设计,以拉裂评价函数Φ1以及起皱评价函数Φ2作为目标函数,以压边力F、摩擦系数μ、分段式拉延筋的阻力系数P1和P2作为多目标优化影响因素,建立多目标优化模型,通过期望值的大小比较最终得到最优方案为:F=1400 kN、μ=0.12、P1=0.05、P2=0.3。最后在实际试模验证中得到的零件成形质量良好,满足零件实际使用的要求。     

AZ31B镁合金板热拉深成形工艺参数优化及微观组织演变

为了探索合适的工艺参数和微观组织演变，得到镁合金板热拉深成形质量最优的工艺参数组合及零件在热拉深成形时的微观组织演变规律，以厚度为1.6 mm的AZ31B镁合金为研究对象，利用正交试验法进行筒形件的热拉深成形试验。以成形温度、凸模运动速度和润滑剂种类这3个工艺参数作为影响因素，最大拉深高度和最大拉深力作为试验评价指标，建立3因素3水平的正交试验。对试验结果进行极差和方差分析，得到工艺参数对试验指标的影响主次关系与显著性影响，并对优选试验方案成形的筒形件进行了壁厚测试，综合最大拉深高度和成形质量分析得到最优工艺参数组合。最后，对零件微观组织演变规律进行了探究。结果表明，成形温度为240℃,凸模运动速度为30 mm·min^-1,润滑剂采用二硫化钼锂基脂时，筒形件拉深高度达到最大值，壁厚均匀，成形质量良好。     

436L不锈钢冲压起皱和颈缩缺陷分析

针对436L不锈钢覆盖件冲压起皱和颈缩缺陷,进行了冲压成形应力分析、金相组织和材料力学性能分析。结果表明,436L板材40°方向的r值较低导致起皱,凸模圆角过渡半径偏小导致颈缩。经过材料性能改进和模具优化,将436L板材45°方向r值提高至1.02以上,将凸模圆角过渡半径增加至20 mm,同时消除了起皱和颈缩缺陷。     

基于Autoform-Sigma的汽车顶盖后横梁冲压工艺参数优化

以汽车顶盖后横梁为研究对象,利用Autoform软件对其进行冲压数值模拟。根据首次模拟结果选择开裂、起皱等缺陷位置附近的拉延筋系数及压边力为设计变量,利用Autoform-Sigma模块对其冲压工艺参数进行优化。经过123次迭代,当Sigma优化收敛时,获得了最优模拟结果并确定了最优冲压工艺参数。最优模拟结果表明,原开裂区域未出现开裂或存在破裂风险,且变形不充分的区域大幅减小,同时主应变和减薄率等指标大幅度下降。按优化后的最优冲压工艺参数进行冲压成形试验,成形件未出现起皱、开裂缺陷,与数值模拟结果一致,验证了冲压工艺参数优化的正确性。     

基于正交试验和灰色系统理论的高强钢厚板折弯优化成形模拟及实验

影响高强钢厚板弯曲成形的工艺参数较多,难以精确建立工艺参数与成形质量之间的关系。文章以凸模圆角半径、摩擦系数、冲压速度为自变量进行三因素三水平正交试验,模拟Q550钢15mm厚板弯曲成形过程,获得回弹角和最大成形力的数据。利用灰色系统理论,分别计算成形工艺参数对单目标函数的关联系数和多目标函数的关联度,将多目标转换为以关联度为目标的单目标;进一步计算各成形工艺参数的平均关联度,将优化的凸模圆角半径、摩擦系数、冲压速度等参数进行有限元模拟验证,经理论指导设计、试模,其成形的厚板质量得到明显提高。     

镁铝层合板拉深成形性能的试验研究

采用正交试验设计,对镁铝层合板进行了不同成形条件下的拉深试验,研究了成形温度、凸模温度、拉深速度和凹模圆角半径对板料成形性能的影响。结果表明:在成形温度是最重要的影响因素的基础上,不同成形温度下其他条件的影响程度有所不同,凸模温度和凹模圆角半径较拉深速度更为重要;在镁合金最佳成形温度范围内,层合板极限拉深比在200℃达到最大,且高于镁合金单板极限拉深比,铝合金的包覆对于改善镁合金的成形性能有很重要的影响。     

