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

  更多相關(guān)文章： 隔熱罩 仿真分析 工藝參數(shù)優(yōu)化 正交試驗 均勻設計 響應面

【摘要】：由薄熱浸鋁鋼板沖壓而成的汽車發(fā)動機隔熱罩,其形狀十分復雜,不合理的模具系統(tǒng)設計與工藝參數(shù)設定,易導致隔熱罩出現(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雜的非線性變化,因此,設計合理的模具系統(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)的不合理設定導致其存在局部過度減薄等問題。在此基礎上,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,并由其構(gòu)建了目標函數(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)目標函數(shù)進行工藝參數(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,而單一評價指標難以實現(xiàn)上述目標。由于正交試驗的各因素水平較少,因此,本文采用均勻設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。由于響應面法利用合理的試驗設計,采用響應面函數(shù)擬合因素與響應值間的數(shù)關(guān)系,通過對響應面函數(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)化中得到廣泛應用。因此,本文采用BBD設計和響應面法,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面模型,并對兩個模型進行了優(yōu)化。以最大減薄率優(yōu)化響應面模型和起皺率優(yōu)化響應面模型的加權(quán)為目標函數(shù),對工藝參數(shù)進行優(yōu)化,優(yōu)化后工藝參數(shù)對應的隔熱罩仿真模型,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 均勻設計 響應面
【學位授予單位】：廣西科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：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)設置21-22
• 2.4.7 拉延筋的設置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)學模型26-35
• 3.1 評價指標的定義26-27
• 3.1.1 起皺率26-27
• 3.1.2 最大減薄率27
• 3.2 數(shù)學模型建立27-28
• 3.3 目標函數(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35-36
• 4.1.1 評價指標35-36
• 4.1.2 正交表36
• 4.1.3 試驗分析36
• 4.2 評價指標確定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 基于均勻設計的工藝參數(shù)優(yōu)化44-54
• 5.1 均勻設計的理論基礎44-46
• 5.1.1 均勻設計表和使用表44-45
• 5.1.2 回歸分析45-46
• 5.2 均勻設計試驗46-51
• 5.2.1 均勻設計表選取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 基于響應面法的工藝參數(shù)優(yōu)化54-66
• 6.1 響應面法理論基礎54-57
• 6.1.1 BBD試驗設計54-55
• 6.1.2 響應面構(gòu)造55
• 6.1.3 響應面的檢驗55-57
• 6.2 基于響應面法的試驗設計57-63
• 6.2.1 試驗安排57-58
• 6.2.2 響應面建立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