高光液晶前壳翘曲变形分析与工艺参数智能优化

以减小高光液晶前壳翘曲变形量为优化目标,基于数值模拟和正交试验获得试验数据,并通过分析得出各工艺参数在高光注射成型中对翘曲变形的影响趋势及影响显著性顺序,采用神经网络与遗传算法相结合的智能优化技术,对工艺参数进行优化,最终在指定参数区域内获得最佳成型工艺组合。优化结果经CAE模拟和实验验证,效果良好,可以有效地减小高光制品的翘曲变形,提高制品的成型质量。     

基于Isight的铝合金薄壁零件铣削参数优化北大核心

铝合金薄壁零件在铣削加工中容易产生变形,而铣削力是影响变形量的主要因素之一,选取某6061铝合金薄壁零件作为研究对象,提出了基于Isight平台的铣削参数优化方法,通过Isight平台中的DOE模块结合ABAQUS有限分析,以主轴转速、铣削深度、铣削宽度三个铣削参数作为因子,开展最优拉丁超立方试验设计方法设计样本点,将样本点数据做为搭建近似模型的输入数据,以铣削力为优化目标,采用了Approximation模块中Kriging近似模型方法,并结合多岛遗传算法对铣削参数与铣削力的Kriging模型进行寻优,研究发现,克里格近似模型准确的拟合出了铣削参数与铣削力的关系,铣削力减小了39.36%,使得主要尺寸由优化前的109.13 mm和58.16 mm减小到了109.04 mm和58.03 mm,优化结果显著,验证了基于Isight解决铣削参数优化问题是可行的。     

紫外光固化快速成形中提高加工效率的方法

光固化成形是一种基于逐层累加方式发展起来的新的制作工艺,零件的加工效率是成形中需要考虑的关键问题之一。本文分析了影响加工效率的三个因素,即扫描参数、制作方向和扫描方向,并通过实验证明了优化制作工艺能够显著提高零件的制作效率。     

热轧工艺对海洋平台用钢E690再结晶的影响

利用Geleeble-3800热模拟试验机对海洋平台用钢（E690）进行了单道次压缩试验,分析了变形温度、变形量和变形速率对E690动态再结晶行为的影响。结果表明,变形温度是影响奥氏体晶粒度的主要因素,且随变形温度的增加,变形速率的减小,及变形量的增加,奥氏体晶粒更细小均匀。优化热轧工艺参数为变形温度950 ℃,变形量50%,变形速率0.1 s^-1,晶粒度可达到9.7级。     

电火花成形机床热变形影响因素的分析

在电火花成形机床热变形测试平台上,进行机床的热变形试验.分析了电火花成形机床产生热变形的诸因素,由实验数据得出了工作液温度变化是电火花成形机床产生变形的主要因素,提出了减小机床热变形的措施.     

薄壁件铣削加工刀具几何参数优化

针对汽车检具薄壁件铣削变形问题,通过改变铣刀的几何参数建立铣削单因素和三因素四水平的正交实验。利用有限元软件AdvantEdge和ABAQUS分别对铣削加工过程和加工残余应力引起的变形进行仿真,研究不同的刀具几何参数对工件变形的影响。采用田口法分析了刀具几何参数对加工变形的综合影响程度。结果表明:刀具后角对工件加工变形影响的最为显著,螺旋角次之,前角最不显著;获得AA5083铣削的铣刀刀具几何参数组合。通过实验对优化后的刀具几何参数的正确性进行验证,证明该方法是检具薄壁件加工中刀具几何参数优化选择的一种有效的方法。     

基于混沌粒子群算法的钛合金薄壁筋铣削变形优化

针对薄壁筋受铣削力影响易变形的问题,提出一种基于薄壳划分和周期性施加铣削负载的变形仿真方法,通过仿真和试验两方面对比研究,分析了薄壁筋的变形过程并得出其变形规律。为了解决标准粒子群算法在优化铣削参数时容易陷入局部最优解的问题,提出一种基于变异算子与自适应动态惯性权重的改进混沌粒子群算法,并以变形量为约束,铣削力最小为目标优化了铣削参数。结果表明:改进后的混沌粒子算法在全局搜索能力和计算速度方面相比粒子群算法显著提高,试验证明采用优化后的铣削参数组合可有效减小薄壁筋的变形。     

基于iSIGHT的主轴动静态性能优化设计方法

主轴的变形和振动是影响机床加工质量和切削效率的主要因素之一.为提高主轴的静动态性能,提出了一种基于iSIGHT多学科优化集成软件环境的主轴结构优化设计方法和系统仿真流程.利用iSIGHT和APDL构建了一套结构优化集成系统,实现机床主轴的多目标优化设计.针对某型号卧式加工中心的主轴,应用自适应模拟退火算法对其结构参数进行优化.分析结果表明机床主轴动静态性能有一定程度的提高,优化方法是可行有效的.     

