基于类等势场的粉末高温合金盘件等温锻造预成形设计

以体积成形工艺为例提出了一种新的预成形设计方法。通过静电场模拟选取适当的等势线作为预锻模型腔的基本形状，将选取的预成形形状通过频谱分析进行光顺处理，可以确定出六组预锻模型腔最终轮廓形状。利用有限元软件对粉末高温合金盘件两工步（预锻＋终锻）等温锻造过程进行模拟，进一步分析了相关场变量的分布，优选出预锻模型腔形状。分析表明，基于类等势场法的预成形设计和基于频谱分析的曲线曲面光顺处理方法适合体积成形工艺的预制坯设计。     

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。     

顺序成形模锻法

顺序成形模锻法在理论和实践上都具有技术上的可行性、质量上的可靠性和经济上的合理性.通过介绍顺序成形模锻法的概念、特点和应用实例可知:顺序成形模锻法实现了从预锻(或预成形或制坯)到模锻终锻的金属成形顺序由传统的同步性独立成形转变为具有优化成形顺序的非同步性成形,锻件难变形区最小,锻造工艺性最好,“成形”和“改性”效果最好...     

基于响应面法（RSM）的锻造预成形多目标优化设计

以航空发动机涡轮盘锻件为研究对象,应用响应面法(Response surfce Methodology,RSM)和有限元数值模拟(FEM)对锻造过程预成形设计的多目标优化问题进行了研究.首先以模具充填完整和提高锻件内变形均匀性为目标,建立了有限元数值模拟与响应面法相结合的二阶分析模型,并对优化结果进行了讨论.其次,在原优化设计的基础上以降低锻造过程的成形载荷为目标进行了预成形再设计.结果表明,应用响应面法可灵活有效的对难变形材料锻造预成形坯料形状进行多目标优化设计.     

复杂锻件的坯料预成形优化设计方法

为了提高复杂锻件坯料预成形设计的计算效率,提出了一种基于数值模拟和正交设计相结合的坯料预成形优化设计方法。这种方法以数值模拟为计算工具、以正交设计为优化手段,将优化过程与有限元计算分离开。将此方法应用于某机匣锻件预成形坯料优化设计,获得了良好的效果,确定了各设计变量对目标函数的影响程度和影响趋势。所提出的方法对复杂锻件的坯料预成形优化设计具有重要意义。     

基于响应曲面法的预成形模具优化设计

采用响应曲面法对预成形模具形状进行了优化设计,以终锻件能够完全充满型腔且飞边最小为优化目标,建立了数学建模。以工字型锻件为例,设计出了直线、圆弧和曲线3种预锻模形状,提取了直线的角度、圆弧的半径、四次曲线的拐点位置为设计变量。以Deform 2D为有限元模拟软件,对每种预锻模形状进行锻造过程模拟,根据模拟出的实验数据求得目标函数值。用曲线拟合软件1st Opt对形状设计变量和目标函数值之间的相互关系进行曲线拟合,得到相应的曲线方程,并对曲线方程求最优解,从而获得最佳角度为41°,最佳半径为109.1 mm,最佳拐点位置为0.3。通过对3种最优预锻模形状的比较,得出四次曲线型预锻模为最佳预锻模形状。     

高筋薄腹板类锻件三维预成形设计及优化

高筋薄腹板类锻件通常具有较大的尺寸和较复杂的内腔,需要在锻造成形过程中进行合理的预成形设计。提出了一种三维预成形设计方法,以一个典型的高筋薄腹板类锻件为例,根据静电场与锻造速度场分布的相似性,用静电场等势面模拟获得其预锻形状;然后利用Deform-3D进行锻造模拟,对预锻形状进行验证和评估;最后通过构建神经网络,建立了毛坯尺寸、等势面电势值和等效应变差值、锻件填充率的映射关系,并结合遗传算法搜索最优解,实现了毛坯和预锻件的联合优化设计。结果表明,本方法可以快速而准确地设计出预成形件,可靠性较高。     

基于Pro/ENGINEER二次开发的筋板类锻件预成形设计

提出一种高筋薄壁类航空锻件预锻成形设计新方法,建立了典型的H型预锻截面数学模型,在Pro/EN-GINEER平台上二次开发了界面友好的预成形设计软件,应用DEFORM-3D有限元软件模拟典型结构件预锻及终锻过程,研究了预成形设计对模锻件变形均匀性及成形载荷的影响。结果表明,预成形设计能使锻件金属流动更加合理,锻件内部的变形更加均匀,同时能降低锻造过程的成形载荷。     

基于SGPLVM的齿轮坯预锻件多目标优化设计

在锻造齿轮坯的生产过程中,齿轮坯预锻件的设计质量优劣将会直接影响到终锻时金属的流动、锻模型腔的充满、锻件的质量和模具的寿命等方面。首先建立了预锻件外形尺寸和终锻时最大成形力、终锻时最大模具应力三者之间的极限学习机(ELM)网络模型,然后利用监督高斯过程隐变量模型(SGPLVM)算法,将输入变量降维成低维空间中对应的隐变量,通过隐变量和输出变量之间的关系,利用GA遗传算法多目标优化去计算最佳的预锻件的尺寸。结果表明:当终锻最大成形力和终锻最大模具应力均最小时,预锻件尺寸最优。     

