基于正交试验的螺旋叶片冲压成形模拟优化研究

以ABAQUS/Explicit有限元软件为平台,以搅拌机螺旋叶片为研究对象,建立螺旋叶片冲压成形的三维有限元模型,并对叶片板冲压成形进行了数值模拟。依据成形仿真试验结果,用正交试验法对冲压模拟参数与冲压成形模拟精度之间的关系进行了分析和优化,为提高成形模拟精度提供了合理的依据。     

基于正交试验法的托架冲压成形模拟分析与优化

本文基于正交试验法,利用有限元分析软件Dynaform,对某型托架冲压过程进行数值模拟分析。通过设定压边力、摩擦系数、冲压速度、板料尺寸和模具间隙等5个因素,参照五水平正交试验表对25个不同组合进行试验,并以减薄率、增厚率以及侧壁破裂情况为三个评定指标,结合综合平衡法对托架零件冲压性能进行数值模拟并找出影响托架表面质量的主要因素。最后,对上述参数进行优化,从而得到较高表面质量的托架。本文在相同类型产品加工过程中减少失稳起皱、破裂,改善零件表面质量方面提供了一定的理论基础。     

基于正交试验法的冲压工艺优化及数值模拟研究

以某汽车仪表板支架为研究对象,采用正交试验对成形工艺最优参数组合进行分析及数值模拟研究,结果表明：采用正交试验进行工艺优化,可快速获得最优工艺参数组合,减少数值模拟次数,提升工艺设计效率,并推测出关键工艺参数对成形结果影响权重。     

汽车发罩内板成形工艺参数多目标优化

针对某汽车发罩内板,通过三维软件设计零件的工艺补充面和压料面,并借助数值模拟软件对成形工艺参数进行优化分析.首先采用单因素变量法寻找较好的模拟结果,然后采用正交试验方法对拉延成形的压边力、压机速度和摩擦因数3个因素进行试验设计,各因素的取值范围依据单因素实验确定.零件质量控制中主要考虑最大减薄率、最大增厚率和起皱趋势3个因素.其中最大减薄率和最大增厚率通过软件后处理直接查看,起皱趋势的评价采用起皱评判函数通过编程计算.多目标优化得出最优的参数组合为:压边力为1.4 ×106 N,压机速度为20mm· s-1和摩擦因数为0.15.利用优化所得参数进行试模,结果表明,零件的板料流入量和数值模拟结果吻合.     

基于Dynaform和正交试验的轿车加强梁冲压工艺参数优化

起皱、开裂和回弹是汽车覆盖件冲压成形时产生的主要质量问题,直接影响零件表面、尺寸和形状精度。以加强梁为例,利用Dynaform软件对冲压成形过程和回弹进行仿真模拟,采用正交试验和极差分析法,以最小厚度、最大回弹量、开裂和起皱为评价考察指标,研究了压边力、冲压速度、摩擦系数和凸凹模间隙对厚度和回弹的影响规律,优化冲压工艺参数和模具形面。将模拟分析得到的最小厚度值和最大回弹量与实际零件对比,验证了优化方案的合理性与模拟结果的准确性。有效地将零件厚度控制在0. 85～1. 15 mm之间,回弹控制在1. 1 mm以内,减少了修模次数和缩短了生产周期。     

基于正交试验的畚斗冲压成形工艺参数优化

针对曲面冲压件畚斗冲压成形过程中易起皱和拉裂的问题,采用弹塑性有限元法,利用Dynaform模拟分析,对畚斗成形过程及影响成形质量的5个主要工艺参数进行模拟和正交试验优化,获得了最佳工艺参数组合,最后利用试验对数值模拟结果验证。结果表明,优化结果与试验结果吻合较好,对冲压工艺设计有指导意义。     

