基于响应曲面法U形件弯曲成形工艺参数优化

U形件弯曲成形过程中比较凸出的问题是回弹,将响应面法(RSM)与有限元仿真软件Dynaform相结合,应用于SUS430不锈钢的U弯曲成形.选取凹模圆角半径、模具间隙、冲压速度3个工艺参数作为主要的影响因素,回弹角度作为优化目标,建立15组Box-Behnken设计(BBD)试验方案,并建立因变量与目标值间的二阶非线性回归响应模型,借助Design-Expert软件对响应模型进行优化,通过优化取值获得模型较优的参数组合.经过仿真验证,将回弹角度由原来的3.39°减少到了2.19°,响应面与有限元软件的结合显著减少有限元模拟的次数,同时提高U形件成形质量.     

板材多点渐进成形的破裂预测模型的建立

针对方金属板材在成形过程中易破裂问题,以方锥台为试验制件,设计响应曲面试验方案,对多点渐进成形过程进行数值模拟,借助Design-Expert,将成形工具头直径、进给量、成形角、板厚作为分析因子,厚度减薄率φ与成形深度h作为响应因子,建立多元回归破裂预测模型,对预测模型得到的最优与最差工艺参数进行数值模拟与试验,并对得到的结果进行对比分析。结果表明:预测结果、数值模拟结果、试验结果在数值上非常接近,以方锥台为对象构建的破裂预测模型,可用于金属板材破裂的预测,提高金属制件成形质量。     

基于响应面法的车内噪声分析与优化

利用Hypermesh建立某车声固耦合模型,在发动机激励下对车内噪声进行预测分析.利用板件贡献度分析得出峰值频率下贡献度大的板件,将其厚度作为设计变量.通过拉丁超立方试验设计,构造出质量和峰值频率下声压响应的响应面模型;通过Hammersley抽样对构造出的响应面进行误差分析,选出最优响应面模型.根据最优响应面模型以质量最小为目标,峰值声压、车身弯曲刚度和扭转刚度为约束条件进行遗传算法优化,并通过有限元模型验证了优化结果以及响应面法对提高车身优化效率的有效性,车内噪声得到控制.     

基于DEFORM的金属焊丝盘线材弯曲回弹研究

针对线材弯曲成型所存在的回弹问题,本文基于DEFORM软件,对梅花骨金属焊丝盘线材弯曲回弹进行分析。建立了金属焊丝盘线材4个部位的模型,对回弹量数据进行分析,提取模拟分析中线材的坐标,并通过坐标变换,计算回弹量的大小。计算结果表明,通过模型a,c和d弯曲回弹后的坐标变化,得其回弹角分别为0.132°,4.103°,2.825°,由于模型a的回弹量较小,可以忽略不计。该研究为模具的进一步优化提供了理论依据。     

改进粒子群神经网络融合有限元分析的铸锻双控动态成型多目标优化

针对铸锻双控成型过程中多工艺参数的优选问题,提出一种改进粒子群算法优化神经网络融合有限元分析的成型工艺参数优选方法。首先根据成型工艺的特点,以金属液浇注温度、模具预热温度、充型速度、铸锻压力、保压时间5个工艺参数为输入因素,以铸件重量、表面缺陷、抗拉强度3个参数为输出指标,采用正交拉丁超立方设计进行试验,并将所得工艺参数作为训练样本,通过神经网络构建影响因素与优化目标间的非线性函数关系。再以神经网络的输出误差值作为粒子适应度,并采用改进粒子群算法优化BP神经网络的权值和阈值,构建工艺参数预测模型进行多参数寻优。通过CAE有限元仿真验证表明,该方法能够准确地获得成型过程中的最佳工艺参数组合。研究结果可为铸锻双控过程的工艺参数调整与优化提供参考。     

响应面法及其在药学领域中的应用

响应面法(Response Surface Methodology,RSM)是利用合理的试验设计方案,采用多元二次回归方程拟合各因素与响应值之间的函数关系,通过对回归方程的分析优化工艺参数,预测响应值的一种统计方法.本文简要介绍响应面法的几种常用设计方案和软件,并对其在药学领域中的应用进行综述.     

