基于BP神经网络的车身U形类冲压件成形回弹预测

基于MATLAB平台,将BP神经网络和数值模拟技术应用于冲压回弹预测中。采用三层BP神经网络建立基于变压边力的回弹预测数学模型,由正交实验法安排模拟实验组合,采用有限元软件进行冲压过程的数值模拟,并把端点处的Z向回弹量作为模型目标值。将模拟结果作为神经网络的输入样本对训练网络并建立网络知识源,得到了输入为工艺参数、输出为冲压回弹量的神经网络模型,并通过检验样本检验了ANN模型的准确性。实验表明：将神经网络与正交实验、数值模拟三者结合用于板料冲压参数优化可以明显缩短优化工艺参数的时间,提高工艺设计效率,同时在数值模拟实验次数一定的条件下,能获得比单纯使用正交实验和数值模拟方法更为精确的结果。     

超高强度防撞梁热冲压成形工艺优化

对超高强度防撞梁的热冲压成形过程进行了模拟分析,揭示了热成形过程不同阶段板料温度、厚度、微观组织和性能的变化规律,以及初始成形温度、冲压速度和压边力等工艺参数对超高强钢热成形的影响规律,优化了防撞梁热成形工艺参数,并通过试验进行了验证。结果表明:热冲压成形过程中,板料厚度变化主要发生在高速冲压阶段,微观组织及性能变化主要发生在淬火阶段,热冲压成形件卸载后的回弹量很小;初始成形温度对板料厚度变化影响显著,初始成形温度较低时板料成形性较差;冲压速度过大或过小均易导致板料减薄严重;添加压料板会大幅降低板料流动性,易导致拉裂;对本文构件而言,最佳工艺参数是:初始成形温度为800℃、冲压速度为100mm/s,不设置压料板。     

拼焊板V形自由弯曲回弹控制影响因素分析

回弹是影响弯曲件最终形状和精度的关键因素。拼焊板在弯曲过程中,影响回弹过程的因素比单板更为复杂。材料性能、工艺参数及板料与模具的几何参数微小的变化,都会引起回弹的较大变化。本文以横向拼焊板V形自由弯曲为研究对象,采用试验方法对拼焊板弯曲及回弹过程进行了研究,分析了影响横向拼焊板回弹的主要因素,为进一步研究拼焊板V形自由弯曲回弹控制技术奠定了基础。     

汽车零件冷冲压成形质量的优化

针对汽车零件冷冲压成形过程存在的起皱、开裂等质量问题,以某品牌汽车的后地板横梁为例对其进行了板料形状和冲压工艺参数的优化.首先,根据拉延时板料的流动情况确定板料的形状和设计拉延筋的分布;其次,通过正交实验确定最优冲压工艺参数组合,并对最优冲压工艺参数组合进行仿真分析和拉延实验.仿真分析和拉延实验表明,零件无起皱现象,开裂现象明显减少,成形充分,最大厚度和最小厚度均符合零件的设计要求.因此,该优化方案能够为汽车零件冲压成形工艺提供参考.     

基于多工序回弹补偿的大型汽车覆盖件成形优化

针对某品牌SUV汽车大型覆盖件成形过程存在的易起皱、破裂和回弹等质量问题,进行了工艺参数多目标优化和回弹补偿优化.首先,以最大增厚率和最大减薄率为评价目标,利用正交试验和Design - Expert软件对压边力、模具间隙、冲压速度和摩擦系数进行多目标优化,并确定最优工艺参数组合; 其次,以最大回弹量为评价目标,利用多工序补偿法对拉延模和修边冲孔模进行回弹补偿,并对最优冲压工艺参数组合和回弹补偿面进行仿真分析和试模实验.研究表明:优化后的成形工艺参数能够防止零件破裂,减少起皱以及降低最大增厚率和最大减薄率; 多工序回弹补偿能够有效控制回弹量,减少整形工序.本文的优化方案可为提高大型汽车覆盖件的成形质量和节约成本提供参考.     

