S形件成形工艺参数优化及实验研究

通过ParaMesh和网格模型转换接口程序建立了S形件成形的参数化有限元模型并进行参数化有限元分析(PFEA).把人工神经网络(ANN)和遗传算法(GA)相结合进行工艺优化设计,研究了S形件翻边成形中的工艺参数优化.然后利用优化的结果值进行验算并与实验结果进行对比,获得了良好的结果,表明基于PFEA、ANN和GA进行成形工艺参数优化,不仅可行而且实用.     

基于PFEA法的板料成形工艺参数优化

基于参数化有限元分析(PFEA)法，对板料成形工艺参数优化进行了深入的研究，利用交互式参数化有限元分析方法对典型的方盒件工艺参数进行了优化研究，其优化结果与试验结果基本吻合，表明优化方案高效、可行。     

基于数值模拟技术的轿车零件成形工艺优化设计

采用有限元数值模拟技术,对轿车结构零件的拉延成形过程进行了模拟分析.对影响拉延成形质量的工艺参数进行了优化,着重优化了板料的形状和零件形面.通过对FLD图和成形结果的分析,得到了板料的形状和零件形面.最终将优化后的模拟结果与实际生产出来的拉延件结果进行了对比.验证了数值模拟的有效性.     

基于Dynaform的立柱加强件热冲压成形数值模拟分析

应用三维CAD软件对立柱加强件工艺补充部分进行了优化设计,并建立了其热成形模拟的有限元模型。利用DYNAFORM软件对其拉延过程进行了模拟,分析与优化了板料尺寸、压边力、拉延工艺补充面对立柱加强件热拉延成形的影响。模拟结果表明,优化后的工艺补充面改善了立柱加强件拉延成形时板料成形状态,零件在热拉延成形过程中未出现严重拉裂、起皱等缺陷,成形后板料温度分布均匀,满足生产工艺要求;采用热冲压成形工艺,达到了减少工序,提高板料成形性能等目的。     

基于Dual-Kriging模型多目标稳健设计在板料拉深成形中的应用

板料拉深成形工艺中,由于设计参数波动的影响,导致在传统最优工艺条件下成形件质量不够稳健。该文采用板料成形有限元仿真、代理模型,并结合稳健设计思想,提出基于Dual-Kriging模型的稳健设计方法。筛选影响成形质量的主要模具几何、工艺参数,并确定其相应波动范围;基于有限元仿真,运用Kriging模型,建立设计参数与成形质量的函数关系;根据参数波动情况,基于第一重Kriging模型以及Monte Carlo模拟,运用Kriging模型,建立设计参数与成形质量期望与方差的第二重模型;运用基于拥挤距离的粒子群算法,以及灰色关联分析进行多目标优化,完成设计参数的稳健设计。将该方法运用于NUMISHEET 93的方盒件拉深成形,与传统确定性优化设计相比,可有效减少成形质量的波动范围以及不确定性分析的计算量,提高成形件的稳健性。     

板料网格模型对薄板成形仿真计算结果的影响分析

本文以薄板冲压成形仿真中板料有限元网格模型为对象 ,研究了板料网格大小对仿真计算精度和计算效率的影响。以方形盒成形为例 ,分析了几种不同板料网格划分方案的仿真结果 ,并与 NUMISHEET 93的实验数据进行了对比 ,给出了进行薄板成形仿真时板料有限元网格模型的一般划分原则。并将结果应用于桑塔纳轿车车顶的成形仿真分析 ,实践证明本文所给出的这些建模原则是切实可行的。     

基于Autoform的汽车左右护板的冲压成形有限元分析

介绍了汽车覆盖件冲压成形仿真的研究背景,论述了板料冲压成形有限元模拟的理论和主要步骤。采用Autoform软件对汽车左、右护板零件进行了冲压成形过程的有限元分析,完成了左右对称零件在Autoform软件中的模拟参数优化,预测了板料成形过程中减薄、拉裂、起皱等缺陷,同时分析缺陷产生的原因;通过调整拉深筋参数与压边力大小,对成形结果进行优化,证明了有限元模拟分析设计方法具有实用性。     

数控渐进成形板料尺寸自动确定方法研究

在板材数控渐进成形中,为满足节省材料、降低成形加工载荷的要求,提出了基于STL(Sterolithography)模型的数控渐进成形板料尺寸自动确定方法。利用板材件底面边界多边形的最小矩形包围盒确定了板料的长、宽;根据板材件厚度的正弦减薄规律确定了板料的厚度,并生成了板材件厚度分布颜色云图。通过对不同形状的板材件比较分析表明,本方法较传统方法能够节省板料9.4%~23.5%。基于有限元分析的数字模拟结果表明,采用本方法确定的板料尺寸完全可以加工成形出预期的板材件。     

基于Dynaform的汽车前托架成形分析及参数优化

分析讨论了汽车前托架零件的成形工艺及有限元分析前处理中工具体与板料的网格划分;探究了摩擦系数、压边力对板料成形的影响。结果表明,较小的摩擦系数增加了零件的起皱趋势,但对破裂缺陷有较大改善;基于模面破裂危险区的形变分析,对模面修改后进一步进行压边力优化,从而进行了符合实际工艺的多阶段前托架成形优化分析。采用优化后的工艺参数和模面形状进行实际试冲,得到了合格的零件,板料变薄率和增厚率分别在20%与5%的允许范围内。实际试冲与数值模拟的板料厚度应变误差在4%范围内,且板料轮廓收料情况相符。     

