發(fā)布時間：2021-11-16 23:20

　　液壓成形技術是塑性加工領域的一項新技術,而管材內高壓成形工藝又是其重要的分支之一,其成形的零件具有表面質量光滑,壁厚均勻性好,結構強度高,整體性強且減少加工模具成本等優(yōu)點。本文采用管形材料減輕零件質量的思想,應用內高壓成形原理與模糊控制理論,針對Y形管的內高壓成形進行了綜合性成形規(guī)律分析,并依據(jù)其成形規(guī)律進行內高壓成形加載路徑的優(yōu)化研究。第一部分以形狀規(guī)則的Y形管為例,進行幾何與有限元模型建模,并運用Dynaform有限元仿真軟件進行內高壓成形數(shù)值仿真。通過數(shù)值仿真分析探討其成形規(guī)律、主要缺陷形式及缺陷產(chǎn)生位置。并分別探討工藝參數(shù),包括幾何形貌參數(shù)、摩擦系數(shù)和加載路徑,對成形質量的影響。為后續(xù)運用模糊控制理論優(yōu)化內高壓成形加載路徑提供理論指導和設計依據(jù),以便加工出質量合格的零件。第二部分的主要內容為通過構建模糊控制系統(tǒng)模型優(yōu)化Y形管內高壓成形的加載路徑。首先介紹了模糊控制相關理論基礎,并基于前文基本的Y形管內高壓成形規(guī)律,進行模糊控制法優(yōu)化加載路徑的思路構建。依據(jù)其成形特性與易產(chǎn)生缺陷部位進行控制變量和被控變量的選取,進而通過少量的試錯仿真分析進行模糊控制邏輯的整體構建,包括Simul... 

【文章來源】：吉林大學吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：104 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

管材內高壓成形工藝過程

吉林大學碩士學位論文4圖1.2自適應法優(yōu)化加載路徑示意圖1.3.2尋優(yōu)算法優(yōu)化加載路徑雖然自適應進給法應用簡便且高效，但由于自身的方法并不具備足夠的理論基礎，僅在自進給的基礎上乘以一個倍數(shù)，限制了加載路徑優(yōu)化的更多可能性。為避免這種局限性，學者們將優(yōu)化算法應用到成形優(yōu)化問題中。與最優(yōu)化算法相結合的方法又可分為兩種：基于梯度或進化算法的加載路徑優(yōu)化和基于近似模型的加載路徑優(yōu)化。前一種方法直接采用有限元分析進行迭代計算，而后一種方法是采用試驗設計(DesignofExperiment,DOE)以及各種近似模型將數(shù)據(jù)規(guī)律擬合后再進行尋優(yōu)求解計算。1.3.2.1基于梯度或進化算法的加載路徑優(yōu)化2001年，Yang[8]等人以管材壁厚分布均勻性為目標函數(shù)，管材成形的貼模程度作為約束函數(shù)，采用6節(jié)點B樣條函數(shù)描述內壓與軸向進給的相對關系，對各節(jié)點變量進行了靈敏度分析，并采用序列二次規(guī)劃法求解了最優(yōu)加載路徑參數(shù)組合。2003年，F(xiàn)an[9]同樣以壁厚均勻性作為目標函數(shù)，管材成形的貼模程度作為約束函數(shù)，利用共軛梯度法優(yōu)化了T形管內高壓成形的加載路徑。2005年，Imaninejad等人[10]以壁厚分布均勻性作為目標函數(shù)，最大von-Mises應力和貼模程度作為約束函數(shù)，對比了單線性、雙線性和四線性加載模式的最優(yōu)結果，結果表明四線性加載模式下的貼模程度最好，但壁厚分布均勻性最差。2008年，Lorenzo等人[11]以T形管支管脹形高度為目標函數(shù)，采用最速下降法優(yōu)化了加載路徑。隨后作者采用梯度算法和分解策略優(yōu)化了Y形管的加載路徑，并對比了靜態(tài)迭代方法和動態(tài)迭代方法的求解結果，結果表明采用動態(tài)迭

第1章緒論72004年，Ray等人[35]采用管材外表面與內表面節(jié)點應變的差值以及管材表面節(jié)點的法向速度作為起皺的評價指標。同年，Strano等人[36]提出采用管材相鄰節(jié)點的斜率的變化值以及零件表面積與體積的比值作為起皺的評價準則。2005年，Aydemir等人[37]采用內力功的二階增量與成形極限曲線(FLC)作為起皺與破裂的評價指標。2008年，Li等人[38]采用FLC與管材底部節(jié)點到模具的表面的最大距離作為破裂與起皺的評價指標。2009年，Mohammadi等人[39]采用塑性分叉理論與塑性失穩(wěn)理論作為起皺與破裂的評價準則。2013年，Teng等人[40]全面地論述了T形管成形過程可能遇到的起皺模式，并提出不同的評價指標來評價不同的起皺模式，此外作者還采用管材表面與中間沖頭在兩個正交方向上的接觸長度來評價零件的整形程度。此外一些其他的學者也對管材內高壓成形工藝的模糊控制優(yōu)化做出了一些有益的嘗試[41-43]，其中2014年日本學者提及的在模具嵌入傳感器的思想[43]最為新穎，如圖1.4為傳感器布置示意圖，但此方面國內相關研究依然很少，應當作為研究重點，加快自動化和智能化制造的前進腳步。（a）位移傳感器（b）接觸傳感器（c）用位移傳感器測間隙（d）接觸傳感器測長度圖1.4模具嵌入式傳感器1.3.4存在的問題盡管國內外學者對加載路徑的優(yōu)化做出了大量研究，但依然存在一些問題：（1）自適應進給法雖然可以快速得到一個較好的加載路徑，但其將加載路徑的模

【參考文獻】：
期刊論文
[1]摩擦系數(shù)對薄壁T型管內高壓成形的影響[J]. 戴龍飛,徐雪峰,孫前江,張建偉,熊光利.  鍛壓技術. 2018(07)
[2]薄壁Y型三通管內高壓成形起皺與開裂分析[J]. 彭俊陽,羅德高,滕步剛,劉鋼.  材料科學與工藝. 2017(04)
[3]內高壓成形技術在汽車輕量化中的應用[J]. 劉媛媛.  價值工程. 2011(19)
[4]內高壓成形的應用進展[J]. 苑世劍,王仲仁.  中國機械工程. 2002(09)



本文編號：3499758