基于参数和代理模型不确定性的冲压稳健性设计优化

在传统的基于代理模型的冲压稳健性设计中,由于代理模型与真实模型间存在着误差,必然会导致优化结果存在一定的误差。将实验设计、Kriging模型相结合,综合考虑参数不确定性和代理模型不确定性的影响,提出了一种新的冲压稳健性优化设计方法。通过因素敏感性分析筛选出相应的设计变量和噪声因素,基于Kriging模型构建设计参数和质量指标的代理模型,采用蒙特卡罗分析方法以及遗传算法获得最优工艺解。实例分析结果表明,综合两种不确定因素的稳健设计方法能有效地降低拉裂、起皱约束失效概率,提高冲压件成形质量和工艺稳健性。     

基于方差传递模型的飞机蒙皮拉形工艺稳健设计

在蒙皮拉形工艺中,由于诸多不确定因素的存在,传统最优工艺条件下的成形质量存在较大波动.针对该问题,将有限元分析和稳健设计有效结合,提出基于方差传递模型的飞机蒙皮拉形工艺稳健设计方法.分析蒙皮拉形中的主要质量缺陷及关键设计参数,考虑成形过程中设计参数的波动和噪声因子;基于有限元分析和响应面法给出蒙皮拉形工艺的质量缺陷指标...     

基于6σ的稳健优化设计在薄板冲压成形中的应用

薄板冲压成形过程中,其设计变量和噪声因素都具有一定的波动,都存在不确定性。传统的优化设计由于忽略不确定因素的影响,当设计变量产生波动时,往往会导致设计最优目标超出约束界限或者目标函数对设计变量的波动极为敏感,从而使设计失效。采用自主开发的STLMesher软件建立了模具的参数化模型,在此基础上将试验设计、能代表实际冲压过程精度较高的近似模型和蒙特卡罗模拟技术相结合,构造了基于产品质量工程的6σ稳健优化设计方法。该方法在设计初始阶段就考虑了各种不确定因素的影响,因此在获得近似最优解的同时能够提高设计变量的可靠性和目标函数的稳健性,大幅提高产品的质量。在优化过程中调用的是近似模型,能大大减少调用有限元模型的次数,提高优化效率。算例表明,该方法具有较高的精度和较强的工程实用性。     

轮罩拉深成形稳健优化设计

轮罩拉深成形过程中,随机因素波动对质量波动产生较大的影响。当材料性能产生波动时往往会导致成形质量对工艺设计变量的波动极为敏感,从而使设计失效。在初始阶段就考虑随机因素的影响,通过回归分析,挑选出对拉深成形影响最大的可控工艺因素和噪声因素。利用响应面模型,建立工艺与材料变量因素与质量指标之间的函数关系。采用蒙特卡罗法对目标函数进行优化,得到了工艺稳健解,大幅提高了轮罩产品的合格率。通过传统优化和稳健优化的对比,验证了所采用的优化方法具有良好的优化效果。     

基于正交试验的汽车覆盖件冲压工艺参数优化

将正交试验设计方法与冲压数值模拟相结合,综合评估了冲压过程中的压边力、摩擦系数、模具间隙和冲压速度等对汽车覆盖件冲压成形质量的影响,并确定优选的工艺参数组合.以汽车翼子板为例,建立了冲压件和模具的计算机辅助工程模型.运用正交试验方法进行仿真计算方案的设计,通过对仿真数据的方差等分析,找到了最优的工艺参数组合.所得结论对冲压工艺的设计具有指导意义.     

汽车双横臂悬架参数稳健优化设计

针对悬架设计参数的不确定性,提出了基于Kriging模型和粒子群优化算法的双横臂悬架稳健优化设计方法。对悬架硬点坐标进行灵敏度分析,获得对于悬架性能影响较大的一组悬架硬点的坐标,将其作为设计变量,悬架的运动学性能作为响应,拟合得到了双横臂悬架的Kriging模型。应用粒子群算法,考虑噪声因素对悬架运动学性能的影响,在设计变量的可行空间内进行寻优,获得双横臂悬架稳健优化设计的方案。通过稳健优化设计,双横臂悬架运动性能参数的稳健性得到了提高。     

桥式起重机主梁稳健优化设计

在桥式起重机主梁截面几何参数的优化过程中,由于各设计变量存在不确定性干扰,传统优化设计常忽略这些不确定性因素对于产品性能及质量的影响,往往导致优化方案违反约束条件。文中通过有限元软件Ansys与多学科优化软件Isight进行集成,将响应面模型、蒙特卡洛模拟法和6σ质量设计相结合,以桥架的结构强度及静刚度为约束条件,对桥式起重机主梁进行稳健优化设计。结果表明,该方法不仅能使桥架结构自重降低12.5%,并降低了优化结果对优化参数波动的敏感性,大幅提高了各参数的可靠性和稳健性,为桥式起重机的设计及优化提供理论指导,具有较高的工程实际应用价值。     

KMAS冲压仿真在压力锅盖工艺优化中的应用

在优化冲压成形工艺过程中,为了防止仅仅依靠经验而造成设计周期长、成本高,甚至难以控制冲压件成形质量的问题,需要先在计算机上进行试模.介绍使用KMAS软件进行冲压成形仿真的流程和关键步骤,并模拟了铝合金压力锅盖拉深件的一次拉延成形工艺.研究了工艺参数对冲压件成形质量的影响,经过不断改变冲压速度、压边力、摩擦系数等工艺参数,最终得到较好的模拟结果,提出了合理的工艺参数设置,为后续工件的一次拉延工艺优化设计提供参考.     

基于NSGA-Ⅱ算法的汽车后背门内板拉延成形质量控制与预测

为避免汽车覆盖件冲压时出现起皱、开裂等成形缺陷,提出基于带精英策略的非排序遗传算法（NSGA-Ⅱ）对冲压成形工艺参数进行优化,实现对冲压成形质量的控制与预测。以某型汽车后背门内板作为研究对象,以压边力、摩擦系数、冲压速度和模具间隙作为试验因素,拉延变形时的最大增厚率和最大减薄率作为质量控制目标。应用拉丁超立方抽样方法并结合CAE分析技术建立试验样本,构建冲压工艺参数同成形质量控制目标之间的响应面模型,基于NSGA-Ⅱ算法在构建的响应面模型内计算获得了满足成形质量的一组最优工艺参数组合,同时给出了成形质量的预测值。实际冲压试模结果证明了文章所提方法的有效性,为汽车覆盖件的冲压成形质量控制与预测提供了一套可借鉴的方法。     

基于双响应面模型的6σ稳健设计

双响应面法是通过试验设计分别构造响应均值和方差的近似模型，并通过该模型进行优化的一种稳健设计方法。文中对实验设计方法、响应曲面模型建立以及优化策略等进行分析。为实现质量管理与产品设计的协调，将质量工程中的6σ理念与双响应面法相结合，提出基于双响应面模型的6σ稳健优化设计方法。与传统优化方法相比，该方法不仅提高了优化效率，而且提高了设计的可靠性和稳健性。将其应用于结构优化设计和金属板料的拉深成形优化设计，均获得良好的结果。