基于遗传算法的接头类薄壁件装夹布局优化设计

以接头类薄壁件为研究对象,针对其在铣削加工中装夹位置的优化设计进行研究。利用UG对四刃立铣刀和零件进行了三维建模。通过有限元分析软件ABAQUS,对不同装夹位置对接头结构件变形的影响进行了模拟。以平均变形量最小为目的,基于MATLAB遗传算法对装夹位置进行了优化计算,确定了最优装夹位置。为航空接头结构件铣削加工中装夹位置对变形的控制提供了有效的方法。     

多元非线性回归的非对称薄壁件装夹位置优化

采用Johnson-Cook动态本构和剪切失效准则,从装夹位置角度对非对称航空薄壁件加工变形问题进行研究,获得加工变形与装夹位置关系数据;利用多元非线性回归手段,得到装夹位置与加工变形的数学模型;采用全局寻优能力较强的遗传算法优化装夹位置。结果表明:采用优化后的装夹位置较大幅度的降低了加工变形,与传统装夹位置(夹紧元件均匀分布)相比,平均变形量降低62%。     

基于ABAQUS的薄壁件装夹优选方案有限元分析

对在铣削过程中因装夹方案不同引起的框体类薄壁件整体变形的影响进行了研究.采用三维非线性动态有限元分析方法,对铣削过程中的薄壁件装夹方案进行了优选.刀具为三维造型,并以刚体形式导入ABAQUS软件,工件被定义为变形体,通过对有限元软件的操作,分别对装夹位置、装夹顺序和卸载方案三个因素在装夹过程中对框体类薄壁件产生变形的影响进行了模拟.提出了以最小加工变形为目标、装夹方案为设计变量的优化设计方案,对框体类薄壁件的加工变形控制提供了有效方案.     

异形薄壁件加工工艺优化研究

针对异形薄壁件加工普遍存在效率低、变形大的问题,以一个典型异形薄壁件为例进行工艺流程优化和装夹方式优化,其中装夹方式优化引入了新设计夹具.采用对比试验的方式将优化前工艺与优化后工艺进行对比,并分析零件加工时间和尺寸精度.结果表明:优化后工艺加工效率较高,且零件精度显著提升.该工艺优化研究取得良好效果,对异形薄壁件加工具...     

大型薄壁件多点位自动化柔性支撑系统的位置优化研究

为解决多点位柔性工装系统在夹持大型薄壁件过程中需要满足定位形变量控制问题,基于“N-2-1”定位原理,针对均布算法局限,提出一种不依赖于外部操作者就能按照自生成原理实现系统的位置优化方法,并通过有限元软件Abaqus建立了大型薄壁件多点定位数值模型,采用先整体再局部依次进行位置优化。结果表明：优化后的支撑点位布局合理,系统资源利用率高,与单一整体位置优化相比,添加局部位置优化能够以最少支撑点位使得航空薄壁件更易达到工程要求;而对于局部存在缺陷无法进行支撑,则需考虑特定情况,调整相应支承机构点沿减小工件加工变形的最敏感方向移动,在局部变形较大的地方优化支撑点的数目,使得其变形相对于初始变形量显著下降,并且吸附压力也满足工程要求。     

基于NSGA Ⅱ算法的高速铣削参数多目标优化

采用正交试验法对3Cr2Mo模具钢进行高速铣削试验,建立了刀具磨损和表面粗糙度的预测模型。在此基础上,以生产效率最大、生产成本最小为目标建立优化模型,使用Matlab中以NSGA-Ⅱ算法为理论基础的多目标优化方法对其求解,得到了较优铣削参数。     

一种大型薄壁件的多点柔性定位工装与装夹优化技术

针对航空航天制造中经常会用到的一些尺寸大、刚度低、易变形的大型薄壁件,开发出了一种多点柔性定位工装,根据这种柔性工装和工件的特点,提出了一种能够对这类零件的定位/支承布局方式进行有效优化的方法,提高了零件的加工质量,节省了这类零件制造的工装成本。     

