本文關(guān)鍵詞：多孔微通道鋁扁管正向擠壓成形工藝與模具優(yōu)化

  更多相關(guān)文章： 多孔微通道鋁扁管 正向擠壓 響應(yīng)面法 二級焊合室 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 遺傳算法

【摘要】：多孔微通道鋁扁管是汽車空調(diào)冷凝器上的關(guān)鍵零件,隨著對換熱效率的要求越來越高,設(shè)計扁管時孔數(shù)越來越多壁厚越來越薄,相應(yīng)地成形越來越困難。本文針對的研究對象是重慶某公司生產(chǎn)的多孔微通道鋁扁管,其主要問題是尺寸不穩(wěn)定以及扁管筋部易彎曲。本研究基于此開展了多孔微通道鋁扁管正向擠壓工藝和模具的研究,主要研究工作如下:(1)首先通過基于ALE算法的擠壓專用軟件HyperXtrude對多孔微通道鋁扁管正向擠壓中的材料流動進行分析,發(fā)現(xiàn)截面速度不均是導致筋部彎曲的主要原因。(2)通過CCD實驗設(shè)計法研究坯料加熱溫度、擠壓筒加熱溫度、模具加熱溫度和擠壓速度對下模工作帶出口處扁管截面速度均方差和模具最大應(yīng)力的影響,并擬合其響應(yīng)面模型。通過響應(yīng)面法計算得到最優(yōu)擠壓工藝參數(shù)為坯料加熱溫度517.5℃,擠壓筒加熱溫度432.5℃,模具加熱溫度525℃,擠壓速度1.1mm/s。(3)研究芯部臺階高度對多孔微通道鋁扁管正向擠壓過程中模具應(yīng)力的影響。發(fā)現(xiàn)隨著芯部臺階高度增加,上模芯部應(yīng)力降低,芯部臺階應(yīng)力增加;最終確定將芯部臺階高度由1mm增加至2mm,從而顯著降低模具最大應(yīng)力,減小了模具斷齒風險。(4)提出增加二級焊合室的方法減小下模工作帶出口處扁管截面速度的不均勻性。通過BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擬合二級焊合室結(jié)構(gòu)參數(shù)與下模工作帶出口處扁管截面速度均方差的映射關(guān)系,再通過遺傳算法獲得最優(yōu)二級焊合室長度Y為0.85mm,高度H為0.55mm。(5)基于HyperXtrude軟件模擬分析發(fā)現(xiàn),通過上述優(yōu)化方法,使模具出口處扁管截面Y向速度均方差減少了76.9%,Z向速度均方差降低了19%,模具最大應(yīng)力降低至1332MPa。(6)開展了多孔微通道鋁扁管正向擠壓實驗,實驗結(jié)果與模擬結(jié)果較吻合;檢測了扁管機械性能和微觀組織均符合要求。本文基于HyperXtrude有限元分析軟件對多孔微通道鋁扁管正向擠壓工藝和模具的進行優(yōu)化,解決了某公司生產(chǎn)中所遇到的問題,具有一定的實際指導意義;同時文中所使用的響應(yīng)面法、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法也可作為其他研究中預測、分析和優(yōu)化的方法。
【關(guān)鍵詞】：多孔微通道鋁扁管 正向擠壓 響應(yīng)面法 二級焊合室 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 遺傳算法
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U463.851;TG379
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 緒論8-14
• 1.1 引言8
• 1.2 汽車空調(diào)冷凝器發(fā)展現(xiàn)狀8-10
• 1.3 多孔微通道鋁扁管正向擠壓成形國外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.4 多孔微通道鋁扁管正向擠壓成形國內(nèi)研究現(xiàn)狀11-12
• 1.5 本文的研究意義12
• 1.6 本文的主要研究內(nèi)容12-14
• 2 多孔微通道鋁扁管正向擠壓成形數(shù)值模擬14-31
• 2.1 引言14
• 2.2 鋁型材擠壓數(shù)值模擬法14-15
• 2.3 任意拉格朗日-歐拉方法理論基礎(chǔ)介紹15-18
• 2.3.1 Lagrange，Euler和ALE坐標系之間的映射關(guān)系15-17
• 2.3.2 網(wǎng)格位移、速度和加速度的表達17-18
• 2.3.3 ALE描述下的流體動力學方程18
• 2.4 有限元軟件HyperXtrude簡介18-20
• 2.4.1 HyperXtrude功能介紹18-19
• 2.4.2 HyperXtrude的基本理論19
• 2.4.3 HyperXtrude計算流程介紹19-20
• 2.5 多孔微通道鋁扁管正向擠壓成形數(shù)值模擬20-26
• 2.5.1 多孔微通道鋁扁管零件圖及模具分析20-22
• 2.5.2 正向擠壓成形數(shù)值模擬實現(xiàn)過程22-26
• 2.6 數(shù)值模擬結(jié)果分析26-29
• 2.6.1 速度分析26-27
• 2.6.2 變形分析27
• 2.6.3 溫度分析27-28
• 2.6.4 應(yīng)力應(yīng)變分析28-29
• 2.6.5 模具應(yīng)力分析29
• 2.7 本章小結(jié)29-31
• 3 擠壓工藝對多孔微通道鋁扁管成形的影響31-44
• 3.1 引言31
• 3.2 基于響應(yīng)面法的優(yōu)化方法介紹31-32
• 3.3 多孔微通道鋁扁管正向擠壓工藝實驗設(shè)計方案32-34
• 3.4 多孔微通道鋁扁管正向擠壓工藝影響規(guī)律分析34-43
• 3.4.1 響應(yīng)面模型及檢驗34-38
• 3.4.2 響應(yīng)面分析38-43
• 3.5 多孔微通道鋁扁管正向擠壓工藝優(yōu)化43
• 3.6 本章小結(jié)43-44
• 4 擠壓模具結(jié)構(gòu)對多孔微通道鋁扁管成形的影響44-60
• 4.1 引言44
• 4.2 模具芯部臺階高度對模具應(yīng)力影響規(guī)律研究44-45
• 4.3 二級焊合室優(yōu)化方案45-47
• 4.4 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立二級焊合室結(jié)構(gòu)與流速關(guān)系模型47-51
• 4.4.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)介紹47-49
• 4.4.2 二級焊合室結(jié)構(gòu)與流速關(guān)系的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立及分析49-51
• 4.5 基于遺傳算法的二級焊合室結(jié)構(gòu)優(yōu)化51-53
• 4.5.1 遺傳算法介紹51-52
• 4.5.2 基于遺傳算法的二級焊合室結(jié)構(gòu)優(yōu)化過程52-53
• 4.6 優(yōu)化結(jié)果分析53-58
• 4.6.1 速度分析53-55
• 4.6.2 變形分析55-56
• 4.6.3 溫度分析56-57
• 4.6.4 應(yīng)力應(yīng)變分析57-58
• 4.6.5 模具應(yīng)力分析58
• 4.7 本章小結(jié)58-60
• 5 多孔微通道鋁扁管正向擠壓實驗驗證60-63
• 5.1 擠壓實驗驗證60-61
• 5.2 機械性能檢測61-62
• 5.3 微觀組織觀察62
• 5.4 本章小結(jié)62-63
• 6 結(jié)論與展望63-65
• 6.1 結(jié)論63-64
• 6.2 展望64-65
• 致謝65-66
• 參考文獻66-69
• 附錄69
• A. 作者在攻讀學位期間發(fā)表的論文69

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本文編號：571029