對于難以直接成形的形狀復(fù)雜鍛件,通常需要進行一次或多次預(yù)成形才能得到合格的終鍛件。預(yù)成形設(shè)計是鍛造工藝設(shè)計中最重要,也是最困難的工作。合理的預(yù)成形設(shè)計是保證鍛件具有良好成形質(zhì)量的關(guān)鍵。隨著計算機技術(shù)和有限元模擬技術(shù)的發(fā)展,國內(nèi)外學(xué)者已提出了多種基于成形過程模擬的預(yù)成形優(yōu)化設(shè)計方法。在分析各種預(yù)成形優(yōu)化設(shè)計方法優(yōu)缺點的基礎(chǔ)上,本文將雙向漸進結(jié)構(gòu)優(yōu)化法應(yīng)用到鍛造成形過程的預(yù)成形設(shè)計中,提出了一種新的預(yù)成形優(yōu)化設(shè)計方法。雙向漸進結(jié)構(gòu)優(yōu)化法是一種新穎的優(yōu)化方法,最初應(yīng)用于連續(xù)體結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。它根據(jù)一定的增刪準(zhǔn)則,通過對連續(xù)體逐步增加或者刪除材料,來獲得滿足要求的最優(yōu)結(jié)構(gòu)。金屬體積成形預(yù)成形優(yōu)化設(shè)計與連續(xù)體結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計存在著很大的不同,因而雙向漸進結(jié)構(gòu)優(yōu)化法不能直接應(yīng)用于預(yù)成形優(yōu)化設(shè)計。本文在分析了兩者的區(qū)別之后,對雙向漸進結(jié)構(gòu)優(yōu)化法進行了改進,提出了基于雙向漸進結(jié)構(gòu)優(yōu)化法的預(yù)成形優(yōu)化設(shè)計的具體實現(xiàn)方案和實現(xiàn)流程。根據(jù)預(yù)成形設(shè)計的特點,對優(yōu)化目標(biāo)、單元的增刪、網(wǎng)格劃分、單元增刪依據(jù)和單元刪除位置等內(nèi)容提出了改進方案。本文詳細(xì)研究了基于雙向漸進結(jié)構(gòu)優(yōu)化法的預(yù)成形優(yōu)化設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù),包括目標(biāo)函數(shù)、單... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：138 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

減小徽粗件鼓形的預(yù)成形優(yōu)化設(shè)計過程門

以終鍛件完全填充模腔和鍛件變形均勻為預(yù)成形優(yōu)化目標(biāo)，分別構(gòu)建??總目標(biāo)函數(shù)和子目標(biāo)函數(shù)，針對Ｈ形鍛件進行了預(yù)成形優(yōu)化設(shè)計，取得了理想??的預(yù)成形優(yōu)化設(shè)計結(jié)果，如圖１－２所示為針對Ｈ形鍛件完全填充模腔的預(yù)成形??優(yōu)化設(shè)計結(jié)果。］＾３１＾１５］等人提出了一種新的迭代算法，通過減小鐓粗鼓形的預(yù)成??形優(yōu)化設(shè)計，驗證了這種方法具有更好的可靠性。管婧％１７】將靈敏度分析與工程??優(yōu)化算法相結(jié)合，以終鍛件晶粒度分布均勻為優(yōu)化目標(biāo)，以預(yù)成形形狀為優(yōu)化對??象，對鍛件的微觀組織進行了優(yōu)化設(shè)計，以典型的Ｈ型鍛件為例，取得了較好的??優(yōu)化結(jié)果。馬新武〃８？］等人通過建立貯存靈敏度剛度矩陣和減少優(yōu)化設(shè)計變量的??方式，針對形狀不同的上模具和下模具進行基于靈敏度分析的預(yù)成形優(yōu)化設(shè)計，??只需數(shù)次優(yōu)化迭代即可實現(xiàn)目標(biāo)函數(shù)的收斂，證明了該方法具有較高的優(yōu)化效率，??在實現(xiàn)少無飛邊鍛造上具有一定的可靠性。為提高整個預(yù)成形優(yōu)化設(shè)計過程的智??能化與自動化程度，馬新武等人還開發(fā)了一款鍛造優(yōu)化設(shè)計軟件ＤＯＴＦＯＲＧＥ。??圖ｉ－

組織為目標(biāo)，采用小群體規(guī)模的微觀遺傳算法，將熱加工過程中的動態(tài)再結(jié)晶、??靜態(tài)再結(jié)晶、晶粒長大和晶粒尺度變化以數(shù)學(xué)形式進行表達，針對預(yù)成形模具進??行優(yōu)化設(shè)計，最終獲得了較理想的結(jié)果，如圖１－３所示為減小鐓粗件鼓形并細(xì)化??鍛件微觀組織的預(yù)成形優(yōu)化設(shè)計結(jié)果。Ａｌｒｎｎｒｚａｋ＾３４］等人針對非等溫條件下三維??航空發(fā)動機葉片的鍛造問題進行了基于遺傳算法的預(yù)成形優(yōu)化設(shè)計研究，為減小??鍛造飛邊、改善應(yīng)變不均勻性并消除殘余應(yīng)力，對遺傳算法進行改進，提出一種??基于模糊成員值的分配方法（Ｆｕｚｚｙ－ｂａｓｅｄ?Ｍｅｍｂｅｒｓｈｉｐ?Ｖａｌｕｅ?Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ?Ｍｅｔｈｏｄ）??來實現(xiàn)基于遺傳算法的預(yù)成形優(yōu)化設(shè)計，利用有限元分析計算與具體實驗對預(yù)成??形優(yōu)化設(shè)計結(jié)果進行驗證，證明了預(yù)成形優(yōu)化設(shè)計后，非等溫鍛造條件下的三維??航空發(fā)動機葉片的應(yīng)變不均勻性和殘余應(yīng)力基本被消除且鍛造飛邊被大幅減小。??ＫｎｕｓｔＰ５］等人提出了一種改進的遺傳算法，對三維連桿鍛件進行預(yù)成形優(yōu)化設(shè)計，??獲得了尺寸精度較高且鍛造飛邊較小的連桿終鍛件，并通過編程實現(xiàn)了整個優(yōu)化??過程的自動運行，如圖１－４所示為連桿鍛件的預(yù)成形優(yōu)化迭代過程及成形

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]復(fù)雜形狀葉片精密成形的預(yù)鍛形狀拓?fù)鋬?yōu)化算法研究[D]. 邵勇.上海交通大學(xué) 2014
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碩士論文
[1]基于類等勢場法的鍛造預(yù)成形優(yōu)化設(shè)計研究[D]. 白雪.山東大學(xué) 2013



本文編號：2962990