基于CAE技术的塑料齿轮注塑成型工艺参数的优化研究

基于Pro/E建立了塑料齿轮的3D模型,采用Moldtlow Plastics Insight(MPI)软件模拟塑料齿轮的注塑成型过程,结合正交实验设计方法,以减小翘曲变形量为质量目标对工艺参数进行优化.研究表明:延长填充时间、增加保压压力和降低熔体温度,能够有效减小翘曲变形量.     

基于MoldFlow和正交实验的电位器盒盖注射成型工艺参数优化分析

针对电位器盒盖注射成型工艺参数不合理的问题,应用MoldFlow和正交实验方法对注射成型工艺参数进行优化设计。首先,分析了管道中熔体的运动状态,得出流量与压力降的关系,为成型参数设计提供参考。其次,比较研究了两种不同的浇口方案,选择了点浇口注射方案,并设定了初始注塑工艺参数。最后,使用正交实验方法优化成型参数,设定翘曲量为正交实验质量指标,选择保压压力、模具表面温度、熔体温度及保压时间4个参数为实验因素,通过优化得出4个成型工艺参数对翘曲量指标影响程度,并得到工艺参数的最佳水平组合。优化后电位器盒盖翘曲量从0.2934mm下降到0.2339mm,减小了20.28%,改善了塑件的翘曲变形问题。     

矩形花键冷挤压成形的上限分析

本文应用上限法建立了花键冷挤压成形的等挤压比流动模型，给出了变形区动可容速度场、应变速率场及上限功率的表达式，讨论了变形程度、摩擦因子等参数对挤压载荷及合理模具参数的影响。该模型已成功地应用于花键的无约束正挤压工艺中，为模具设计提供了可靠的理论依据。     

焊接热输入对高速动车组转向架侧梁焊接变形的影响及优化

转向架构架是高速动车组(electric multiple units, EMU)的重要承载部件,其侧梁的焊接质量直接关系到列车运行的平顺性及安全性. 为了研究焊接热输入对转向架侧梁焊接变形的影响,在侧梁结构中提取了曲线T形接头模型,以熔化极气体保护电弧焊(gas metal arc welding, GMAW)的焊接速度、焊接电流和焊接电压为研究对象,基于热机耦合仿真分析方法和具有交互作用的正交试验设计(design of experimental, DOE)方法建立代理模型,采用粒子群优化算法(particle swarm optimization, PSO)获得了最优的焊接工艺参数组合. 在此基础上,基于极差分析和方差分析(analysis of variance, ANOVA),进一步讨论了上述工艺参数对焊接热输入和焊接残余变形的影响. 结果表明,采用最优工艺参数的曲线T形接头模型焊接角变形比采用原生产工艺参数的结果降低了5.04%,采用最优工艺参数的侧梁模型可以保证上下盖板焊接残余变形满足平面度不大于1 mm的要求,无需焊后调平.     

侧围内板跌落变形仿真及设计优化

针对汽车覆盖件尺寸和重量大,易在悬臂式自动取送料装置放置零件到收料台过程中产生塑性变形的问题,采用Dynaform软件对侧围内板零件进行跌落仿真分析,以便能够在车辆开发阶段判断零件是否存在变形风险。首先,对原始数模在Dynaform中建模仿真,并利用相似零件实物验证了分析的准确性。同时,对零件的风险区域通过增加加强筋进行了设计优化,仿真分析了优化后的零件的跌落过程,通过现场软、硬模分别验证了该跌落仿真的有效性。跌落变形仿真可以在同步工程阶段评估零件在线末收料时是否发生塑性变形,以便及时进行设计优化,避免后期发生工程更改,降低开发成本。     

数控龙门镗铣床滑枕热特性分析

滑枕是影响数控龙门镗铣床加工精度的关键部件。针对切削加工中存在的实际问题,确立导致滑枕热变形的热源,对轴承生热率进行计算,建立热变形数学模型;对滑枕进行热性能分析,并对主轴轴系结构进行改进。结果表明:滑枕的最高温度在主轴轴承支承处,为64.13℃;滑枕的最大的热变形在主轴轴承支承端,为38.9μm;采用冷却套结构、后轴承自由支承方式,减小主轴、滑枕热变形,从而提高数控龙门镗铣床加工精度。     

Thermal process simulation of droplet based metal printing with aluminium

Droplet based additive manufacturing is a branch of novel processes to build full dense metal parts by adding material droplet by droplet on a build platform. As each droplet solidifies individually upon contact, the quality of bonding to the existing material is determined by the adjacent surface temperatures and the temperature of the arriving droplet. To design a manufacturing process that ensures good bonds between all droplets, it is necessary to understand the relations between process parameters, the part’s geometry and thermal conditions for each arriving droplet. This paper presents a thermal simulation model that is based on Flow 3D software. By adding a user routine to the solver, it is possible to simulate the building process of a part consisting of several thousand droplets with an acceptable effort. This simulation is used to study the effect of production parameters (substrate temperature, droplet temperature and deposition frequency) as well as the parts geometry (layer size and height) on the resultant temperature field. The model was successfully validated with experimental data and can deliver valuable information during further development of this additive manufacturing process.     

