基于RSM与GA的汽车后备箱盖板成形工艺参数多目标优化

针对某车型的后备箱盖板拉延成形时出现的破裂和起皱现象,首先,基于DYNAFORM建立后备箱盖板的有限元模型;其次,探究压边力x1、拉延筋1的阻力x2和拉延筋2的阻力x3对后备箱盖板拉延成形的综合影响,建立中心复合试验设计(CCD)方案,通过中心复合试验设计方案构建了影响成形的工艺参数的二阶响应面法(RSM)模型,以板料...     

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.     

基于响应面法的大型铝合金锻件的多目标成形优化

以大型铝合金锻件为研究对象,以锻件的应变均匀性及锻造变形力作为评价指标,提出了采用正交实验并进行响应面法建模分析,得到了二阶响应面模型。通过数值模拟验证模型准确性,可用于后续优化。求得目标函数设计空间中的最佳工艺参数组合为:飞边槽高度3.56 mm、锻造温度451℃、摩擦系数0.35和成形速率7.25 mm·s-1。采用Deform对优化后的工艺参数进行验证,优化后锻件的成形均匀性较好,并可以降低锻件成形载荷。根据优化结果,对铝合金锻件进行生产试制,结果表明,通过多目标优化后得到的锻件尺寸及性能均满足要求,设备成形载荷能较好地满足要求。     

基于响应面法的接合螺栓冷成形工艺参数优化

为了降低汽车接合螺栓冷成形载荷,利用Box-Behnken法设计了以冲压速度、摩擦系数、冲头凸台外侧斜角和冲头凸台侧壁长度的四因素三水平试验.以成形载荷为响应目标,获得不同工艺参数下接合螺栓成形载荷的响应模型.通过响应模型和Deform-3D仿真相结合的方法,对影响成形载荷的工艺参数进行优化分析.获得了最优组合参数:凸...     

基于响应面法的机床床身动静态多目标优化

为了提高数控机床的加工精度,床身必须具有较高的抗振动性,同时质量应尽可能的轻。文章基于SolidWorks建立TK6920型数控落地镗铣床床身三维模型,将模型导入ANSYS,对床身进行动态有限元研究,得到了床身前四阶模态固有频率和振型。在分析了模态结果后,提出以床身的质量和前四阶加权固有频率作目标函数、床身筋板厚度作设计变量建立数学模型,以确定床身结构多目标优化的最优解。从而使床身质量下降6.14%,前四阶固有频率分别提高8.54%、7.01%、6.99%、8.92%。为TK6920型数控落地镗铣床床身设计与制造提供一种理论指导。     

基于响应面法的汽车后轮罩工艺参数优化

以某汽车后轮罩作为研究对象,采用响应面法对冲压工艺参数进行优化。选取压边力、拉延筋阻力系数、摩擦因数、凸凹模间隙为工艺参数变量,优化目标为拉延工序最大减薄率和修边工序后最大回弹量。采用Box-Behnken法设计响应曲面试验,建立工艺参数与拉延工序最大减薄率和修边工序后最大回弹量之间的响应面模型;通过响应面模型优化得到的压边力为350 kN、拉延筋阻力系数为0.40、摩擦因数为0.13、凸凹模间隙为0.6 mm。采用经过优化的参数组合模拟得到的拉延工序最大减薄率和修边工序后最大回弹量的误差分别为0.5%和0.2%,可用于替代有限元模型进行计算。根据最优工艺参数组合指导模面回弹补偿并进行试生产,可以生产出满足质量要求的汽车后轮罩。     

多工位锻造工艺的多目标优化算法

针对多工位锻造过程中出现的充填效果不佳、折叠和载荷过大等问题,以凸轮零件为例,采用基于有限元模拟和近似模型的优化方法实现其工艺的多目标优化,并重点探讨直接搜索算法、粒子群算法、遗传算法等3种算法的优化效果。比较优化设计结果与初始设计结果,3种优化算法均较大程度地降低了成形载荷,改善了成形质量。其中遗传算法的总体优化效果最为显著,总体载荷从初始设计的534kN降低到391.9kN,降幅达到26.6%,3处难充填区域的充填效果得到很大程度的改善,达到了预期的优化效果。     

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。     

基于响应面法的游艇转向臂锻造工艺优化

针对游艇转向机构中某转向臂在实际生产中出现的充不满的缺陷,设计了以模具预热温度、始锻温度、镦粗台孔深、镦粗下压量、压扁厚度为设计变量,以锻件充形率、终锻力为目标函数的混合水平正交表,通过对正交试验结果进行灰色关联处理,并进行极差分析,得知镦粗下压量、镦粗台孔深对目标函数影响显著。为了得到更优的工艺参数,在正交试验的基础上结合中心复合试验进行再优化,建立了以镦粗下压量、镦粗台孔深为自变量,以锻件充形率和终锻力为因变量的二阶响应面模型,从而得到了该产品的最优工艺参数。经过生产验证,优化后的工艺参数能在较低的成形载荷下锻造出合格的产品,并且消除了充不满的缺陷。     

