本文關(guān)鍵詞：發(fā)動機(jī)隔熱罩拉延成形的仿真分析與工藝參數(shù)優(yōu)化研究

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【摘要】：由薄熱浸鋁鋼板沖壓而成的汽車發(fā)動機(jī)隔熱罩,其形狀十分復(fù)雜,不合理的模具系統(tǒng)設(shè)計與工藝參數(shù)設(shè)定,易導(dǎo)致隔熱罩出現(xiàn)起皺、拉裂和成形不足等缺陷。由于隔熱罩成形過程存在十分復(fù)雜的非線性變化,因此,設(shè)計合理的模具系統(tǒng)后,工藝參數(shù)將成為隔熱罩成形質(zhì)量的主要影響因素。為了提高隔熱罩的成形質(zhì)量,對其工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化具有重要的意義和實用價值。隨著仿真技術(shù)的快速發(fā)展和日益成熟,Dynaform等成熟的商用軟件,為板料沖壓成形的工藝參數(shù)優(yōu)化提供了十分有益的幫助。因此,本文對某汽車配件廠生產(chǎn)的發(fā)動機(jī)隔熱罩樣件實施實驗分析,發(fā)現(xiàn)因工藝參數(shù)的不合理設(shè)定導(dǎo)致其存在局部過度減薄等問題。在此基礎(chǔ)上,通過與實驗結(jié)果的對比分析,利用Dynaform軟件,建立隔熱罩沖壓成形較準(zhǔn)確的仿真分析模型,并利用該仿真模型,分析了工藝參數(shù)對隔熱罩成形質(zhì)量的影響,選取沖壓速度、壓邊力、拉延系數(shù)、摩擦系數(shù)和模具間隙五個工藝參數(shù)為優(yōu)化變量。為了實現(xiàn)隔熱罩沖壓成形的工藝參數(shù)優(yōu)化,根據(jù)成形極限圖和減薄率圖可有效地評價隔熱罩沖壓成形過程中的起皺、拉裂和成形不足等缺陷,本文定義了最大減薄率和起皺率兩個評價指標(biāo),并由其構(gòu)建了目標(biāo)函數(shù),建立了隔熱罩沖壓成形過程中工藝參數(shù)優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型。對隔熱罩沖壓成形的工藝參數(shù)優(yōu)化,本文首先采用了正交試驗,以最大減薄率、起皺率及其加權(quán)組合構(gòu)建目標(biāo)函數(shù),采用極差分析法,對該部件沖壓成形的工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化研究。優(yōu)化結(jié)果表明,采用最大減薄率和起皺率的組合加權(quán)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行工藝參數(shù)優(yōu)化,可獲得隔熱罩較優(yōu)的工藝參數(shù),控制隔熱罩的最大減薄率和起皺率在較好范圍,提高其成形質(zhì)量,而單一評價指標(biāo)難以實現(xiàn)上述目標(biāo)。由于正交試驗的各因素水平較少,因此,本文采用均勻設(shè)計和回歸分析法研究了隔熱罩沖壓成形過程中的工藝參數(shù)優(yōu)化,通過建立工藝參數(shù)與加權(quán)目標(biāo)函數(shù)的二次多項式回歸模型,求解出最優(yōu)工藝參數(shù)。優(yōu)化結(jié)果表明,優(yōu)化后工藝參數(shù)對應(yīng)的隔熱罩仿真模型,其最大減薄率和起皺率控制在較好的范圍,提高了成形質(zhì)量。由于響應(yīng)面法利用合理的試驗設(shè)計,采用響應(yīng)面函數(shù)擬合因素與響應(yīng)值間的數(shù)關(guān)系,通過對響應(yīng)面函數(shù)的分析來尋求最優(yōu)工藝參數(shù),在板料沖壓成形的工藝參數(shù)優(yōu)化中得到廣泛應(yīng)用。因此,本文采用BBD設(shè)計和響應(yīng)面法,分別建立了工藝參數(shù)與最大減薄率和起皺率的二次多項式響應(yīng)面模型,并對兩個模型進(jìn)行了優(yōu)化。以最大減薄率優(yōu)化響應(yīng)面模型和起皺率優(yōu)化響應(yīng)面模型的加權(quán)為目標(biāo)函數(shù),對工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,優(yōu)化后工藝參數(shù)對應(yīng)的隔熱罩仿真模型,其最大減薄率和起皺率相比正交試驗分析法和回歸分析法,能控制在更好范圍。
【關(guān)鍵詞】：隔熱罩 仿真分析 工藝參數(shù)優(yōu)化 正交試驗 均勻設(shè)計 響應(yīng)面