板料回弹控制的成形工艺面多目标优化

针对高强度板成形后回弹大的问题,以工件回弹前后对应节点的位移偏差和等效塑性应变裕度最小化为目标,以板料最大增厚率和最小减薄率为约束条件,建立基于车身侧外板回弹控制的工艺面多目标优化模型。采用实验设计（DOE）和径向基函数（RBF）神经网络方法建立优化代理模型,对均匀实验设计方案进行改进以提高优化精度,并与未改进的RBF神经网络和响应面（RSM）代理模型的优化结果进行对比分析。结果表明,建立的多目标优化模型是合理的,改进RBF神经网络代理模型的优化精度较高,在所抽取的满意解中,回弹和等效塑性应变裕度目标函数的相对误差分别为15.9%和2.2%。与实验设计中回弹量最大的样本方案相比,优化后车身侧外板回弹量减少5.149 2 mm。     

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。     

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.     

激光拼焊板车门内板的回弹模拟

为了研究拼焊板在成形过程中存在的回弹问题,提高零件的成形质量,对某轿车激光拼焊板车门内板进行了冲压成形及回弹的研究,预测了在成形过程中可能出现的缺陷,通过设置拉深筋和调整压边力进行了工艺优化。在成形效果满意的情况下,对车门内板进行回弹分析,再根据回弹结果对模具进行整体回弹补偿,运用补偿后的模具重新进行成形和回弹的数值模拟,研究结果表明:通过补偿,横向厚板最大位移由原来的14.439 mm减小到0.493 mm;横向薄板最大位移由原来的7.237 mm减小到3.941 mm;纵向有法兰侧最大位移由4.360 mm减小到2.199 mm;纵向没有法兰侧最大位移由3.490 mm减小到1.132 mm,由此可知,经过模具型面补偿成形的零件回弹后与标准零件型面更加接近,运用这种方法能有效地减少回弹对零件装配精度的影响,得到高质量的车门内板覆盖件。     

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.     

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.     

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。     

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.     

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.     

Method of closed loop springback compensation for incremental sheet forming process

The closed loop control model was built up for compensating the springback and enhancing the work piece precision. A coupled closed loop algorithm and a finite element method were developed to simulate and correct the springback of incremental sheet forming. A three-dimensional finite element model was established for simulation of springback in incremental sheet forming process. The closed loop algorithm of trajectory profile for the incremental sheet forming based on the wavelet transform combined with fast Fourier transform was constructed. The profile of processing tool path of shallow dishing with spherical surface was designed on the basis of the profile correction algorithm. The result shows that the algorithm can predict an ideal profile of processing track, and the springback error of incremental sheet forming is eliminated effectively. It has good convergence efficiency, and can improve the workpiece dimensional accuracy greatly.     

变弹性模量对高强钢辊弯成型回弹预测的影响

为研究非线性弹性模量对高强钢辊弯成型回弹预测的影响,进行拉伸试验和连续循环加载卸载试验,分析DP980高强钢在不同预塑性应变下的非线性弹性模量.采用塑性屈服面法和弹性模量减少转化面法,建立DP980高强钢弦线模量数学模型.运用型钢成型COPRA RF专业软件和有限元MSC MARC商业软件,建立了八机架的连续辊弯三维有限元模型.采用连续辊弯汽车用高强钢薄壁结构件试验验证有限元模型的可靠性.结果表明:循环加载实验中,随着预塑性应变的增加,弹性模量出现初期迅速下降,其后保持几乎不变的趋势,且塑性应变为10%时,DP980高强钢弹性模量下降了25%;对比试验与仿真结果发现,变弹性模量模型比恒值弹性模量模型能更准确地预测回弹问题,且预测精度提高了20%以上.充分考虑高强钢在预应变下非线性弹性模量,能显著改善辊弯成型预测回弹的精度.     

铝合金板材V形弯曲回弹研究

主要研究了铝合金板材V形弯曲回弹角与弯曲角、相对弯曲半径之间的关系,分析了宽板弯曲和窄板弯曲回弹角的差异。结果表明,在V形弯曲中铝合金板材的弯曲回弹角随弯曲角度数的增加而减小,随相对弯曲半径的增加而增加;厚板弯曲的回弹角明显小于薄板弯曲的回弹角,而板材的宽度对其回弹角则无明显影响。     

基于正交试验的板料冲压回弹多工艺参数优化

以U形板料为研究对象,综合考察评价了多个工艺参数对U形板料冲压回弹量的影响。通过正交表安排试验,对板料的冲压进行数值模拟获得冲压回弹量,取得试验数据。研究了不同工艺参数对板料回弹影响的程度,得到了使板料回弹量最小的参数组合。将正交试验法用于冲压工艺参数的优化,在保证一定的分析精度前提下,显著节省了工艺制订的时间,提高了工艺参数设计的效率。     

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.