基于响应面法的板料成形工作模面几何参数优化

阐述了以响应面法建立板料成形参数与有限元模拟结果的代理模型的基本原理;介绍了板料成形中的设计变量、目标函数、约束条件,多目标优化的处理方法;基于响应面法.以汽车后桥悬架内板零件为研究对象,成形后最小板料厚度为优化目标,成形极限图为约束条件,建立了模面几何参数优化模型;对模面几何参数进行优化并获得最优参数组合;以最优几何参数组合进行了实际的冲压试验,验证了优化结果.     

基于DYNAFORM板料成形模拟

凹模圆角半径、冲压速度、压边力和拉延类型对板料成形影响较大,文章通过试验优化成型工艺参数,获得了较为理想的板料成形效果,其成形工艺为:采用单动拉延,凹模圆角半径为18mm,压边力为100k N和冲压速度2000mm/s。     

基于DYNAFORM叶轮前盖板拉伸成形的数值模拟研究

基于板料成形有限元分析软件DYNAFORM,对不同厚度的叶轮前盖板拉伸成形进行数值模拟,分析板料在不同厚度下的应力、厚度、压边力变化情况。结果表明:板料的相对厚度t/D越大,危险区域所受的应力越小,对拉伸有利;在板料拉伸过程中,压边力的平衡状态不随板料厚度变化而变化,基本保持一稳定的值。叶轮前盖板拉伸成形研究对冲压泵制造具有一定的指导意义。     

基于AutoForm的汽车覆盖件冲压成形仿真技术研究

介绍了板料成形仿真软件AutoForm.在基于UG-CAD和AutoForm的基础上,对汽车某覆盖件的拉延成形过程进行了CAE仿真模拟分析,以此为依据最终确定合理的冲压工艺,与传统的冲压工艺设计相比,提高了模具设计的质量和一次成功率.     

汽车底盘弹簧支架冲压成形的数值模拟研究

基于大变形非线性有限元理论，建立了三维Ｈｕｇｈｅｓ－Ｌｉｕ壳单元有限元模型，模拟了轻型汽车底盘金属薄板弹簧支架冲压成形过程，给出了板料在成形过程中厚度、法向应变等结果。结果表明本文提出孤力学模型是可靠的。模拟结果为确定冲压工艺参数提供重要的理论依据。     

铝合金车身覆盖件冲压成形回弹仿真方法研究

研究铝合金车身覆盖件冲压成形回弹的仿真方法能够降低研发成本、缩短开发周期、提高设计质量.阐述了铝合金车身覆盖件冲压成形回弹仿真的流程,首先是几何建模,即在专业软件中建立零件的几何模型后再导入到有限元仿真软件中,然后进行有限元建模及仿真,主要包括覆盖件网格划分、冲压方向和方式的确定、模具工艺补充的建立、压料面的建立和凹模的生成、板料模型的建立、拉延筋的处理、凸模的生成、仿真模型的装配等.总结提出了铝合金覆盖件冲压成形回弹仿真的关键技术,包括隐式回弹分析方法、节点约束、适合于铝合金成形的材料模型和单元类型等,最后对某车型前翼子板进行了回弹仿真.     

基于Autoform司机门后立柱内板冲压成形分析及优化

司机门后立柱内板是车身结构件之一,冲压工艺比较复杂,本文使用Autoform软件对原始的司机门后立柱内板模型进行CAE模拟,对拉延筋的几何尺寸、布置方式、压边力大小、板料尺寸等参数进行了拉延仿真。仿真结果表明,参数修正可以使成形质量得以明显改善,有效减少试模的次数和模具设计周期,为提高车身覆盖件冲压成形质量提供了可行性方法。     

基于BP神经网络的车身钣金件冲压成形回弹预测

选择车身碰撞盒冲压成形中的压边力、板料厚度、板料初始尺寸和润滑条件作为试验参数进行了冲压成形数值模拟试验与生产试验，并测取了三维空间各点的回弹值；在数值模拟与生产试验的基础上，建立了基于BP神经网络的回弹预测模型，并应用该模型对压边力、板料厚度、润滑条件综合影响下碰撞盒法兰边的回弹进行了模拟和预测，结果表明采用双隐层的4层BP神经网络结构模型能够很好地预测碰撞盒法兰边回弹的大小、回弹的分布和回弹的变化趋势。     

