【摘要】：目前,傳統(tǒng)的板材塑性加工難以滿足汽車、航空等工業(yè)領(lǐng)域?qū)α慵牟牧�、質(zhì)量以及精度等的嚴(yán)苛要求。本文針對(duì)某飛機(jī)用零件鋁合金2A12固定罩難成形的問(wèn)題,提出采用充液拉深的成形工藝,并引入BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合多目標(biāo)遺傳算法對(duì)充液拉深成形參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。本文通過(guò)單向拉伸試驗(yàn)測(cè)定了鋁合金2A12的材料力學(xué)性能,分析了充液拉深成形工藝的重要參數(shù)(臨界充液室壓力、拉深力以及壓邊力),研究了拉深過(guò)程中主要缺陷形式(起皺和破裂)產(chǎn)生的原因和預(yù)防措施,并推導(dǎo)了主要工藝參數(shù)的計(jì)算方法。根據(jù)固定罩的結(jié)構(gòu)和材料屬性,分析了該零件的充液成形工藝,初步計(jì)算出了主要的充液拉深工藝參數(shù)。根據(jù)計(jì)算出的工藝參數(shù),使用有限元分析軟件Dynaform,對(duì)成形過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬,并在后處理中分析了零件的缺陷形式,確定了該零件成形過(guò)程中的起皺危險(xiǎn)區(qū)域和破裂危險(xiǎn)區(qū)域。選取三組工藝參數(shù)進(jìn)行數(shù)值模擬,并根據(jù)計(jì)算結(jié)果初步分析了工藝參數(shù)對(duì)成形件質(zhì)量的影響,結(jié)果表明充液拉深工藝參數(shù)對(duì)成形件質(zhì)量存在耦合的影響。因?yàn)槌湟豪罟に噮?shù)之間存在相互耦合影響,為了獲得最優(yōu)的充液拉深工藝參數(shù),本文通過(guò)引入BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)建立優(yōu)化目標(biāo)和優(yōu)化參數(shù)之間的非線性映射關(guān)系。采用正交試驗(yàn)的方法來(lái)設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案,通過(guò)正交表選出一組具有代表性的試驗(yàn),使用Dynaform對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行數(shù)值模擬并獲得一組試驗(yàn)數(shù)據(jù)。以該組試驗(yàn)數(shù)據(jù)作為BP網(wǎng)絡(luò)的樣本數(shù)據(jù)來(lái)訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)模型,最終獲得固定罩充液拉深過(guò)程的BP網(wǎng)絡(luò)模型。根據(jù)已建立的BP網(wǎng)絡(luò)模型,通過(guò)多目標(biāo)遺傳算法對(duì)充液成形參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,得到一組近似Pareto解,根據(jù)最優(yōu)解選取原則,選取一組最優(yōu)的工藝參數(shù)進(jìn)行數(shù)值模擬,分析優(yōu)化結(jié)果。根據(jù)優(yōu)化后的工藝參數(shù),設(shè)計(jì)一套充液拉深試驗(yàn)?zāi)＞?在單動(dòng)液壓機(jī)上進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證,最終拉深出了合格的零件。
【圖文】：

第一章 緒論1.1 引言板料塑性加工具有優(yōu)質(zhì)、低耗、高產(chǎn)等顯著特點(diǎn)，在汽車、航空航天、輕工化工、國(guó)防工業(yè)等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，在現(xiàn)代工業(yè)中有著舉足輕重的地位。但是，在汽車、輪船、航空航天等領(lǐng)域，由于其使用條件的特殊性，對(duì)零件的材料、質(zhì)量以及精度等要求非常嚴(yán)苛，傳統(tǒng)的板材成形技術(shù)難以達(dá)到如此嚴(yán)苛的要求。作為板材加工制造業(yè)，如何滿足市場(chǎng)和實(shí)現(xiàn)塑性加工的柔性化是發(fā)展我國(guó)航空航天及汽車工業(yè)的重要任務(wù)[1]。板材液壓成形技術(shù)就是順應(yīng)這種需求而發(fā)展起來(lái)的一種先進(jìn)的柔性塑性加工工藝。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者都對(duì)板材充液成形技術(shù)進(jìn)行了深入的研究，其中的兩種典型成形工藝是板材充液拉深成形和管材充液成形，如圖 1.1 所示。板材充液成形技術(shù)成形極限高、道次少、成形質(zhì)量高、模具設(shè)計(jì)周期短、成本低，特別適合加工制造形狀復(fù)雜、拉深比大、材料難成形或需要多道次成形、生產(chǎn)批量小以及成形質(zhì)量要求高的零件。目前，板料充液成形技術(shù)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展并已經(jīng)廣泛的應(yīng)用到汽車、航空航天等領(lǐng)域。

異型件充液拉深工藝參數(shù)優(yōu)化數(shù)正是在此背景下發(fā)展起來(lái)的。有限元仿真和數(shù)值模擬技術(shù)涉及到有限元法、金材料科學(xué)、沖壓工藝學(xué)、力學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等多門(mén)學(xué)科。采用有限元仿真和數(shù)值可以有效的幫助模具設(shè)計(jì)人員確定毛坯形狀和尺寸、分析主要成形工藝參數(shù)對(duì)成響、預(yù)測(cè)起皺、破裂、回彈等成形缺陷的產(chǎn)生、優(yōu)化成形工藝參數(shù)等。有限元技變了傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)方法，極大的縮短了模具的設(shè)計(jì)周期，，經(jīng)濟(jì)效益高，能夠很的質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，促進(jìn)了板材成形技術(shù)的發(fā)展。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG386

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2663904