铝合金热冲压板件多目标优化

为解决铝合金热冲压板件存在的减薄和回弹等缺陷,采用响应面法分析了板料初始成形温度和压边力对最大减薄率和最大回弹量的影响规律。结果表明:成形件的最大减薄率随着板料初始成形温度和压边力的增大而增加;最大回弹量随着板料初始成形温度和压边力的增大而下降。最大减薄率和最大回弹量之间具有一定的冲突性。为解决这种冲突,采用多目标遗传算法NSGA-II进行多目标优化,得到Pareto最优解。进而在保证最大减薄率和最大回弹量都相对较小的情况下,确定合理的铝合金热冲压板件的工艺参数范围:板料初始成形温度为470.86~520°C;压边力为110~131.78k N。试验结果表明,合理的工艺参数可以避免破裂和减少回弹。仿真结果与试验具有较好的一致性。     

U形弯曲件回弹补偿半径的计算

回弹是板料冲压成形过程中一种常见但很难解决的现象,在U形件成形中回弹更加明显。模具补偿法是实际生产中常用的控制U形弯曲件回弹的方法,该方法的使用目前仅仅停留在经验的层次上,很少有文章从理论上对该方法做出阐述。根据回弹理论,推导了小型U形件弯曲时,模具补偿半径与弯曲凸模圆角半径之间近似的计算公式,并且运用商业有限元分析软件Dynaform对该公式进行了可行性分析。分析结果表明所介绍的计算公式合理,对实际生产具有一定的指导作用。     

钣金V形折弯回弹影响因素的有限元分析

在钣金V形折弯成形过程中,回弹对成形精度的影响很大,为此,针对板材的成形和弹复过程进行有限元仿真试验,分析材料性能参数（弹性模量,硬化指数）、板料厚度、模具几何参数（下模具开口宽度,上模具圆角半径）和润滑条件对折弯回弹的影响.仿真结果表明：回弹随弹性模量、硬化指数和板料厚度的增大而显著减小,随下模具开口宽度的增大而增大;上模具圆角半径和润滑条件对折弯回弹的影响较小,回弹随上模具圆角半径与摩擦系数的增大而缓慢减小.研究揭示了影响回弹的主要规律,为提高V形折弯成形精度提供了可靠的依据.     

坯料厚度与压边力交互作用的回弹影响因素的CAE分析

以某灯罩零件为研究对象,以动力显式有限元软件Dynaform为平台,研究了坯料厚度与压边力之间的交互作用,并以正交试验为手段,进一步研究了这种交互作用、虚拟冲压速度、积分点数、模具间隙、坯料厚度、压边力对回弹的影响．研究结果表明：坯料厚度与压边力之间的交互作用对回弹的影响相当显著;基于CAE分析的回弹预测,模拟参数对回弹预测的影响不可忽视;回弹是多因素耦合的结果,适当的参数组合能够在很大程度上减小冲压件的回弹量．     

基于支持向量机的随机聚焦搜索算法优化冲压成形工艺

针对板料冲压成形工艺优化问题,研究了一种新的优化设计方法。采用支持向量机(support vector ma-chine,SVM)构建工艺参数与成形质量之间的多元非线性回归函数模型,在此基础上将一种新的群集智能算法,即随机聚焦搜索(stochastic focusing search,SFS)算法应用于冲压成形工艺参数寻优,以达到优化成形质量的目的。结合盒形件拉深实验证明,SVM在小样本条件下学习后所构建的非线性拟合精度比神经网络具有优势,表明了SVM具有更好的泛化性能。在SVM模型基础上应用SFS算法对板料冲压成形的工艺参数进行优化,将优化后的工艺参数进行实验验证,结果表明可获得较好的成形质量,说明了该优化方法具有较好的精确度和有效性,有一定的工程实用价值。     

工艺参数对机匣冷态强力旋压力学行为影响规律研究

针对航空钣金机匣材料难于成形,且成形后的产品精度难以控制等问题,本文以高温合金GH3030为材料,在阐明钣金机匣冷态强旋成形回弹理论与载荷作用机制基础上,使用SIMUFACT.FORMING有限元软件,导入实验室之前所得到的GH3030的本构方程,在软件中建立了航空机匣锥形件冷强旋的仿真模型,分析了旋轮间隙,旋轮进给比以及芯模半锥角对钣金机匣冷态强旋成形回弹与载荷影响规律;采用正交试验得到了各工艺参数对回弹角度影响的主次规律,并得到最优工艺参数组合;采用BBD试验方法,得到旋压最大成形力与旋压参数的量化回归模型,对回归方程进行方差分析,计算它的多元相关系数、可信度、精确度,结果表明该模型的可信度和精准度较高,并取点验证,发现误差在10%以内,回归模型较为精准。最后进行了旋压实验,对比分析了仿真结果与旋压实验实测结果的回弹角度,其平均误差在6.2%以内,验证了仿真结果的可靠性。本文的研究结果为实现高温合金钣金机匣锥形件冷强旋的精确成形提供了理论指导和技术支持。     