基于拓扑优化的薄壁零件装夹布局确定方法

在复杂薄壁件加工过程中,合理的定位点配置可以有效降低加工变形。为了解决薄壁件定位支撑结构的优化设计问题,文章建立了以刚度为目标函数,体积为约束函数的拓扑优化模型。模型将夹具与工件看作同一实体,采取多组件多约束的拓扑优化方法,利用大型商用软件Ansys Work-bench中的拓扑优化设计模块对零件的定位支撑结构进行拓扑优化设计,并对不同支撑条件的变形仿真结果进行了比较,证明了拓扑优化方法在夹具设计中应用的可行性。     

大弧度薄壁壳体内壁加工的优化方法

针对普通车床加工大弧度薄壁壳体内壁的难题,给出一种利用杠杆摆动式装夹装置实现大弧度薄壁壳体内壁加工的优化方法。该装置基于二力杆原理,通过螺纹副伸缩机构和刀体回转机构实现刀体在传动螺杆的拉动下绕刀杆回转轴做匀速圆周运动,达到了采用普通卧式车床就能实现薄壁壳体内壁加工的技术要求。采用计算机辅助设计软件Pro/E并结合图解法的实验结果表明:杠杆摆动式装夹装置的关键技术参数优化设计合理,能够达到预期的加工精度要求。杠杆摆动式装夹装置扩大了企业普通机床的使用范围,提高了车床的利用率,具有一定的应用价值。     

基于数控车削加工的复杂薄壁件工艺方案设计

依据数控车削加工及内外复杂曲面薄壁件的特点,以数控车削加工薄壁子弹头模型为例,从零件图纸设计分析、工艺流程安排、工艺过程、零件质量检测与分析等方面对数控车削加工复杂薄壁件的加工工艺进行了设计和应用.该工艺方案进行反复检验后,解决了复杂薄壁件材料强度低、装夹困难、刀具特殊、工艺复杂等实际加工中的难点.     

基于UG和VERICUT的航空薄壁件数控加工与仿真研究

针对某航空薄壁件的结构特点和加工难点进行分析,合理设计装夹方式,并进行工艺编制。基于UG软件进行零件的数控加工编程,生成刀具轨迹及NC程序,通过VERICUT仿真平台对该航空薄壁件进行仿真加工,检验数控程序的正确性,并对数控加工参数进行优化,避免实际加工中机床与零件发生碰撞或干涉等情况。实践结果表明该方法提高了加工效率。     

基于混沌粒子群算法的钛合金薄壁筋铣削变形优化

针对薄壁筋受铣削力影响易变形的问题,提出一种基于薄壳划分和周期性施加铣削负载的变形仿真方法,通过仿真和试验两方面对比研究,分析了薄壁筋的变形过程并得出其变形规律。为了解决标准粒子群算法在优化铣削参数时容易陷入局部最优解的问题,提出一种基于变异算子与自适应动态惯性权重的改进混沌粒子群算法,并以变形量为约束,铣削力最小为目标优化了铣削参数。结果表明:改进后的混沌粒子算法在全局搜索能力和计算速度方面相比粒子群算法显著提高,试验证明采用优化后的铣削参数组合可有效减小薄壁筋的变形。     

基于水平集方法的薄壁件堆焊成形数值分析

针对薄壁零件在微束等离子堆焊过程中的成形特点展开研究. 采用有限元软件COMSOL对薄壁件堆焊层熔池进行温度场仿真,由于横截面散热条件较差,热累积明显,温度场分布呈现上“拱桥”下“水平”的特点. 建立熔池自由表面变形的数学模型,采用水平集方法模拟熔池表面变形及凝固过程,并对影响熔池成形尺寸的因素进行探讨. 结果表明,表面张力系数和接触角越大,熔池在宽度方向尺寸越小,高度方向尺寸越高. 通过与试验焊缝对比,该模型能够较准确的反映薄壁零件单层堆焊的形貌特点.     

