轴对称曲面件拉深智能化控制技术研究

板材冲压智能化是一项涉及控制科学、计算机科学和板材塑性成形理论等领域的综合性新技术。该技术的研究已有 10几年的历史 ,但主要是集中在V型弯曲的回弹控制方面 ,直到 90年代初才开始对筒形件拉深的智能化控制进行探索性研究。本文研究建立了轴对称壳体零件拉深过程智能化控制系统 ,并以锥形件为例 ,分析了轴对称曲面零件拉深过程中的共同特点 ,建立了完整的力学模型 ,实现了轴对称曲面件拉深的智能化控制     

轴对称件智能拉深系统中的神经网络参数识别

建立了轴对称拉深件的材料性能参数和摩擦系数实时识别前馈神经网络，采用LM算法优化网络，将参数识别精度提高到一个新水平，为智能化拉深成形的。实时预测和实时控制这两个基本要素提供了前提保证，为实现整个拉深成形过程的智能化控制奠定基础。     

基于神经网络的材料性能参数和摩擦系数的实时识别

在板材拉深成形智能化控制过程中 ,为了避免缺陷的产生 ,必须适时地改变控制工艺参数 ,而最佳控制参数要根据材料的性能参数和摩擦系数来预测。根据拉深成形过程的特点及生产过程中自动化程度的要求 ,建立了材料性能参数和摩擦系数识别的人工神经网络模型。利用神经网络这种新一代信息处理工具实现了材料性能参数和摩擦系数的实时识别 ,为实现板材拉深成形过程的智能化控制奠定了基础     

帽形件智能化弯曲参数实时识别及实时预测的研究

在板材成形智能化控制过程中,材料参数实时识别和最优工艺参数的实时预测是最重要的两个要素,实时识别时间的长短与实时预测精度的高低,直接影响到板材成形智能化控制的成败。文章利用神经网络技术实现了帽形件弯曲成形智能化控制过程中材料参数识别与最优工艺参数的预测,其材料参数及工艺参数均在数值模拟和试验提供的数据范围内,识别和预测模型的收敛精度均达到了0.1%,识别和泛化精度较高,满足帽形件弯曲智能化控制的要求。     

智能化拉深控制中的侧壁起皱临界条件

建立了轴对称件拉深侧壁起皱的数学模型。从能量平衡原理出发,通过对屈服准则的线性化处理,推导了考虑几何参数、摩擦系数和材料性能参数、板材皱曲时约束条件的轴对称拉深成形过程中侧壁起皱临界压边力的变化规律,给出了皱曲判据。理论分析与实验吻合较好,为拉深过程的智能化控制提供了理论依据。     

板材拉深成形智能化控制过程中摩擦系数的识别

提出在板材拉深成形过程中确定摩擦系数的一种新方法。在阐述解析法描述摩擦系数的基础上,利用人工神经网络来实现对摩擦系数的识别,以便根据摩擦系数的波动,随时调整控制参数,以最佳的工艺参数来完成板材拉深成形的智能化控制过程。     

人工神经网络在塑性成形领域中的应用研究

在概述人工神经网络发展及应用的基础上,综述了国内外神经网络在塑性成形领域中应用的现状,着重介绍了板材成形和模具设计与制造方面应用神经网络的现状。利用人工神经网络实现了板材拉深成形智能化控制过程中摩擦系数的实时识别,并对其进行了实验证,结果表明,神经网络模型能够很好地解决板材拉深成形智能化控制过程中摩擦系数的实时识别问题,实现整个拉深化过程的智能化控制。最后指出了当前人工神经网络研究与应用中的不足之处及今后的研究方向。     

盒形件智能化拉深过程中材料性能参数的识别

智能化拉深过程中材料性能参数实时识别是关键技术之一。盒形件拉深难以用精确的力学模型来描述,文章引入基于LM算法的神经网络模型对材料参数进行识别,并仔细研究了在盒形件拉深过程中的适用性。针对盒形件提出了拉深初期采用恒定压边识别的方案,并采用平均值和去除奇异数据的方法大幅度地减小了识别误差,在该文的样本数据范围内,4种材料性能参数的最大识别误差在2%以内,为实现整个拉深成形过程的智能化控制奠定了基础。     

金属板材成形智能化控制技术研究及展望

对板材成形智能化控制技术进行了综述,介绍了智能化控制系统的4个基本要素,重点介绍了以板材V形弯曲智能化控制技术、板材拉深智能化控制技术为代表的板材成形过程中智能化控制原理,弯曲和拉深的实验证明该项技术实验效果良好,同时对该技术的进一步应用做出了展望,指出多学科研究成果的不断涌现加快了板材智能化成形工业应用进程。     