基于正交试验的S梁冲压成形分析

板材在冲压成形过程中,复杂结构零件会产生很多缺陷,如起皱,拉裂及卸载后工件的回弹,严重影响了冲压件的成形精度。采用数值模拟与正交试验相结合的优化分析方法,研究了S梁覆盖件冲压成形工艺的优化。依据正交试验方案,以凹模圆角半径、冲压速度、摩擦系数、压边力为研究因子,最大减薄率、最大增厚率为评价指标,采用有限元软件Dynaform进行冲压成形模拟。最终得到了最优的凹模圆角半径、冲压速度、摩擦系数、压边力等工艺参数组合。     

板料冲压成形工艺参数多目标模糊优化

将模糊优化理论和有限元分析技术应用到金属板料成形中.利用权重法和隶属函数,在综合考虑了目标函数与约束条件的重要程度后,建立了多目标板料弯曲成形模糊优化数学模型.然后把多目标优化问题转换成为一个单目标优化问题.优化的步骤包括样品生产的正交试验设计、响应面模型接合、精确求解的有限元分析程序.然后使用遗传算法寻求优化求解.实例证明,该方法比传统的有限元分析方法更可行和有效.     

基于稳健设计的冲压成形工艺参数多目标优化

以某梁类零件为研究对象,以获得最小减薄率及增厚率为目标,结合稳健设计、均值分析和变量分析,得出各工艺参数对减薄率及增厚率的影响程度及作用趋势。最后运用综合加权评分法确定同时兼顾减薄率和增厚率的最优工艺参数组合为摩擦因数0.125、冲压速度2 500 mm/s、凸凹模间隙1 mm、板料偏置量1 mm,最终优化后的零件减薄率降低了26.85%,增厚率降低了49.33%,可为冲压成形提供指导。     

汽车离合器传动带冲压成形工艺参数的优化

基于Dynaform有限元模拟软件,对汽车离合器传动带零件冲压成形中的工艺参数进行优化,结合正交试验分析了模具间隙、冲压速度和弯曲角度与传动带零件成形高度之间的变化关系.分析结果表明,影响传动带零件成形高度的顺序依次为:模具间隙＞弯曲角度＞冲压速度;确定了传动带零件冲压成形的优化工艺参数为:模具间隙为1.1t,冲压速度为2000 mm·s-1,弯曲角度为165°.此外,对优化后的试验方案进行有限元模拟,得出传动带冲压成形零件高度的模拟值为5.04 mm,并对其进行冲压成形实验验证,得到传动带零件高度的实验值为4.73 mm,与模拟高度值相比误差为6.15％,从而证明了优化后的工艺参数可以较好地指导离合器传动带的冲压模具设计.     

基于Fastamp和正交试验的汽车门框冲压工艺参数优化

针对某汽车门框冲压工艺复杂、容易出现破裂和起皱的特点,选择对成形质量影响最大的拉延工序进行分析,并基于国产Fastamp软件建立了汽车门框拉延仿真模型.然后,选取压边力、摩擦系数、冲压速度及模具间隙作为正交试验的主要影响因素,建立了4因素4水平的正交试验表.采用综合评分法和极差分析法,获得了最优的工艺参数组合:摩擦系数...     

基于正交试验的热冲压冷却过程数值模拟分析

以热冲压模具为研究对象,针对超高强度钢板热冲压成形中的冷却过程,建立热成形模具冷却系统的有限元模型,对热冲压模具的热应力与热变形大小和分布进行研究。采用ABAQUS软件对其保压淬火阶段进行热力耦合模拟仿真,并基于正交试验设计,考查了管道直径、与上型面距离、两管道间距、与侧型面距离四因素对模具热应力与热变形大小及其分布的影响。分析研究了多指标因素不同水平下,影响热冲压模具的热应力与热变形大小及其分布规律,最终确定了最优冷却水管道排布为A3B1C3D2,即管道直径为Ф10mm,与上型面距离为4mm,两管道间距为5mm,与侧型面距离为5mm。     

