本文關(guān)鍵詞：金屬板料拉深成形變壓邊力加載曲線優(yōu)化研究

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【摘要】：隨著汽車工業(yè)的飛速發(fā)展和傳統(tǒng)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級,薄板類金屬沖壓產(chǎn)品憑借自身獨(dú)有的功能特性而備受關(guān)注。作為能夠提高金屬板料拉深成形質(zhì)量、改善板料成形性能簡單有效的技術(shù)之一,壓邊力控制技術(shù)被相關(guān)成形領(lǐng)域廣泛認(rèn)可和重視。實(shí)驗(yàn)證明,采用變壓邊力加載控制可以有效的減少甚至避免板料成形中出現(xiàn)的起皺、破裂等失穩(wěn)現(xiàn)象,提高板料的成形穩(wěn)定性。尤其針對實(shí)際生產(chǎn)中一些表面質(zhì)量要求較高、外形尺寸較大、成形結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的一次沖壓成形,變壓邊力加載的優(yōu)勢就更加明顯。然而時至今日,變壓邊力的研究還停留在經(jīng)驗(yàn)總結(jié)和數(shù)值模擬上,具體影響機(jī)理不得而知,相關(guān)研究成果千差萬別,有時甚至相互矛盾。所以開展變壓邊力控制技術(shù)和人工智能技術(shù)在復(fù)雜沖壓件成形中的應(yīng)用研究,對縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期、快速響應(yīng)市場、提高產(chǎn)品的精度和質(zhì)量具有明顯的現(xiàn)實(shí)意義。論文以相關(guān)科研項(xiàng)目為依托,結(jié)合有限元模擬技術(shù)和人工智能技術(shù)在金屬板料拉深成形領(lǐng)域的應(yīng)用,以非軸對稱性方盒形件為研究對象,依據(jù)塑性成形理論和薄板金屬沖壓成形原理,分析了方盒形件沖壓成形的工藝特點(diǎn)和常見的成形失效形式及其評價標(biāo)準(zhǔn)；建立了方盒形件成形壓邊力計(jì)算的數(shù)學(xué)模型,對成形過程中法蘭部分和側(cè)壁部分的應(yīng)力應(yīng)變進(jìn)行研究分析,并推導(dǎo)出了方盒形件拉深成形中板料起皺和破裂的臨界壓邊力數(shù)學(xué)求解公式,計(jì)算確定了沖壓成形中壓邊力加載的安全極限和方盒形件成形的安全區(qū)域。其次,利用專業(yè)的CAE仿真分析軟件DYNAFORM對方盒形件拉深成形過程進(jìn)行仿真模擬。研究分析了恒定加載模式、直線遞增模式、直線遞減模式、V型模式和Λ型模式等常用的典型壓邊力控制方式下方盒形件的成形性能；并以希爾各向異性為理論依據(jù),在參考相關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上,以實(shí)際生產(chǎn)要求為標(biāo)準(zhǔn),研究分析了變壓邊力對板料極限拉深比(LDR)的影響。然后,利用MATLAB軟件編寫仿真程序,建立了方盒形件成形過程中變壓邊力加載規(guī)律的徑向基(RBF)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能預(yù)測模型。鑒于實(shí)際生產(chǎn)中抽樣數(shù)據(jù)的均衡性和分散性特征,采用正交試驗(yàn)法,通過DYNAFORM軟件模擬仿真獲得了相關(guān)預(yù)測所需的學(xué)習(xí)樣本數(shù)據(jù),對RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型進(jìn)行訓(xùn)練學(xué)習(xí),通過V型變壓邊力模擬仿真結(jié)果和網(wǎng)絡(luò)預(yù)測結(jié)果的比較檢驗(yàn)了網(wǎng)絡(luò)模型的智能預(yù)測性能。最后,綜合分析了網(wǎng)絡(luò)預(yù)測結(jié)果和不同壓邊力加載模式的成形效果,對成形效果更好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測結(jié)果進(jìn)行多項(xiàng)式優(yōu)化擬合,獲得了方盒形件沖壓成形最優(yōu)變壓邊力加載曲線。并且該加載曲線為非線性變化,更符合板料沖壓成形的客觀實(shí)際情況。
【學(xué)位授予單位】：長春工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG386

【參考文獻(xiàn)】

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