汽车尾灯支架成形数值模拟与优化

汽车尾灯支架是汽车外覆盖件。对单个零件进行成形时,需要增加很多工艺补充材料,冲压方向不容易确定,而且会产生侧向力。利用对称性采用一模两件工艺,既降低了成形难度,提高材料的利用率,又有利于拉深成形过程中的金属流动。利用数值模拟技术,仿真了成形过程;根据应力应变的分布,对成形中的起皱和拉裂,以及板料变形程度进行了预测;优化了毛坯形状、工艺补充面、拉延筋的分布和阻力。优化后的工艺参数得到了良好的成形质量,模拟结果与实验吻合。     

激光冲压钛板小曲率成形研究

用ABAQUS软件对激光冲压TA2板料成形进行了仿真,探讨了激光参数、板料性能、约束边界冲击路径等条件对板料小曲率成形的影响,获得了在激光连续冲击条件下,板料成形深度、成形轮廓与激光参数、约束边界条件和冲击路径之间的变化规律。利用激光冲击波技术对钛合金板料进行了成形实验,所采用的激光波长为1.054μm,脉宽约23ns,能量35J左右,有效光斑直径为8mm,脉冲的重复率为0.5Hz。实验结果表明,建立的模型和加载方式及所用算法是正确的。     

基于多目标优化的钢管拉拔成形过程设计

针对钢管在拉拔成形中出现的拉拔力过大、成形后钢管的残余应力大的问题,提出了基于"FEM-ANN-MOGA"方法的拉拔过程优化方案。结合正交设计、有限元模拟技术和BP神经网络,建立了拉拔应力、残余应力与成形参数之间多目标优化的非线性映射模型。采用基于向量评价的多目标遗传算法和小生境技术,求得了均匀分布的Pareto最优解。通过定义满意度函数,选出了符合要求的满意解,并对其进行了仿真。仿真结果与优化结果基本吻合,验证了该优化方法的正确性与可行性。     

耕种机虚拟样机精密单体播深和排种仿真研究

为了进一步改善耕种机的播深控制和排种精度,提高耕种机的设计效率,提出了一种基于数值仿真模拟的耕种机播种精度优化设计方法,建立了播种机的虚拟样机模型,并对播种参数的优化效果进行了仿真计算分析。利用三维绘图软件UG设计了排种器的零部件,建立了装配模型,设计了精密播种机的虚拟样机模型;采用ADAMS软件对排种器排种精度和播种机虚拟样机的播深合格率进行了动力学仿真。通过数值仿真模拟计算,得到了精密播种机播深随时间的变化曲线,以及ADAMS参数优化前后排种精度和播深合格率的结果。通过结果的对比分析发现:优化后的排种器排种精度有了明显的改善,且变异系数小;虚拟样机的播深合格率有了明显的提高,并且播深控制的稳定性较好,播深的控制精度较高,为播种机的优化设计提供了技术参考。     

基于数值模拟的板料多道次拉深工艺研究

阐述了拉深成形数值模拟过程,分析了多道次拉深成形数值模拟,研究了多道次拉深成形特点,针对挡油盘零件多道次拉深成形实例,应用数值模拟方法进行了拉深工艺的改进。研究结果表明,应用数值模拟技术可以预测拉深成形中起皱、破裂、回弹和刚性不足等缺陷,优化模具和拉深工艺参数,减少反复试验的次数,提高拉深件质量。     

板料深冲成形过程的静态隐式有限元模拟

采用有限元对板料冲压过程进行模具设计,可以降低设计成本,缩短设计周期。综述了板料深冲成形过程数值模拟平台和静态隐式算法的基本理论,并基于此建立了四节点的有限元模型。采用此模型对油底壳和水槽的深冲成形过程和起皱进行了模拟,模拟结果验证了该分析技术的正确性、可行性和高效性。     

动态显式分析在冲压件结构优化设计中的运用

针对车身冲压件结构复杂,成形易产生缺陷的特点,运用非线性动态显式有限元方法,采用弹塑性各向同性材料本构模型,提出了基于非线性动态显式分析的冲压件结构设计优化方法。利用MSC-Dytran对某型号轿车的前横梁托架进行冲压过程的计算机模拟,对零件毛坯在冲压成形后的缺陷进行了分析,提出了结构修改方案,最终完成了结构优化设计。结果表明,零件结构修改可以有效避免冲压缺陷产生,并说明用非线性动态显式有限元方法进行冲压过程分析结果的可靠性和基于非线性动态显式分析的冲压件结构设计优化方法的可行性。     