宽板V型自由弯曲智能化控制过程的影响因素分析

在板材成形智能化控制过程中，参数的实时识别及预测是两个最关键的部分。神经网络识别及预测模型输入输出参数的选择，对智能化控制的成功与否以及控制精度高低起着至关重要的作用。本文利用ANSYS软件，通过对宽板V型自由弯曲及卸载过程的有限元数值模拟，研究了影响成形及卸载过程的因素，为宽板V型自由弯曲智能化控制神经网络参数识别及预测模型输入、输出参数的选择提供了依据。     

薄壁锥形件拉深侧壁无压缩失稳条件研究

在分析了薄壁锥形件拉深过程中侧壁压缩失稳破坏方式后,利用薄板在板平面内难以承受压应力,锥壁纬向收缩靠经向拉伸的变形特点,根据薄壁锥形件小端危险面所能提供的最大经向拉应力,求得了锥壁纬向无压缩失稳的最大相对拉深高度;从而建立了薄壁锥形件拉深侧壁无压缩失稳的条件。针对板材性能的影响,提出了相对锥顶半径特征方程和特征值的概念。以SPCC深拉深钢板和S754铝合金板的试验表明,理论计算与实测结果相近。     

Numerical simulation of various cross sectional workpieces using conventional deep drawing and hydroforming technologies

This study focuses on the determination of optimum sheet metal forming process and process parameters for various cross sectional workpieces by comparing the numerical results of high-pressure sheet metal forming, hydro-mechanical deep drawing (DD) and conventional DD simulations. Within the range of each cross section, depth, characteristic dimensions ratio and fillet radius have been altered systematically. Steel of types St14 and DC04 have been used as the specimen material in the numerical analyses and the experimental verification throughout the study. All numerical simulations have been carried out by using a dynamic–explicit commercial finite element code and an elasto-plastic material model. During the analyses each workpiece was simulated by the three competing processes. The results of analyses, such as sheet thickness distribution, necking, forming of radii etc., are used for assessing the success of each forming process alternative. The analyses revealed that depending on the workpiece geometry and dimensional properties certain processes are preferable for obtaining more satisfactory products. Working windows for each process have been established based on the analyzed parameters of the circular, elliptic, rectangular and square cross sectional product geometries. This data is expected to be useful for selecting the appropriate production process for a given workpiece geometry and understand the limits of each sheet metal forming processes.     

铝合金板材电磁脉冲拉深实验与有限元模拟

在金属板材的电磁脉冲拉深成形中,采用一种使成形件凸缘部分的材料可以径向流动的方法。形成了一种拉深—胀形特点相结合的成形工艺,可以提高材料的拉深极限。在此基础上通过改变电压和板料直径等工艺参数,可获得更大拉深高度。     

1Cr18Ni9Ti薄壁曲面件粘性介质内、外压力成形

薄壁曲面零件的加工常常采用分体成形、组合焊接的方法,所需工序较多。该文提出粘性介质内、外压力成形方法,可以直接整体成形薄壁曲面零件,不需要成形后的组合焊接,并针对直径变化比达35%的1Cr18Ni9Ti薄壁曲面零件进行了内、外压力成形试验和有限元分析,给出了变形过程粘性介质和坯料的流动规律和缺陷的预测分析,研究结果表明,薄壁曲面零件内、外压力成形是可行的。     

应用均匀设计预测方盒件成形质量

为了提高冲压件的成形质量,用理想的方法来确定成形质量和工艺参数之间的关系,本文将均匀设计与有限元模拟相结合对方盒件成形工艺参数进行优化,优化后的仿真结果在提高成形裕度和抑制厚度变化方面取得较理想的效果.该方法明显地减少了模拟实验次数,提高了参数优化效率,改善了板料冲压成形的仿真计算精度.     

AZ31B镁合金薄板拉深成形模拟分析

用Dyanform软件模拟AZ31B镁合金的拉深成形过程,通过自动设置模块进行参数设置,并最终得到接近实验结果的变形过程、成形极限以及壁厚分布趋势。模拟结果表明:基于Dynaform的数值模拟可以用于镁合金的成形过程分析及试件破损预测等,对于指导拉深物理实验具有重要作用。     

圆锥形零件拉深过程分析及工艺参数的影响

建立了包括板料、凸凹模和压边圈在内的整体分析模型,对锥形件拉深成形过程进行了数值模拟。还将分析结果同实验数据进行比较,揭示了锥形件成形的机理。根据多组工艺参数的对比和分析,得出了板料破裂和起皱的原因,这对于拉深过程的智能控制具有重要的意义。     

板类件多点闭环成形的模糊控制方法

在金属板类件的加工中,无模多点成形是一种CAD数据模型驱动的柔性加工方法;多点闭环成形更是将板类件的加工与实时测量紧密结合到一起。本文在基本体群形状和工件形状的离散傅立叶变换描述的基础上,定义了不同类型的曲面误差;提出了多点闭环成形的模糊控制方法;实验证明,该方法能够控制板材快速收敛到所设计的目标形状,为实现板类件的数字化制造提供了一种新思路。