采用加熱裝置對熱沖壓模具進(jìn)行溫度分區(qū),使同一零件的不同區(qū)域具有不同的冷卻速率,最終得到同一熱沖壓成形件具有梯度性能的方法,是一種有效的熱沖壓工藝。以S梁為研究對象,利用Ls-dyna仿真軟件,基于mode Frontier優(yōu)化平臺,采用Kriging模型的多目標(biāo)遺傳算法,以模具初始溫度、板料初始溫度、保壓時(shí)間為輸入變量,以板料最終溫度、板料厚度和減薄率為目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,獲得合理、有效的工藝參數(shù)為:B1500HS硼鋼的初始溫度為900℃、加熱區(qū)凸模初始溫度為500℃、加熱區(qū)凹模初始溫度為520℃、非加熱區(qū)凹凸模初始溫度為30℃、保壓時(shí)間為5s。最后,采用優(yōu)化后的工藝參數(shù)對性能梯度分布熱沖壓工藝過程進(jìn)行仿真,驗(yàn)證了優(yōu)化結(jié)果的可靠性。

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圖1熱固耦合分析結(jié)果

Kriging模型是一種普遍應(yīng)用的無偏估計(jì)模型，通過根據(jù)已知數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)，進(jìn)一步分析求解變量之間的相關(guān)關(guān)系，從而獲得數(shù)據(jù)的變化參考區(qū)間。Kriging模型的基本表示形式見式(1)，包括回歸和非參數(shù)兩個(gè)部分[12]。圖2B1500HS硼鋼的CCT曲線

圖2B1500HS硼鋼的CCT曲線

圖1熱固耦合分析結(jié)果式中:x為Kriging模型的設(shè)計(jì)變量集;y為預(yù)測響應(yīng)量;為回歸系數(shù);z(x)為均值為0、方差為σ2的隨機(jī)過程;為關(guān)于x的已知函數(shù)組確定的回歸模型，可根據(jù)式(2)進(jìn)行計(jì)算。

圖3優(yōu)化后的柱狀分布圖

通過優(yōu)化前、后的云圖結(jié)果得知:加熱區(qū)與非加熱區(qū)的溫度變化明顯，其中零件上點(diǎn)1、點(diǎn)2、點(diǎn)3和點(diǎn)4對應(yīng)的CCT曲線如圖5所示;最小厚度由優(yōu)化前的1.71mm減少至1.606mm，最大減薄率由優(yōu)化前的18%增加至20%。從優(yōu)化前、后的溫度曲線可以明顯地看出，加熱區(qū)的模具和非加熱區(qū)的....

圖4優(yōu)化后熱固耦合分析結(jié)果

圖3優(yōu)化后的柱狀分布圖圖5優(yōu)化前、后板料不同區(qū)域的CCT曲線對比

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