基于Autoform的汽车覆盖件成形有限元分析

论述了板料冲压成形有限元模拟的理论和主要步骤。采用Autoform中的增量计算法与双动拉延对汽车覆盖件进行了冲压成形过程的有限元分析,预测了板料成形过程中减薄、拉裂、起皱等缺陷,同时分析缺陷产生的原因;通过调整拉深筋参数与压边力大小,对成形结果进行优化,证明了有限元模拟分析设计方法具有实用性。     

Springback prediction for incremental sheet forming based on FEM-PSONN technology

In the incremental sheet forming (ISF) process, springback is a very important factor that affects the quality of parts. Predicting and controlling springback accurately is essential for the design of the toolpath for ISF. A three-dimensional elasto-plastic finite element model (FEM) was developed to simulate the process and the simulated results were compared with those from the experiment. The springback angle was found to be in accordance with the experimental result, proving the FEM to be effective. A coupled artificial neural networks (ANN) and finite element method technique was developed to simulate and predict springback responses to changes in the processing parameters. A particle swarm optimization (PSO) algorithm was used to optimize the weights and thresholds of the neural network model. The neural network was trained using available FEM simulation data. The results showed that a more accurate prediction of springback can be acquired using the FEM-PSONN model.     

基于有限元分析的静电涂油机涂油室结构优化研究

论文按照静电涂油机涂油室的结构特点和实际工作条件。建立了涂油室的三维有限元电场模型．然后结合优化设计的理论和方法对上部涂油室进行结构参数化优化，分析带电粒子在静电场中的运行规律，得到静电场优化的数学模型。将优化理论与有限元分析相结合，得到了涂油室的优化结果。     

T2120深孔钻镗床床身的结构分析与优化设计

以T2120深孔钻镗床床身结构优化为例,利用ANSYS的APDL语言建立了T2120深孔钻镗床床身参数化的三维实体有限元模型;利用ANSYS中Block Lanczos方法对床身结构进行模态分析,得到了前5阶固有频率及前3阶低频振型;利用ANSYS中Design Opt模块,在基频约束情况下对床身结构的参数做了进一步的优化,获得了较为理想的机床床身结构尺寸。结果表明:在保证床身各种性能的前提下,床身优化后的质量比优化前减少了7.23%,同时表明APDL的使用,对加快分析进度、提高设计效率具有重要的指导意义。     

UG下外啮合齿轮泵齿轮3D设计和分析

探讨通过UG设计平台,如何将优化程序、3D模型建立、有限元分析等,有机集成于外啮合齿轮泵齿轮3D设计和分析中去。通过UG／Open GRIP二次交互开发或者3D主模型,实现齿轮泵齿轮3D设计的真正参数化和一体化,也为其他产品的3D集成设汁提供有益的尝试,     

电动静液作动器热特性分析与结构优化

电动静液作动系统(Electro-Hydrostatic Actuator System,EHAS)是多电飞机关键子系统之一,系统结构紧凑,换热能力差,影响飞行安全,因此EHA热特性研究是一个具有现实意义的课题。通过对EHA整体结构进行简化处理,得到热特性分析模型,运用有限元仿真软件进行热特性仿真。对比实验结果,验证了该分析方法的准确性,并提出了结构优化方案。通过优化建模,运用仿真得到优化后模型的热特性,并与原模型特性对比得出,EHA结构整体稳态热分析最高点温度降低29.5%,瞬态分析最高点温度降低22.3%。该研究为求解EHA热特性提供了一种方法,对现有EHA的结构布局提出一种优化改进方案,提升了EHA的热特性,有助于电作动新产品的开发设计。     

面向数值优化设计的挤出模参数化建模方法

采用射线法和比例间隔法相结合的方法 ,利用有限元分析软件ANSYS的参数化设计语言APDL ,建立了挤出口模流道的三维模型。该方法具有适应性强、易于进行设计更改等优点 ,为建立基于CAE的挤出模优化设计和基于实例的挤出模智能设计奠定良好基础     

基于数值模拟的形状优化方法在冒口设计中的应用

基于数值模拟结果将结构优化领域中的形状优化方法应用于浇冒口的设计过程,建立设计、分析和优化的集成系统.针对铸造工艺建立了优化模型,并给出设计变量的灵敏度分析公式,首次利用全局收敛法(GCM)自动获取优化过程的搜索方向和搜索步长.最后给出一个冒口优化设计的算例,证明该优化模型和算法的可靠性,在保证铸件质量的同时达到了材料损耗最小的目的,实现了浇冒口系统参数的自动化设计.     

基于萤火虫算法的螺栓连接结构布局优化

螺栓连接是工程结构的重要连接方式。优化螺栓连接结构的布局可以提高结构的力学性能。建立螺栓连接结构的有限元参数化模型,对连接板和螺栓进行有限元力学分析。运用萤火虫算法对螺栓布局进行优化设计,得到合理的螺栓排布尺寸,减小了孔周应力。当螺栓数量为4个时,与初始设计方案相比,优化后螺栓的分布更加合理,最大孔周应力明显下降。当螺栓数量为6个时,对三排和双排的初始设计方案进行优化,得到相同的双排最优螺栓布局。数值算例表明了萤火虫算法在螺栓连接结构布局优化中的有效性,研究结果可供机械设计参考。     

振动模态测试技术在金刚石圆盘锯横梁结构优化的应用研究

通过实验模态测试与有限元理论分析相结合的方法，对金刚石圆盘锯的模态特性进行了研究，分别获取了金刚石圆盘锯的各阶固有频率，并用模态测试的实验数据验证、修正了有限元分析的理论模型，以准确的有限元理论模型为基础对金刚石圆盘锯的横梁部件进行了结构优化设计研究。减少了金刚石圆盘锯横梁的刚度冗余，在保证横梁静、动态性能略有提高的条件下，实现横梁的减重设计要求。