【學(xué)位授予單位】：廣西科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG386
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 引言9-10
• 1.2 國內(nèi)外板料成形優(yōu)化的研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 有限元仿真技術(shù)在板料成形中的研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 優(yōu)化設(shè)計方法在板料成形中的研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容13
• 1.4 各章節(jié)的主要內(nèi)容13-15
• 第二章 隔熱罩的仿真與實驗15-26
• 2.1 引言15
• 2.2 隔熱罩工藝分析15-16
• 2.3 隔熱罩實驗分析16-17
• 2.4 隔熱罩仿真分析17-24
• 2.4.1 劃分網(wǎng)格17-18
• 2.4.2 確定沖壓方向18
• 2.4.3 壓料面的確定18-19
• 2.4.4 工藝補(bǔ)充的建立19-20
• 2.4.5 仿真模型的確立20-21
• 2.4.6 坯料參數(shù)設(shè)置21-22
• 2.4.7 拉延筋的設(shè)置22
• 2.4.8 工藝參數(shù)確定22-24
• 2.5 仿真與實驗結(jié)果對比24-25
• 2.6 本章小結(jié)25-26
• 第三章 工藝參數(shù)優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型26-35
• 3.1 評價指標(biāo)的定義26-27
• 3.1.1 起皺率26-27
• 3.1.2 最大減薄率27
• 3.2 數(shù)學(xué)模型建立27-28
• 3.3 目標(biāo)函數(shù)構(gòu)建28
• 3.4 優(yōu)化參數(shù)選取28-34
• 3.4.1 沖壓速度28-29
• 3.4.2 壓邊力29-31
• 3.4.3 拉延系數(shù)31-32
• 3.4.4 摩擦系數(shù)32-33
• 3.4.5 模具間隙33-34
• 3.5 本章小結(jié)34-35
• 第四章 基于正交試驗的工藝參數(shù)優(yōu)化35-44
• 4.1 正交試驗的理論基礎(chǔ)35-36
• 4.1.1 評價指標(biāo)35-36
• 4.1.2 正交表36
• 4.1.3 試驗分析36
• 4.2 評價指標(biāo)確定36-37
• 4.3 因素水平選取37
• 4.4 正交試驗安排37-38
• 4.5 正交試驗分析38-41
• 4.6 優(yōu)化分析41-43
• 4.7 本章小結(jié)43-44
• 第五章 基于均勻設(shè)計的工藝參數(shù)優(yōu)化44-54
• 5.1 均勻設(shè)計的理論基礎(chǔ)44-46
• 5.1.1 均勻設(shè)計表和使用表44-45
• 5.1.2 回歸分析45-46
• 5.2 均勻設(shè)計試驗46-51
• 5.2.1 均勻設(shè)計表選取46-47
• 5.2.2 試驗安排47-49
• 5.2.3 試驗結(jié)果回歸分析49-51
• 5.2.4 模型求解51
• 5.3 優(yōu)化結(jié)果分析51-52
• 5.4 本章小結(jié)52-54
• 第六章 基于響應(yīng)面法的工藝參數(shù)優(yōu)化54-66
• 6.1 響應(yīng)面法理論基礎(chǔ)54-57
• 6.1.1 BBD試驗設(shè)計54-55
• 6.1.2 響應(yīng)面構(gòu)造55
• 6.1.3 響應(yīng)面的檢驗55-57
• 6.2 基于響應(yīng)面法的試驗設(shè)計57-63
• 6.2.1 試驗安排57-58
• 6.2.2 響應(yīng)面建立58-63
• 6.2.3 模型求解63
• 6.3 優(yōu)化結(jié)果分析63-64
• 6.4 本章小結(jié)64-66
• 第七章 總結(jié)與展望66-68
• 7.1 總結(jié)66-67
• 7.2 展望67-68
• 參考文獻(xiàn)68-71
• 發(fā)表論文和參加科研情況說明71-72
• 致謝72

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本文編號：843857