汽车尾气后处理系统铝泵体的精锻工艺智能优化

为了提高铝泵体精锻过程中的材料利用率和模具使用寿命,建立了目标参数与工艺参数的响应面模型,提出了基于人工蜂群算法的参数优化方法。介绍了汽车尾气后处理系统中铝泵体的中间体和坯料,并设计了开式模锻模具。使用中心复合实验法设计了4因素5水平的30组实验,基于Deform-3D有限元软件得到了实验结果。使用二阶响应面模型建立了目标参数与工艺参数之间的回归关系,利用模型的决定系数验证了模型的拟合精度。设计了蜜蜂位置和蜜源适应度函数,成功地将最优参数优化问题转化为人工蜂群搜索最优蜜源问题。经实验验证,优化后的铝泵体锻件填充饱满、力学性能参数满足标准要求。且优化后的材料利用率提高了4.41%,模具使用寿命也得到了极大提高。     

汽车发电机爪极精锻模具开裂分析及结构改进

针对发电机爪极在精锻成形中,承受载荷大、模具应力高、模具易开裂、寿命低等难题,采用有限元三维模拟软件Deform-3D分析了爪极精锻成形过程和模具的受力状态。研究结果表明,局部应力过大是模具开裂的主要原因。在此基础上,提出了加深预锻型槽爪尖处以及在终锻型槽爪尖处增设溢流孔等模具结构改进措施,使模具容易开裂部位的应力下降44.2%,从而提高了模具的使用寿命。     

基于遗传算法的冷锻压力机广义肘杆机构的多目标优化

建立了冷锻压力机广义肘杆机构的向量化运动模型,并以此为基础确定了由曲柄存在条件、极位传动角条件、摆杆限位条件、滑块侧向力不换向条件、下连杆最大偏角条件、下死点直线传力条件、工艺性条件和行程限定等组成的约束方程组.提出了“产品经济性”、最大扭矩、工作区速度和最大加速度等指标相结合的优化适应度函数,使用遗传算法计算得到了杆系参数的工程最优解.与原参数相比,最优解的综合性能提升了2.94％.     

汽车前轴第1道次辊锻成形工艺有限元模拟与实验

建立了前轴辊锻第1道次模型,并利用Deform-3D软件进行模拟仿真,通过与实际辊锻成形前轴进行对比,确定了合理的边界条件,并对其准确性进行了验证。由分析可知,摩擦因子为0.6、传热系数为11时,模拟结果与实验结果对比误差最小。研究了传热系数、摩擦因子、初始温度、辊锻角速度、模具板簧处圆角等工艺参数对辊锻第1道次成形的影响规律。结果表明,摩擦因子增大和初始温度升高,锻件弹簧板中心距和最大展宽均随之增大。转动角速度增大,弹簧板中心距、最大展宽逐渐减小。锻件总长和最大展宽随着模具板簧处圆角增大而减小。通过第1道次辊锻制坯工艺优化,降低了终锻成形载荷,提高了终锻模具型腔填充程度与材料利用率。     

汽车变速销模锻成形有限元分析及实验验证

针对汽车变速销的形状、尺寸以及材料性能等特点,选定了单工步开式模锻的成形方法。使用CAE有限元分析软件Deform-3D对初始工艺方案进行仿真研究,分析了材料成形过程中的热、力情况,否定了初始工艺方案的可行性。从坯料尺寸、坯料温度以及模具结构3个方面出发,对成形工艺进行改进,制定了3套改进方案,并通过模拟方法得到较优工艺,即:坯料尺寸为Φ17 mm×47.5 mm,坯料温度为700℃,在凹模上增加Φ60 mm×0.2 mm的飞边槽以及在凸模前端设置1个Φ12 mm×0.5 mm的凸起。采用改进后的模具及优化工艺进行实验验证,证明了该工艺的可行性。     

基于响应面汽车变速器螺旋伞齿轮精锻成形工艺优化

针对螺旋伞齿在精锻时齿形成形质量差、成形载荷过大等缺陷,以某汽车变速器螺旋伞齿轮为研究对象,建立了以坯料始锻温度、摩擦系数以及压力机速度为设计变量,以最大成形载荷和终锻填充率为目标函数的二次多项式响应面模型,结合数值模拟方法以及Matlab优化工具箱,得到了优化的成形工艺参数为:坯料初始温度1000℃、摩擦系数0.3和摩擦压力机的成形速度200 mm·s-1.最后基于优化后的工艺参数,通过工艺试验验证了该模型的有效性,试验获得的螺旋伞齿齿形饱满,设备成形载荷满足要求.