基于数值模拟的铝合金薄壁件金属型低压铸造工艺设计

以A356铝合金为研究对象,基于数值模拟方法使用商业铸造软件ProCAST设计了薄壁件金属型低压铸造工艺,并针对铸件表面缺陷进行分析,提出了工艺改进方案,铸造出了截面呈L型,尺寸为长300 mm、宽100 mm、壁厚1.5 mm的完整铸件,铸件表面质量好,无缩松等铸造缺陷.     

带金属嵌件的薄壁塑件注射成型分析与优化

分析了带金属嵌件的薄壁塑件注射成型工艺与模具设计要点,利用CAE技术对铁框和塑框一体注射成型件的翘曲变形进行分析,得出不同材料属性与塑件结构是引起塑件翘曲变形及塑铁分离的主要原因,并通过调整注射温控系统和塑件结构的方法实现优化,最终成型出符合质量要求的塑件。     

基于ABAQUS的薄壁件多点柔性加工变形分析

运用有限元软件ABAQUS对薄壁件的实际加工过程进行了模拟三维仿真,研究了多点柔性工装系统支撑单元的密度、间距和吸附装置吸附力对薄壁件加工变形的影响。总结出3种因素对加工变形的影响规律以及为减少占用较多资源和调配时间最优的装夹布局,对多点柔性工装系统控制薄壁件的加工变形问题给出了建议。     

基于改进型BP神经网络和NSGA-Ⅱ遗传算法的机械零件多目标优化

文章针对传统的机械零件多目标优化算法的不足,提出了一种基于改进型BP神经网络和NSGA-Ⅱ遗传算法的机械零件多目标优化设计方法,该方法首先利用Workbench对零件进行分析得到实验数据,然后用改进型BP神经网络对实验数据进行训练并建立起多目标优化的模型,采用NSGA-Ⅱ遗传算法对模型进行多目标优化.结果表明,在满足优化零件使用条件的情况下,运用该方法求得质量的相对误差最大为11％,变形的相对误差最大为3.36％,验证了该方法的有效性和可靠性.并将该方法得出的结果与传统Workbench得出的多目标优化结果进行了比较,证明了该方法优于传统Workbench优化方法.     

基于ABAQUS软件二次开发的大型曲面薄壁件加工变形预测

针对无法连续模拟大型曲面薄壁件铣削加工变形的问题,利用Python脚本语言对ABAQUS软件的前处理模块进行了二次开发,通过开发的切削力动态加载Python脚本程序,解决了大尺寸曲面薄壁件加工变形的预测问题。实例模拟计算表明,仿真结果符合实际规律,证明利用有限元二次开发技术可以较好地预测大型曲面薄壁件的加工变形,为其在其他领域的应用提供了参考。     

薄壁件装夹方案优选的有限元模拟

针对薄壁零件刚性较低,加工工艺性差,容易产生装夹变形的问题,提出了采用有限元分析的方法来比较装夹方案的优劣。对于一个给定的零件,先给出几种合适的装夹方案,并计算出每种方案的夹紧力。然后,基于有限元软件,计算出工件在各种装夹方案下的变形量,以装夹后的形位误差最小为目标,选出最优的薄壁件装夹方案。文章给出了一个薄壁镜座零件的实例,采用ABAQUS有限元软件,应用本文描述的方法,得出了一种较优的装夹方案,有效地论证了该方法的可行性。     

30SiMn2MoVA钢长筒薄壁件的激光焊接

探讨了３０ＳｉＭｎ２ＭｏＶＡ材料的激光焊接性;提出了长筒薄壁件的激光焊接工艺以及控制长筒薄壁件的焊接变形及消除焊接裂纹的方法。结果表明,采用合理的焊接参数及工艺措施,能够控制工件焊后的变形,解决焊接中的开裂问题,获得良好的焊缝质量。