發(fā)布時(shí)間：2019-08-24 11:52

【摘要】：隨著科技的發(fā)展,航空航天、汽車(chē)制造中拼焊加工大型復(fù)雜薄壁構(gòu)件的方式已經(jīng)成為制約產(chǎn)品性能和可靠性提高的瓶頸。薄板拉伸成形作為一種重要的塑性加工方法,在大型復(fù)雜薄壁構(gòu)件制造中得到了國(guó)內(nèi)外研究人員的重視。薄板拉伸成形雖然具有產(chǎn)品可靠性高、尺寸精度高、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn),但由于大型復(fù)雜薄壁構(gòu)件具有拉伸深度大、材料強(qiáng)度高等特點(diǎn),現(xiàn)有的薄板拉伸成形技術(shù)在大型復(fù)雜薄壁構(gòu)件的制造中還存在很多不足。本文針對(duì)大型復(fù)雜薄壁構(gòu)件成形機(jī)理不明確導(dǎo)致的拉伸工藝不合理、薄板深拉伸成形過(guò)程中法蘭局部受力不均導(dǎo)致起皺、液壓裝備成形參數(shù)優(yōu)化中忽略摩擦系數(shù)不確定性等問(wèn)題,對(duì)大型復(fù)雜薄壁構(gòu)件拉伸成形分析方法、薄板深拉伸成形變壓邊力設(shè)計(jì)與液壓裝備成形參數(shù)不確定性?xún)?yōu)化進(jìn)行了深入研究,提出了大型復(fù)雜薄壁構(gòu)件深拉伸成形變壓邊力設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù),并將其應(yīng)用于合肥合鍛150MN拉伸液壓機(jī)的實(shí)際工程應(yīng)用中。論文主要內(nèi)容如下:第一章概述了課題的研究意義及技術(shù)背景,闡述了板料成形在數(shù)值模擬技術(shù)、優(yōu)化算法、技術(shù)設(shè)備方面的研究現(xiàn)狀,指出了現(xiàn)有的板料成形技術(shù)在大型復(fù)雜薄壁構(gòu)件成形中存在的問(wèn)題,最后概括了文章的主要研究?jī)?nèi)容,給出了文章的組織架構(gòu)。第二章提出了基于應(yīng)變路徑的大型復(fù)雜薄壁構(gòu)件拉伸成形分析方法,通過(guò)理論計(jì)算和數(shù)值模擬,研究拉伸過(guò)程中,在不同壓邊力條件下,板料各部分應(yīng)變路徑的變化規(guī)律。在此基礎(chǔ)上采用M-K法對(duì)成形極限(FLC)進(jìn)行理論計(jì)算,獲得考慮實(shí)際應(yīng)變路徑的條件下的成形極限,揭示出變壓邊力對(duì)成形性能影響的內(nèi)在機(jī)理,為合理確定壓邊力曲線提供理論依據(jù)。第三章提出了一種基于序列近似的薄板深拉伸成形變壓邊力設(shè)計(jì)方法。以變壓邊力為設(shè)計(jì)變量,薄板拉伸成形質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)為目標(biāo)函數(shù)和約束,構(gòu)建了薄板深拉伸成形變壓邊力多目標(biāo)優(yōu)化模型,基于多寬度RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和序列采樣策略建立了關(guān)于目標(biāo)函數(shù)和約束的序列近似模型,在此基礎(chǔ)上,采用NSGA-Ⅱ遺傳算法對(duì)薄板深拉伸成形變壓邊力設(shè)計(jì)問(wèn)題進(jìn)行優(yōu)化求解。最后以某運(yùn)載火箭貯箱箱底深拉伸成形變壓邊力設(shè)計(jì)為例,驗(yàn)證了方法的有效性。第四章提出了基于區(qū)間變量的液壓裝備成形參數(shù)不確定性?xún)?yōu)化方法。采用區(qū)間變量對(duì)不確定性參數(shù)進(jìn)行描述,建立了液壓裝備成形參數(shù)不確定性問(wèn)題的優(yōu)化模型。對(duì)于不確定性?xún)?yōu)化目標(biāo)函數(shù)及相關(guān)約束,分別建立了 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)近似模型,并分別采用IP-GA遺傳算法和NSGA-Ⅱ遺傳算法進(jìn)行不確定性分析和優(yōu)化搜索�；谝簤貉b備成形參數(shù)不確定性問(wèn)題的中間優(yōu)化結(jié)果,通過(guò)不確定性序列采樣策略對(duì)近似模型進(jìn)行更新,提高了優(yōu)化算法的收斂效率及優(yōu)化精度。第五章結(jié)合實(shí)際的企業(yè)項(xiàng)目,開(kāi)發(fā)了拉伸液壓機(jī)拉伸成形參數(shù)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的功能模塊,并將本文所提出的方法應(yīng)用于150MN拉伸液壓機(jī)拉伸成形工程實(shí)際中,驗(yàn)證了本文所述方法的有效性。第六章總結(jié)了全文的研究?jī)?nèi)容,并對(duì)課題進(jìn)一步的研究方向進(jìn)行了展望。
【圖文】：

Ｍ－Ｋ模型是針對(duì)板面的粗稚度不一，，板料并不是理想的均勻連續(xù)體的實(shí)際情況，為逡逑簡(jiǎn)化分析提出了基于扳料的厚度不均勻假設(shè)。Ｍ－Ｋ模型假定在均勻區(qū)Ａ邋Ｗ內(nèi)有一個(gè)薄弱逡逑環(huán)節(jié)凹槽Ｂ模型，如圖２．１所示。則板料的初始厚度不均句度定義為：逡逑／0＝＾邐口句逡逑ｆ方０逡逑式中，■Ｕ，ｆｇ。分別為板料Ａ區(qū)域和Ｂ區(qū)域的初始厚度。逡逑Ｍ－Ｋ理論假設(shè)的要點(diǎn)有如下幾個(gè)方面：逡逑（１）

逑（２）為了找出箱底深拉伸過(guò)程中容易出現(xiàn)破裂的危險(xiǎn)點(diǎn)，我們先根據(jù)經(jīng)驗(yàn)采用逡逑６０００ＫＮ的恒定壓邊力進(jìn)行拉伸，有限元模擬結(jié)果如圖２．３所示。逡逑１８逡逑
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TG306

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2528947