壓邊圈結構對改善差溫成形中壓邊圈摩擦、傳熱及材料的流動阻力起著重要的作用。利用水平集理論和Kriging模型,對鎂合金差溫成形中的壓邊圈結構進行優(yōu)化,提出一種偽拉延筋。以NUMISHEET2011十字杯形件為研究對象,建立相應的熱力耦合模型,利用相關的試驗數(shù)據(jù),對有限元模型進行驗證�；谝徊椒ɡ碚摲辞笥绊戞V合金成形件質量的壓邊圈關鍵區(qū)域,并對該區(qū)域進行了重新離散化及處理。以部分節(jié)點坐標為設計變量,以隨機水平集值為目標,建立壓邊圈的Kriging水平集模型。利用初始水平集閾值,對偽拉延筋進行設計。利用拉丁超立方對水平集閾值、凸模溫度和凹模溫度進行抽樣,獲得偽拉延筋樣本。基于鎂合金差溫成形熱力耦合模型,對相應的樣本進行有限元仿真分析,獲得鎂合金成形件的成形質量,建立水平集閾值與質量之間的Kriging模型。利用粒子群算法,對該Kriging模型進行優(yōu)化,獲得最佳水平集閾值,實現(xiàn)偽拉延筋的優(yōu)化。利用最優(yōu)偽拉延筋,進行相應的差溫成形分析。研究表明,基于水平集理論和Kriging模型,優(yōu)化偽拉延筋能有效地提高成形件的減薄率均勻性。該方法為壓邊圈設計提供一種有益的指導。 

【文章來源】：機械工程學報. 2020,56(12)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

十字杯形件

考慮到十字杯形件的對稱性，為提高計算效率，取其1/4在ABAQUS軟件中進行建模。有限元模型中板料的材料參數(shù)如表2所示[12]，其中板料厚度為0.5 mm，板料尺寸如圖2所示。進行有限元模擬時，根據(jù)NUMISHEET2011標準考題，凸模、板料和托板的初始溫度設置為100℃，壓邊圈、凹模初始溫度設置為250℃。各部件中凸模、凹模、托板和壓邊圈設置為剛體，板料設置為變形體。并設置摩擦因數(shù)為0.05，沖壓行程為18 mm。同時為了提高計算效率，仿真時采用動力顯式算法。為了提高計算精度，板料網(wǎng)格劃分時采用C3D8RT單元，并且板料厚度方向設置多層網(wǎng)格，網(wǎng)格劃分如圖3所示。整個熱力耦合有限元模型如圖4所示。

進行有限元模擬時，根據(jù)NUMISHEET2011標準考題，凸模、板料和托板的初始溫度設置為100℃，壓邊圈、凹模初始溫度設置為250℃。各部件中凸模、凹模、托板和壓邊圈設置為剛體，板料設置為變形體。并設置摩擦因數(shù)為0.05，沖壓行程為18 mm。同時為了提高計算效率，仿真時采用動力顯式算法。為了提高計算精度，板料網(wǎng)格劃分時采用C3D8RT單元，并且板料厚度方向設置多層網(wǎng)格，網(wǎng)格劃分如圖3所示。整個熱力耦合有限元模型如圖4所示。圖4 十字杯形件有限元模型

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于混合近似模型的鎂合金差溫成形壓邊圈結構形狀優(yōu)化[J]. 謝延敏,唐維,黃仁勇,張飛,潘貝貝.  塑性工程學報. 2018(02)
[2]矩形件分塊壓邊圈拉延成形及拉延模設計[J]. 李欽生,何俊,劉彥春,丁響林.  鍛壓技術. 2018(03)

碩士論文
[1]基于水平集方法的多材料結構拓撲優(yōu)化問題研究[D]. 劉凡兵.哈爾濱工程大學 2017
[2]AZ31鎂合金板材溫熱高速率本構關系研究[D]. 薛翠鶴.武漢理工大學 2010



本文編號：3257309