激光电弧复合焊接顺序对304不锈钢T形接头影响的模拟试验分析

建立304不锈钢T形接头三维有限元模型,研究激光电弧复合焊接顺序对304不锈钢T形接头热变形及残余应力的影响. 采用高斯面热源加高斯锥形体热源组合的热源模型,模拟激光电弧复合热源,并通过304不锈钢激光电弧复合堆焊工艺试验验证数值模拟激光电弧复合焊接过程的可靠性. 结果表明,焊缝截面熔池形貌的数值仿真结果与焊接工艺试验结果吻合较好,该热源模型能有效模拟激光电弧两种热源的复合作用. 确定多种焊接顺序方案,分析不同焊接顺序下T形接头温度场、残余应力和热变形情况,激光电弧复合焊接顺序对T形接头残余应力及热变形均有影响,通过对比不同顺序下残余应力值及热变形量发现,顺序焊接能有效减小焊接残余应力,同时反向焊接产生的热变形量最小. 综合分析,不锈钢T形接头顺序反向焊接的效果最佳.     

旋轮参数对铝合金分形旋压的影响规律

铝合金分形旋压是一个复杂的多因素耦合影响的塑性成形过程,研究其旋轮参数对成形过程的影响可为相关成形参数的确定和优化设计提供理论依据。基于建立的可靠的铝合金分形旋压三维有限元模型,文章研究揭示了旋轮分形角、旋轮圆角半径、旋轮轴向进给比等旋轮参数对成形过程中的切向拉应力、周向压应力以及成形凸缘的不均匀变形程度和最终壁厚偏差的影响规律。结果表明,增大旋轮分形角,可以消除旋轮前方的金属堆积和降低成形过程中坯料开裂失效的可能性,可以使得成形凸缘的不均匀变形程度减小和成形精度降低;旋轮圆角半径的改变,对消除旋轮前方的金属堆积和降低成形过程中坯料开裂失效的可能性影响并不明显,但增大旋轮圆角半径,可以使得成形凸缘的不均匀变形程度增大和成形精度升高;旋轮轴向进给比的改变,对消除旋轮前方的金属堆积和成形凸缘的成形精度的影响并不明显,但增大旋轮轴向进给比,可以降低成形过程中坯料开裂失效的可能性,可以使得成形凸缘的不均匀变形程度减小。     

TC21合金超塑性本构关系的BP人工神经网络模型

TC21合金是一种高强、高韧、高损伤容限型两相钛合金,具有极佳超塑成形性能。建立合理的超塑性本构关系,对了解该合金的超塑性变形特征以及超塑性成形工艺优化有着重要的指导作用。本文对TC21合金在Gleeble1500热模拟试验机上进行了超塑性等温压缩变形试验。结果表明,随着温度的升高或应变速率的降低,材料的流变应力显著降低,动态再结晶是其主要的软化机制。根据所获得的实验数据,应用BP人工神经网络建立了TC21合金的超塑性本构关系模型,较好地反映了TC21合金的超塑变形过程中流动应力的变化规律。     

双辊夹持板料旋压成形过程塑性变形行为的研究

双辊夹持式板料旋压成形是用来加工薄壁回转体法兰零件的新工艺。为了研究其旋压成形过程中的塑性变形行为,利用ABAQUS软件建立了双辊夹持旋压成形过程的三维有限元模型,并进行了薄壁回转体法兰零件的旋压成形过程的数值模拟,获得了成形过程中等效应力、应变及壁厚的分布。研究了翻边长度对成形件应力应变及壁厚减薄率的影响规律。结果表明等效应力、应变及最大壁厚减薄率均随着翻边长度的增大而增大,由此根据不同的毛坯材料可以确定相应的最大翻边长度。     

A thermal error model for large machine tools that considers environmental thermal hysteresis effects

Environmental temperature has an enormous influence on large machine tools with regards to thermal deformation, which is different from the effect on ordinary-sized machine tools. The thermal deformation has hysteresis effects due to environmental temperature, and the hysteresis time fluctuates with seasonal weather. This paper focused on the hysteresis nonlinear characteristic, analyzing the thermal effect caused by external heat sources. Fourier synthesis, time series analysis and the Newton cooling law were combined to build a time-varying analytical model between environmental temperature and the corresponding thermal error for a large machine tool. A multiple linear regression model based on the least squares principle was used to model the internal heat source effects simultaneously. The two models were united to make up a synthetic thermal error prediction model called the environmental temperature consideration prediction model (ETCP model). A series of experiments were performed using a large gantry type machine tool to verify the accuracy and efficiency of the predicted model under random environments, random times and random machining conditions throughout an entire year. The proposed model showed high robustness and universality, with over 85% thermal error, with up to 0.2 mm was predicted. The mathematical model was easily integrated into the NC system and could greatly reduce the thermal error of large machine tools under ordinary workshop conditions, especially for long-period cycle machining.