基于Kriging与GA的双层变模温注射成型收缩控制策略

高温、高压的成型条件,使双层变模温制品的成型收缩对工艺参数的变化极为敏感,双层变模温制品的成型收缩控制策略成为提高制品质量的关键。以某空调遥控器前盖双层变模温成型工艺开发为例,探讨并制定了其成型收缩的控制策略。确定了考量成型收缩的多目标评价体系及参数变量,以拉丁超立方取样设计试验,并利用数值模拟软件进行充模、保压及冷却等过程模拟获取试验数据,建立了基于Kriging代理模型的变量与评价指标间的数学关系;利用遗传算法对数学关系进行迭代,寻找最优成型收缩的评价指标及变量组合;最后,将模拟及生产试验对研究策略的科学有效性进行验证。     

锰黄铜合金高温变形及本构模型研究

采用THERMECMASTOR-Z热模拟试验机,在变形温度650~800℃、应变速率0.01~10 s-1的条件下,进行了锰黄铜高温流变行为的相关研究。采用Arrhenius的双曲正弦模型,建立了锰黄铜流变应力与变形温度、应变速率之间的本构模型。结果表明:锰黄铜为正应变敏感材料,其流变应力随应变速率的增加而升高,随变形温度的增加而降低。该研究为锰黄铜热成形加工工艺的制定提供了理论依据。     

套管叉热挤压成形凸模结构对锻件终成形的影响研究

采用三维有限元法对套管叉锻件热挤压成形过程进行了数值模拟仿真分析。针对其成形过程中出现的叉部顶端及底端充不满现象进行了深入分析，提出了防止这种缺陷形成的一种特殊的凸模结构。生产实践表明，采用这种特殊的凸模结构后，锻件所用的坯料高度减小，每件可节约材料0．08kg；顶部废料厚度的减小，使后续工序切边模具的实际使用寿命至少提高为原来的2倍；台阶约束避免了过多的废料产生，减少了材料的相对流动，延长了终成形模具的实际使用寿命；与传统的锻造工艺相比，采用热挤压方法能获得较高的形状精度和尺寸精度，较好的纤维流向和机械性能。     

铜质同步器齿环半闭式精锻新工艺研究与技术实现

针对同步环零件的特点,结合实际生产,建立了可靠、精确的有限元模型,以DEFORM-3D数值分析软件为平台,分析出原有生产工艺的问题。提出了一种带阻力墙结构的新模具结构,最终实现了材料利用率由原来的53.7%提高到现在的73.4%。精确的模拟计算结果与试制生产结果相符合,实际生产验证了研究结果的可靠性。这一研究为同步环零件的材料利用率提高提供了相应的理论依据和技术指导。     

基于CAD/CAE技术的多拐曲轴精密模锻工艺开发

曲轴是发动机和压缩机的重要零件。以汽车曲轴为例,其性能对汽车的重载、高速和高可靠性有着重要影响。为此,目前汽车曲轴普遍采用模锻工艺成形。但由于曲轴形状复杂,锻造成形难度大,为了保证成形质量,通常都以牺牲材料为代价。以长度为700mm左右的四拐曲轴为例,采用普通锻造方式成形后,     

分模位置对低筋、多筋铝合金锻件成形性能的影响

针对低筋、多筋铝合金锻件容易产生穿流缺陷的成形特点,采用有限元模拟方法分析了筋顶分模和中间分模对低筋、多筋锻件成形过程中金属流动行为的影响机理,对比了两种分模方式对锻件流线、穿流敏感度、模具磨损、材料率用率和成形力等的影响。结果表明:采用筋顶分模方式能从根本上消除锻件上与飞边相邻筋下的穿流缺陷,得到良好的金属流线,而其他性能与中间分模基本相同。因此,在模具深度和锻件出模容许的情况下,对于低筋、多筋圆饼类铝合金锻件应尽量采用筋顶分模进行模具的设计。     

基于空调面板收缩优化的分段保压曲线研究

以空调面板为研究对象,制品顶出时体积收缩率为质量指标,在等效保压压力及保压时间下,比较了恒定保压与分段保压方案对制品质量的影响;并结合Taguchi实验设计方法进行CAE模拟实验,通过实验数据进行极差分析,研究了3段保压方案中各段压力大小及保压时间对制品质量的影响.结果表明,3段递减保压方案在降低制品顶出时体积收缩率方面最为有效,第1段保压压力和保压时间对体积收缩率的影响最显著.当3段保压压力依次为85,70,55 MPa,且3段保压时间依次为1,3,2 s时,制品顶出时的体积收缩率比恒定保压降低了37.46％.     

温度和应变速率对7050-H112铝合金流变应力和微观组织行为的影响

利用Gleeble-1500热模拟机在变形温度300、350、400、450℃,应变速率0.01、0.1、1、10 s-1时,对7050-H112铝合金进行高温等温压缩试验,研究了热压缩变形时温度和应变速率对该合金流变行为的影响。结果表明:7050-H112铝合金对应变速率敏感,流变应力随应变速率的提高而升高;该合金高温压缩变形时的流变应力可用Zener-Hollomon参数的双曲正弦函数来描述,其形变激活能为172 kJ/mol;微观组织演化过程表明该合金在应变速率0.01 s-1、加热温度450℃时发生了动态再结晶,最终得到了具有细长晶粒的合金组织。     

基于响应面法的铝合金筋板锻件工艺参数多目标优化

为了能获得更好的铝合金筋板类锻件锻造成形工艺参数,提出了基于响应面法(Response Surface Methodology,RSM)和有限元模拟技术(finite element simulation,FEM)的锻造成形工艺参数多目标优化策略.以铝合金筋板类锻件晶粒均匀性和锻造变形力作为评价指标,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,求得的回归模型拟合度达89.59%.并运用MATLAB软件求出可行设计空间中目标函数最佳工艺参数组合为始锻温度465℃、锻造速度8.7 mm/s、摩擦系数0.2.锻件的晶粒均匀性有了很大的改善,同时有效的降低了锻件变形力,并通过DEFORM-2D模拟和热加工图对其进行了验证,表明了所提出方法的有效性.     

基于Kriging模型与遗传算法结合的RHCM成型工艺参数优化

为了提高高光无痕注塑成型(rapid heat cycle molding,RHCM)制品综合品质,提出了一种基于Kriging模型与遗传算法(genetic algorithm,GA)结合的工艺参数优化策略.将该策略应用于某空调柜机出风面板成型,以正交实验法规划实验,通过CAE分析获取实验样本数据,借助数据归一化法、线性加权法、直观分析法等数据处理方法,得到了对RHCM成型影响显著的工艺参数依次为保压时间、冷却时间、熔体温度、加热时间.然后引入Kriging建模理论,建立了RHCM成型制品综合品质与主要成型工艺参数的近似模型,采用GA对建立的近似模型在可行解空间搜寻最优解.得到的最优工艺参数为:加热时间36.9 s,熔体温度182.9℃,保压压力88.5 MPa,冷却时间51.3 s.最后,通过CAE分析和生产试制分别验证了该优化策略的可行性和合理性.