基于混合响应面法的滚压成型回弹角预测控制及应用

为了解决板金属滚压成型回弹角预测精度不足以及滚压成型工艺参数的选定过多依赖于经验设计的问题,提出将参数响应面法与非参数响应面法结合形成混合响应面法,利用混合响应面法对滚压成型的加工工艺参数进行优化并预测控制板金属回弹角的大小.通过混合响应面法可以分段构建板金属滚压成型回弹角预测模型,将预测模型的回弹角响应值和滚压成型实验回弹角值进行误差分析比较,两者具有良好的一致性;最后通过优化求解回弹角预测模型得到回弹角的最小值,结果表明,选用适当的成型板料弯曲内半径、过弯角可以大大减小滚压成型回弹角.     

基于材料参数检测的板料回弹预测方法

回弹是影响钣金成形质量的主要因素之一,对钣金折弯回弹的准确预测和有效控制是提高折弯成形精度的关键.在分析弯曲成形及弹复过程的理论解析基础上,开发一种应用于高精度V形自由弯曲成形的折弯系统,基于单向应变和小变形假设,建立折弯成形及回弹的理论模型,利用成形过程中测得的折弯参数计算得到材料的性能参数值,进而确定最终的折弯深度.通过计算结果与实验结果的对比,验证了该方法的可行性与有效性,为板料折弯成形的回弹控制提供了一种有效途径.     

Improvement of springback prediction of wide sheet metal air bending process

Accurate springback prediction of wide sheet metal air bending process is important to improve product quality and ensure the precision in dimension. The definition of elastic limit bend angle was proposed. Based on cantilever beam elastic deforming theory, the geometrical parameters of forming tools, sheet thickness and the material yielding strain were derived and validated by the finite element method (FEM). Employing the degree of elastic limit bend angle, the equation for springback prediction was constructed, the results calculated fit well with experimental data. Especially for the small bend angle, the predicted results by equation were applied to conduct the springback prediction and compensation in industries and give closer correlation to the experimental data than those calculated by engineering theory of plastic bending.     

薄板单向拉伸与双向拉伸应力应变关系分析

本文对金属薄板在单向拉伸和双向拉伸状态下的应力应变关系进行了理论和实验研究，给出了两种应力状态下所得ｎ值的相关性，分析了其预报成形极限的适用性，将研究材料在单向及双向拉伸试验中所获应力应变关系用于拉延成形的过程分析和极限成形参数计算，结果表明，单向拉伸时的应力应变关系用分析拉延成形过程更为符合实验结果。     

板料三点弯曲回弹行为研究

针对5754-M铝合金板在无预应变和有预应变2种情况下的弯曲回弹行为进行研究.通过解析法分析了板料在弯曲后的回弹现象,推导出了回弹角度的计算公式,将理论值分别与有、无预应变的2组试件的三点弯曲实验结果进行了对比验证.结果显示,计算出的回弹理论值误差在合理范围内,有较高的精度,实现了对有、无预应变试件弯曲变形行为的合理解释和弯曲回弹角度的合理预测.     

虚拟动能对薄板回弹精度的影响

针对板料成形回弹精度问题的数值模拟,从理论上分析了凸模虚拟速度和板料虚拟密度对薄板变形能的影响.以Num isheet’2002无约束柱面弯曲回弹考题为例,采用显/隐式算法模拟了不同虚拟速度和板料虚拟密度条件下的变形过程.与实验结果的对比表明,随着虚拟速度和虚拟密度的增加,板料虚拟动能增加而变形能减少,使回弹计算精度降低.为保证回弹计算精度,应通过调整虚拟速度和虚拟质量,使虚拟动能控制在变形能的7%以内.