基于灵敏度分析的预锻模具形状优化设计

以最终锻件的形状为目标,采用塑性有限元、灵敏度分析和工程优化算法相结合的方法,对预锻模具形状进行了设计。针对下模速度为零时,下查形状不能优化有的情况,提出了一种处理速度灵敏度边界条件的方法,该方法可同时对上下模具形状进行优化。针对程度耗时较问题,提出了贮存灵敏度刚度矩阵,减少优化设计变量的方法,大大提高了程序的运行速度。最后,给出了优化设计实例,验证了该方法的可靠性。     

锻造过程最优化预成形设计系统的开发研究

采用塑性有限元、灵敏度分析和工程优化相结合的方法，提出了一种对多工序锻造过程预成形模具进行优化设计的方法。该方法通过 经设计预成形模具形状，可实现菜终锻，得到无飞边、完全充满型腔和无折叠的终锻件。在此基础上，开发了界面友好、自动化易于使用的锻造优化设计软件ＤＯＴＦＯＲＧＥ。     

结合数值模拟与物理实验的叶片锻造预成形拓扑优化设计研究

利用所提出的拓扑优化方法,对复杂形状叶片锻造的预成形形状进行了优化设计。详细给出了该方法在三维模式下的优化策略、优化目标、单元增删准则、几何模型处理等关键技术。以合理精简毛坯、提高模腔充填性为综合优化目标,利用自行开发的优化程序,经过十余次的优化迭代,获得了理论上的优化结果。研制了叶片锻造模具,对优化后的预成形件进行了锻造成形实验;利用激光测量设备采集了叶片锻件型面的几何数据,并与数值模拟结果进行了比对。对预成形件制备工艺的可行性进行了详细讨论。结果表明:基于拓扑优化方法所获得的叶片预成形设计结果较为理想。     

控制锻件变形均匀性的预成形优化设计

变形均匀性是衡量锻件质量的一个重要指标，该文采用基于灵敏度的正向模拟优化法，采用自己编制的程度，以控制终锻件变形均匀性为目标，预成形模具控制点的坐标作为优化设计变量，对典型的高宽比H／B=1．0的H形锻件的预成形模具形状进行了优化设计。给出了目标函数及其灵敏度的表示方法，解决了优化过程中的网格再划分问题，并给出了优化设计的实例，最后提出了一种以单元体积代替单元数目为衡量指标的变形均匀因子法来衡量优化结果，比较表明优化取得了明显的效果。     

体积成形过程预成形优化设计系统的开发研究

采用塑性有限元、灵敏度分析和工程优化算法相结合的方法 ,针对精密成形问题 ,提出了一种对多工序锻造过程预成形模具进行优化设计的方法 ,并在此基础上开发了界面友好、自动化程度高、易于使用的锻造优化设计工具软件DOTFORGE。该软件通过优化设计预成形模具形状 ,可实现对锻造过程中多种目标的优化控制。给出预成形优化设计的目标函数和设计变量以及灵敏度分析方法 ,详细介绍了软件的结构功能、关键技术以及应用实例。     

涡轮叶片平衡角的优化设计

应用塑性理论的基本方法ＳＬＡＢ法提出了涡轮叶片平衡角的优化方法,并编制了计算机程序。     

TA11钛合金叶片预锻过程三维热力耦合数值模拟

运用大型工程软件UG作为几何建模工具,设计并创建了预锻模具。针对不同的预成形毛坯,分析其形状、尺寸对成形效果的影响;讨论了成形过程中的充不满问题,为获得合格的叶片精锻件提供了合理的毛坯形状。采用有限元分析模拟软件Deform对叶片预锻成形工艺过程进行了热力耦合数值模拟研究。研究表明:随着摩擦系数的增大,材料流动性越差,塑性变形抗力加大,且摩擦热增加,温度的最高值升高,所以选用较小的摩擦系数0.1时更合理。通过将模拟结果和实际应用结果进行对比分析,得出模拟过程与实际生产过程相一致,从而说明模拟结果具有一定的合理性和实用性。     

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。     

微观遗传算法在预锻模优化设计中的应用

锻造过程实现净形和近净形制造最关键的一点是对无预锻模进行优化设计。本文用微观遗传算法对Ｈ型截面锻件进行了预锻模优化设计,以实现此锻件的无飞边锻造。设计结果表明优化效果显著。而且用遗传算法进行预锻模优化设计,可充分利用现有的ＣＡＤ／ＣＡＭ软件,既保持软件的独立性,又能实现两者的双向集成。     

锻造预成形工艺三维塑性有限元模拟

综术了目前锻造成工艺数值模拟的发展现状，对三维锻造过程数据模拟技术的软件系统实现提高了可靠的处理方法，并建立了通用三维刚塑性／刚粘塑性有限元数值模拟系统。     

基于Deform的钼板轧制用轧辊辊形的研究

针对钼板轧制过程中,撕裂轧废现象严重等问题,对钼板轧制常用的典型轧辊辊形,如直线廓形轧辊、CVC轧辊辊形以及SMART Crown轧辊辊形,从辊形曲线设计、轧制应力、破坏情况进行比较,提出一种优化设计的辊形以避免或减少边裂现象.结果表明,优化设计的辊形轧辊施加给钼板轧制应力是现有生产轧辊的168%,而破坏值却是4种辊形...     