粒子群算法在镁合金3C产品覆盖件冲压成形优化中的应用

针对镁合金3C产品覆盖件冲压成形中温变复杂、工艺优化困难的问题,提出了一种新的优化算法。在多目标粒子群优化算法中,引入非线性自变惯性权值和非线性自变加速因子,构建工艺参数与成形质量之间的数学分析模型。通过实例验证了算法的有效性,优化了镁合金3C产品覆盖件冲压成形工艺参数,提高了工件成形质量。     

汽车前地板后段零件拉延成形工艺参数优化

为了提高汽车前地板后段拉延成形件的成形品质,借助有限元软件Auto Form,建立零件拉延成形过程的有限元模型进行数值模拟。采用正交试验设计和数值模拟相结合的方法,对拉延成形工艺参数进行优化。在数值模拟分析中,以零件的最大减薄率作为开裂指标,以最大起皱准则作为起皱指标,最后采用多目标优化方法得出最优的工艺参数组合。并将得到的最优参数进行实验验证,实验结果表明,本文提出的方法可以有效地控制汽车前地板后段零件拉延成形的开裂和起皱缺陷。     

镁/铝合金双金属叠层板的拉深性能

镁/铝合金双金属叠层板兼具镁合金与铝合金两种金属材料的优势,可用于生产同时具有良好耐腐蚀性、轻量化及减震性的产品。而钣金件的生产通常都包括拉深成形,因此首先采用DYNAFORM软件模拟镁/铝双金属叠层板的拉深过程,模拟结果表明,镁板与拉深凸模接触时,镁/铝双金属叠层板的拉深性能较好。利用自制的温热拉深模具对不同厚度AZ31镁合金/1060铝合金双金属叠层板在100~270℃温度范围内进行拉深实验,研究板坯厚度、成形温度等因素对镁/铝双金属叠层板拉深性能的影响,并分析拉深后得到的筒形件的壁厚分布。结果表明,拉深过程中的最大拉深力随着叠层板板厚的增加、板坯成形温度的降低而增大;双金属叠层板拉裂的危险区域与单金属板拉深一样出现在凸模圆角处。与镁合金、铝合金单层板拉深相比,镁/铝双金属叠层板拉深使筒形件的凸耳减小。     

镁合金筒形件热拉深变压边力工艺研究

以镁合金筒形件作为研究对象,利用Dynaform软件模拟不同变压边力加载曲线下的拉深成形过程。通过比较不同变压边力加载曲线下筒形件拉深的成形质量,得出压边力随凸模行程增加的方式能够较好改善筒形件成形质量,其中线性增加变压边力加载曲线的成形质量最好。同时以压边力加载曲线、冲压速度、摩擦系数为试验因素设计正交试验,得出最优参数组合为:变压边力加载曲线5、冲压速度2 500mm/s、摩擦系数0.150。     

AZ31B镁合金方盒形件拉深成形工艺参数研究

针对AZ31B镁合金方盒形件进行拉深成形工艺试验,分析了单个工艺参数的变化对盒形件拉深成形过程的影响,在其他因素不变的条件下,凹模温度在150~300℃范围内,成形深度随温度升高而增大,在300℃时成形深度达到最大值;凸模温度保持在120℃左右,差温拉深效果较为明显;压边间隙调整到1.3t(t为板材厚度)时,拉深深度最大;拉深速度在30 mm·min-1时成形深度最大。确定了影响拉深成形深度的各工艺参数的先后顺序为:压边间隙、凸模温度、凹模温度和拉深速度。运用正交试验方法进行各工艺参数优化组合,结果表明,采用最优工艺参数组合可以提高AZ31B镁合金方盒形件拉深成形的成形深度。     

某新能源汽车轻量化地板件冲压成形参数设计及优化

针对某新能源汽车轻量化地板件在冲压成形过程中发生的拉裂和起皱等缺陷进行研究,采用有限元模拟和实验设计相结合的方法,对工艺方案进行优化设计。以压边力F、摩擦系数μ和凹模下压速度v为影响因素,提出以最大减薄率Y_1和最大增厚率Y_2两个函数作为成形质量评价目标函数,进行多目标优化。采用正交实验设计实验方案,并在Design-Expert中对建立的优化模型进行多目标求解,最终得到了期望值最高的最优化冲压成形参数组合为:压边力F=160kN、摩擦系数μ=0.1、凹模下压速度v=2 m·s~(-1)。并通过工厂的实际试模检验了优化方案的可靠性。