汽车中通道拉延成形工艺参数多目标优化

针对某车型中通道零件易出现拉裂和起皱等缺陷,提出通过工艺分析和工艺补充面设计来得到零件的成形工艺流程和工艺补偿面。借助AutoForm软件,建立中通道的拉延成形工序的有限元模型,通过初步模拟,确定以压边力、摩擦系数和拉延筋阻力系数作为试验因素,通过正交试验设计,以优化拉延成形工艺参数。试验中,以最大减薄率和起皱趋势评价函数作为优化的目标函数,并采用多目标优化方法,获得最优的工艺参数组合。实际试模中采用优化后的参数进行试验,得到中通道的产品区域无拉裂和起皱缺陷。     

引信上体热挤压工艺参数的多目标优化

基于回归正交试验,采用数值模拟代替传统物理试验的方法建立了以挤压力和平均晶粒尺寸为目标的单目标优化模型,通过加权和法构造了多目标优化的评价函数,利用改进的遗传算法得出引信上体较优的工艺参数组合用于指导生产。结果表明:该挤压工艺参数有助于企业短时间、低成本获得合格的零件。     

基于响应面模型和遗传算法的汽车发罩外板冲压工艺参数多目标优化

以汽车发罩外板为例,将压边力、冲压速度、凹模与板料间摩擦系数和凸模与板料间摩擦系数作为工艺参数变量,以拉延工序最大减薄率和修边工序后最大回弹量为优化目标,应用中心复合试验设计(CCD)及有限元模拟获取样本数据。由试验数据建立二阶响应面模型,结合非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)实现多目标优化,得到优化的工艺参数组合为:压边力为1145kN,冲压速度为3480mm·s~(-1),凹模与板料摩擦系数为0.106,凸模与板料摩擦系数为0.13。基于优化的工艺参数指导模面回弹补偿分析并试模,研究结果表明,发罩外板实际冲压成形质量较好。     

管筒形零件机械扩径工艺过程的多目标优化

管筒形零件的机械扩径成形过程是一个与管坯规格、管坯形状、材料性能、摩擦条件、变形程度、模具直径及其边缘圆角半径等诸多因素相关的塑性变形过程,其最终制品的尺寸和形状精度取决于这些参数的综合影响。在生产实际中,如何根据用户对制品尺寸与形状的精度要求来确定管坯规格、变形程度、模具尺寸等主要工艺参数,是机械扩径工艺设计的一个重要内容。它可以被抽象为一个在满足制品尺寸和形状精度要求条件下,寻求管坯规格等上述主要工艺参数最优组合的多目标优化问题。文章基于MSC.Marc非线性有限元分析软件和遗传优化算法,采用Python语言设计了基于加权组合法的遗传算法程序,实现了在多目标条件下对管筒形零件机械扩径成形工艺参数的优化。     

基于正交实验的门槛内板件拉延成形工艺参数优化

针对某汽车门槛内板成形过程中易发生的起皱和破裂等缺陷,通过正交实验方法进行实验方案设计,并借助板料成形的有限元模拟软件Autoform进行工艺参数优化分析。实验中将拉延成形过程的压边力F、摩擦系数μ和成形时压机下行速度v作为优化因素,以最大起皱准则指标和最大减薄率作为评价目标。采用Design-Expert软件对正交实验结果进行优化处理,得到多目标优化,得出最优的参数组合为:压边力为1.3×106N,摩擦系数为0.125和压机速度为15 mm·s-1。并采用实验进行验证,结果表明有限元模拟结果和实验基本吻合,表明正交实验和多目标优化可以有效地对板料成形进行优化。     

基于DELMIA的冲压生产过程仿真与优化

冲压生产过程仿真技术能在实际生产开始之前规划工艺过程。不同冲压件生产过程的仿真模型不同,在DELMIA软件的基础上提出了一个适合不同模具的通用仿真解决方案,开发的仿真系统实现了同一条生产线上不同模具的自动装配、交互式生产过程工艺规划及生产过程仿真分析,能提前预测并解决生产过程中可能产生的问题,为生产工艺的制订提供可靠依据。同时,对数据量大的冲压模具进行轻量化处理,提出了CGR格式轻量化模型的装配与运动仿真方法,提高了仿真效率。最后通过某车型B柱热冲压生产实例分析,验证了仿真系统的实用性与可靠性。