基于正交实验的H型截面铝合金锻件多目标成形优化

为了提高H型截面铝合金锻件的变形均匀性,减少流线折断等缺陷,采用正交实验法确定实验方案,采用DEFORM-2D数值模拟软件对方案进行仿真模拟。以锻件最后的充填性,变形均匀性和纤维折断为多目标评价标准,分别研究设计因素对成形目标影响的主次顺序,并通过综合平衡法得到了工艺参数的最佳水平组合,以此进行有限元模拟验证。验证结果表明,该优化方法能够获得满足质量要求的H型截面铝合金锻件。     

基于UBET和FEM的模锻件预成形设计

提出了一种用于锻造过程预成形模拟设计的新方法——基于 U BET和 FEM的混合正 /反向模拟预成形设计技术 ,即先用 UBET进行反向模拟 ,快速找出可能的预锻件或初始坯料 ,再用 FEM进行正向模拟验证 ,必要时可根据正向模拟结果对坯料或预锻件进行修改 ,使之能够达到完全充满型腔且飞边尽可能小的最佳效果。应用 U BET和FEM的混合正 /反向模拟预成形设计技术进行预成形设计 ,并与实验结果进行对比 ,结果与实测值基本吻合。     

基于人工势场法的管件切割路径规划

大型船厂对管件的切割焊接中,采用机械臂的自动切割、焊接及其编程规划问题是亟待解决的问题.阐述了基于人工势场的割枪切割管件的运动路径规划方法.在切割路径规划中,定义引力函数和斥力函数,通过MATLAB科学计算程序实现了所提出规划算法,并应用于Kuka机器人.仿真结果表明,所规划的机器人末端轨迹的准确性和可行性.     

基于人工势场法的船舶航行避碰控制

介绍了依据人工势场法实现的船舶航行避碰控制方案,船载无线信息收发单元通过GPS获得本船的位置和速度信息,使用无线数传芯片发布和接收信息.在收到它船发出的同类信息后发出报警,并实时计算两船的间距,为采取避碰措施作准备.     

动态环境中基于改进势场法的移动机器人路径规划

在一般势场法的基础上,针对动态环境中,目标和障碍物都是运动的条件下,提出了一种改进的势场法。通过在吸引力势场函数中引入相对速度和设置机器人的避碰预警距离等方法解决了目标移动环境下路径规划的问题。仿真实验证明该方法是有效的。     

轴类锻件立式锻造超镦粗比时锻件成形工艺的研究

轴类零件在锻压机上锻造时,依据分模方式不同,可分为立式锻造和卧式锻造。在锻压机上采用闭式热顶锻工艺时,依据不同轴径留取最小加工余量,可以设计出不同形状的锻件(图1)。锻件的形状与后序成形工艺难易程度有非常大的关系。但有时为了满足用户减少加工量的要求,不得不采用成形工艺难度较大的锻件形状,如图1(b)所示形状。本文就针对此种情况,对锻件的成形工艺选择和模具设计进行介绍。     

基于响应面法的枝杈类锻件挤压成形折叠缺陷参数化研究

以枝杈类锻件挤压成形过程中枝杈根部产生的折叠缺陷为研究对象,采用数值模拟、响应面法及试验相结合的方法进行研究,将影响折叠缺陷程度最大的3个参数,即挤压速度v、冲头底锥相对直径d/D和模具圆弧外端与冲头环形平面距离h作为设计变量,建立了枝杈根部最大折叠长度Llap的目标函数关系式。研究结果表明,增大挤压速度v、模具圆弧外端与冲头环形平面距离h以及减小冲头底锥相对直径d/D均可减小折叠长度,并且对最大折叠长度Llap影响的主次顺序为d/Dh v。试验结果与数值模拟结果均验证了Llap函数表达式的正确性,3种方法所得最大折叠长度误差为5. 44%～15. 02%。     

基于BP神经网络和遗传算法的齿轮坯预锻件多目标优化设计

在齿轮坯多工位锻造生产中,齿轮坯预锻件的设计直接影响到终锻时金属流动、锻模型腔的充满情况、锻件质量和模具寿命.本文利用BP神经网络处理高度非线性问题的特点,建立了预锻件尺寸和终锻成形力、终锻最大模具应力之间的网络模型,再结合遗传算法的全局寻优功能,确定了在终锻成形力最小以及终锻最大模具应力最小时的最佳的预锻件形状和尺寸.     

轴对称件超塑性气压胀形过程的等势场模拟

利用塑性变形过程中坯料的流动规律类似于静电场等势线分布这一特性,来反推胀形工艺的初始坯料,并将该方法应用于LY12铝合金板料的超塑性约束胀形工艺,进行了相关场变量及参数的分析计算,最后将计算结果与有限元法所得结果进行比较,分析表明,该方法可行、计算结果可靠、计算过程快捷。     

基于人工势场法的移动机器人路径规划研究

基于人工势场法的移动机器人路径规划具有目标不可达、在障碍物前振荡、存在局部极小值等问题。通过分析振荡现象产生的原因以及局部极小值点存在的原因,提出一种基于人工势场模型、采用量子粒子群算法来选择人工势场模型参数的算法,从而克服人工势场法的模型缺陷,实现路径的优化。仿真结果表明,该方法能有效地提高路径规划的性能。     

基于改进人工势场法的搬运机器人避障算法研究

搬运机器人作为移动机器人中的一种,应用前景十分广泛.基于搬运机器人的避障问题,对人工势场法进行研究,针对人工势场法容易出现的局部极小值问题和目标不可达问题进行分析,通过引入虚拟障碍物模型,较好地解决了人工势场法的局部极小值问题;修改斥力模型修正了目标不可达问题.在MATLAB软件中对改进之后的算法进行仿真,验证了该算法...