基于MATLAB的平行刃剪切机剪刃侧隙的优化设计

在对平行刃剪切机剪切过程机理和力学规律分析的基础上,对影响剪切力的重要因素剪刃侧隙进行了力学分析和优化设计,找到剪刃侧隙对平行刃剪切机剪切力的影响规律,进而可以在实际操作过程中以规律分布图和最优化结果为依据,使剪切机剪切力最小.对于平行刃剪切机,一般m≤0.03,当剪刃侧向相对间隙取m=0.03的时候,剪切抗力较小.     

基于Deform的轴承钢球冷镦工艺的优化设计

现有钢球冷镦工艺生产的钢球环带、两极比较大,材料利用率不高,这不仅增加了后续加工时间,而且造成很大浪费。为了降低球坯余量,进一步节约材料,提高生产效率,通过对锥鼓形球坯冷镦工艺的研究,建立了饱满度、圆度、冷镦力、体积等评价指标,并设计正交试验,用Deform仿真分析得出合理的球坯工艺参数。结果显示,优化后的球坯冷镦力减小了35%,改进后的工艺参数具有很好的实际应用价值。     

金刚石有序排列锯片切割性能的优化设计

通过自主研发的金刚石有序排列技术,制作出金刚石三维有序排列锯片,并通过锯切对比实验,检验产品的切割性能。结果表明:金刚石三维有序排列锯片既可以提高锯片锋利度又可以提高锯片寿命;通过金刚石表面处理还可以进一步提高金刚石三维有序排列锯片的切割性能,其锋利度较传统锯片锋利度提高了27.7%,寿命提高了66.6%。      

基于Deform的大长径比PCD微铣刀结构设计及参数优化

微细铣削技术是最适合加工高深宽比微结构的微细加工技术之一,而微铣刀制约着微细铣削技术的发展。针对高深宽比微结构的微细铣削加工,设计一种大长径比PCD直刃微铣刀,通过Deform有限元仿真研究不同微铣刀结构参数对铣削力和毛刺高度的影响规律。进一步地,采用多目标曲面响应分析方法对侧刃后角、底刃后角和底刃倾角3个因素进行试验设计,得到优化后的微铣刀结构参数为侧刃后角30°,底刃后角15°和底刃倾角7°。      

基于FEM/BEM的开降噪孔金刚石圆锯片孔形研究

对降噪孔几何参数进行研究,以Φ960 mm的金刚石圆锯片为例,将有限元和边界元方法相结合,分析不同降噪孔形状的金刚石圆锯片的振动情况,以计算得到的振动响应作为边界元模型的边界条件,计算金刚石圆锯片的声场特性,并对比分析不同形状降噪孔金刚石圆锯片的计算结果进。结果表明:圆形、三角形、五边形降噪孔金刚石圆锯片分别在低频段、中频段、高频段范围内降噪表现最好;整体降噪效果最明显的是五边形降噪孔金刚石圆锯片。并且提出了该种圆锯片工作的合理转速为346~378 r/min和430~456 r/min。      

方筒形不锈钢制件拉深模具的优化设计

分析了方筒形咖啡罐杯身模具拉深的工艺特点,介绍了方筒形不锈钢制件拉深模具的完成过程.方筒形不锈钢制件拉深是在圆柱形模具二次拉深的基础上,通过工艺分析和模具设计优化实现的.通过优化设计,简化了模具结构,明确了模具主要零件的设计要点,缩短了生产周期,降低了零件废品率,提高了拉深件表面质量,应用稳定可靠.     

基于模糊可靠度的巨型模锻水压机主工作缸缸体的优化设计

300MN模锻水压机是我国国防和基础建设的关键设备,其中的主工作缸是水压机的重要部件之一。针对主工作缸的工作状态是否安全的判断依据存在模糊性,对主工作缸的概率法设计结果和安全系数法设计结果进行了模糊可靠度分析计算,计算结果表明:传统的安全系数法设计出来的结果偏于保守,而基于概率法的设计结果不够安全。同时,在不降低模糊可靠度的前提下,基于有限元软件对主工作缸的壁厚进行了优化设计。     

基于ANSYS分析的组合凹模优化设计

应用大型有限元分析软件ANSYS提供的参数化分析功能和优化方法,建立组合凹模的参数化模型,从优化设计的角度出发,确定设计变量、状态变量和优化目标,进行优化设计,并对优化结果进行评价。     

基于Deform的三缸曲轴锻模设计

在分析了42CrMo钢三缸曲轴结构特征的基础上,采用Deform软件,优化了预锻件敷料结构,敷料轮廓由直线相交转变为圆弧过渡,并将夹角由15°优化为20°,降低了模膛应力值;设计了便于变形、分模以及后续配重的余块结构,并在预锻模边缘设计了半开半闭式挤压筒结构,分配了预、终锻变形量,得到了预、终锻模具结构.利用Defor...