悬挂犁挂接参数的优化设计

根据悬挂犁挂接系统的设计要求，建立了悬挂四杆机构解析法设计的数学模型。以工作状态时犁与拖拉机的速度瞬心位置最低为目标函数，确定了优化设计模型，并运用Matlab软件的fmincon函数实现了悬挂犁挂接参数的优化选择。对TN-55型拖拉机配套1L-430型悬挂犁的设计计算表明，该方法在多方面优于作图法。     

柔性机械手机械结构与自适应控制全局优化设计

针对柔性机械手研究中未将控制器和机械结构之间的耦合同时加以考虑的问题,在整体优化目标下,通过使用适用于各种几何约束的自适应迭代算法来获取机械臂状态和控制器参数,以结构优化为外循环,以LQR控制律优化为内循环,设计了全局优化设计方法,将柔性机械手机械结构的设计与控制算法的设计有机结合在一起.并以单关节柔性臂的设计为例进行了仿真,仿真结果表明,将控制律与结构优化综合考虑的方法有效、可行.     

基于多核CPU的复杂液压产品快速并行优化方法

为缩短复杂液压产品的研发周期和提高系列化产品的开发效率,提出一种基于多核CPU的复杂液压产品快速并行优化方法。该方法利用粒子群算法寻求产品设计参数的优化和性能指标的约束,将每个仿真程序视作粒子群个体。采用两级加速策略,即CVODE求解器加速和多核CPU加速。以非对称轴向柱塞泵三角槽优化设计为研究对象,通过物理样机试验对CVODE求解器加速方法的准确性进行验证,结果显示,试验与仿真结果吻合度较高。利用粒子群算法对三角槽主要参数进行优化以降低泵输出流量脉动。对比三角槽结构优化前后的流量脉动率,结果显示,在不增加柱塞腔压力的条件下,非对称轴向柱塞泵三角槽优化后的流量脉动相比优化前降低了36%。该方法可脱离专业仿真软件平台,能够独立运行于Windows操作系统,解决液压动态仿真对专业软件依赖的问题,且多进程比多线程编程更容易实现。在8核CPU工作站仿真条件下,与SimulationX平台仿真方法相比,该多核CPU并行方法的仿真效率提高10倍以上,与双核计算机并行运行效率相比提高近5倍。     

颗粒肥料离散元仿真摩擦因数标定方法研究

对分体圆筒法、倾斜法、抽板法和斜面法4种颗粒特性测试方法进行Plackett-Burman多因素显著性筛选试验,试验方差分析结果表明,不同的测试方法影响测量结果的显著因素与因素显著程度。根据分体圆筒法、倾斜法和斜面法的方差分析结果,提出一种基于颗粒物料整体特性的摩擦因数标定方法,将仿真试验与真实试验相结合,依次标定出尿素颗粒与PVC材料间静摩擦因数为0. 41,颗粒间静摩擦因数为0. 36,颗粒间滚动摩擦因数为0. 15。将所标定的摩擦因数采用无底圆筒法进行验证试验,休止角仿真试验结果为30. 57°,真实试验结果为31. 74°,相对误差为3. 69%,不同含水率下的实际试验休止角与所标定摩擦因数下的仿真休止角相对误差均不大于4. 59%,仿真试验结果与真实试验结果无显著差异,验证了所标定摩擦因数的有效性。本方法可用于其他颗粒状物料间摩擦因数的标定试验。     

基于OpenGL的播种机机械部件离散元法仿真分析

为了提高播种机机械部件仿真的可靠性,克服传统几何仿真的局限性,提出了一种基于OpenGL建模和离散元仿真软件的播种机零部件虚拟设计方法,并以播种机开沟器和排种盘的实验和仿真验证了其可靠性。设计了播种机部件、土壤和种子的离散元建模方法,并设置了仿真模拟参数,通过实验测试了开沟器的力学性能和排种器的漏播率与重播率,最后将其和离散元仿真结果进行了对比。对比结果表明:利用离散元仿真模拟方法与实验测试得到的阻力、漏播率和重播率的结果基本吻合,从而验证了其在播种机部件设计优化中使用的可行性,为播种机部件的优化提供了一种新的设计方法。