液壓成形技術(shù)是塑性加工領(lǐng)域的一項(xiàng)新技術(shù),而管材內(nèi)高壓成形工藝又是其重要的分支之一,其成形的零件具有表面質(zhì)量光滑,壁厚均勻性好,結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高,整體性強(qiáng)且減少加工模具成本等優(yōu)點(diǎn)。本文采用管形材料減輕零件質(zhì)量的思想,應(yīng)用內(nèi)高壓成形原理與模糊控制理論,針對(duì)Y形管的內(nèi)高壓成形進(jìn)行了綜合性成形規(guī)律分析,并依據(jù)其成形規(guī)律進(jìn)行內(nèi)高壓成形加載路徑的優(yōu)化研究。第一部分以形狀規(guī)則的Y形管為例,進(jìn)行幾何與有限元模型建模,并運(yùn)用Dynaform有限元仿真軟件進(jìn)行內(nèi)高壓成形數(shù)值仿真。通過(guò)數(shù)值仿真分析探討其成形規(guī)律、主要缺陷形式及缺陷產(chǎn)生位置。并分別探討工藝參數(shù),包括幾何形貌參數(shù)、摩擦系數(shù)和加載路徑,對(duì)成形質(zhì)量的影響。為后續(xù)運(yùn)用模糊控制理論優(yōu)化內(nèi)高壓成形加載路徑提供理論指導(dǎo)和設(shè)計(jì)依據(jù),以便加工出質(zhì)量合格的零件。第二部分的主要內(nèi)容為通過(guò)構(gòu)建模糊控制系統(tǒng)模型優(yōu)化Y形管內(nèi)高壓成形的加載路徑。首先介紹了模糊控制相關(guān)理論基礎(chǔ),并基于前文基本的Y形管內(nèi)高壓成形規(guī)律,進(jìn)行模糊控制法優(yōu)化加載路徑的思路構(gòu)建。依據(jù)其成形特性與易產(chǎn)生缺陷部位進(jìn)行控制變量和被控變量的選取,進(jìn)而通過(guò)少量的試錯(cuò)仿真分析進(jìn)行模糊控制邏輯的整體構(gòu)建,包括Simul... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

管材內(nèi)高壓成形工藝過(guò)程

吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文4圖1.2自適應(yīng)法優(yōu)化加載路徑示意圖1.3.2尋優(yōu)算法優(yōu)化加載路徑雖然自適應(yīng)進(jìn)給法應(yīng)用簡(jiǎn)便且高效，但由于自身的方法并不具備足夠的理論基礎(chǔ)，僅在自進(jìn)給的基礎(chǔ)上乘以一個(gè)倍數(shù)，限制了加載路徑優(yōu)化的更多可能性。為避免這種局限性，學(xué)者們將優(yōu)化算法應(yīng)用到成形優(yōu)化問(wèn)題中。與最優(yōu)化算法相結(jié)合的方法又可分為兩種：基于梯度或進(jìn)化算法的加載路徑優(yōu)化和基于近似模型的加載路徑優(yōu)化。前一種方法直接采用有限元分析進(jìn)行迭代計(jì)算，而后一種方法是采用試驗(yàn)設(shè)計(jì)(DesignofExperiment,DOE)以及各種近似模型將數(shù)據(jù)規(guī)律擬合后再進(jìn)行尋優(yōu)求解計(jì)算。1.3.2.1基于梯度或進(jìn)化算法的加載路徑優(yōu)化2001年，Yang[8]等人以管材壁厚分布均勻性為目標(biāo)函數(shù)，管材成形的貼模程度作為約束函數(shù)，采用6節(jié)點(diǎn)B樣條函數(shù)描述內(nèi)壓與軸向進(jìn)給的相對(duì)關(guān)系，對(duì)各節(jié)點(diǎn)變量進(jìn)行了靈敏度分析，并采用序列二次規(guī)劃法求解了最優(yōu)加載路徑參數(shù)組合。2003年，F(xiàn)an[9]同樣以壁厚均勻性作為目標(biāo)函數(shù)，管材成形的貼模程度作為約束函數(shù)，利用共軛梯度法優(yōu)化了T形管內(nèi)高壓成形的加載路徑。2005年，Imaninejad等人[10]以壁厚分布均勻性作為目標(biāo)函數(shù)，最大von-Mises應(yīng)力和貼模程度作為約束函數(shù)，對(duì)比了單線性、雙線性和四線性加載模式的最優(yōu)結(jié)果，結(jié)果表明四線性加載模式下的貼模程度最好，但壁厚分布均勻性最差。2008年，Lorenzo等人[11]以T形管支管脹形高度為目標(biāo)函數(shù)，采用最速下降法優(yōu)化了加載路徑。隨后作者采用梯度算法和分解策略優(yōu)化了Y形管的加載路徑，并對(duì)比了靜態(tài)迭代方法和動(dòng)態(tài)迭代方法的求解結(jié)果，結(jié)果表明采用動(dòng)態(tài)迭

第1章緒論72004年，Ray等人[35]采用管材外表面與內(nèi)表面節(jié)點(diǎn)應(yīng)變的差值以及管材表面節(jié)點(diǎn)的法向速度作為起皺的評(píng)價(jià)指標(biāo)。同年，Strano等人[36]提出采用管材相鄰節(jié)點(diǎn)的斜率的變化值以及零件表面積與體積的比值作為起皺的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則。2005年，Aydemir等人[37]采用內(nèi)力功的二階增量與成形極限曲線(FLC)作為起皺與破裂的評(píng)價(jià)指標(biāo)。2008年，Li等人[38]采用FLC與管材底部節(jié)點(diǎn)到模具的表面的最大距離作為破裂與起皺的評(píng)價(jià)指標(biāo)。2009年，Mohammadi等人[39]采用塑性分叉理論與塑性失穩(wěn)理論作為起皺與破裂的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則。2013年，Teng等人[40]全面地論述了T形管成形過(guò)程可能遇到的起皺模式，并提出不同的評(píng)價(jià)指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)不同的起皺模式，此外作者還采用管材表面與中間沖頭在兩個(gè)正交方向上的接觸長(zhǎng)度來(lái)評(píng)價(jià)零件的整形程度。此外一些其他的學(xué)者也對(duì)管材內(nèi)高壓成形工藝的模糊控制優(yōu)化做出了一些有益的嘗試[41-43]，其中2014年日本學(xué)者提及的在模具嵌入傳感器的思想[43]最為新穎，如圖1.4為傳感器布置示意圖，但此方面國(guó)內(nèi)相關(guān)研究依然很少，應(yīng)當(dāng)作為研究重點(diǎn)，加快自動(dòng)化和智能化制造的前進(jìn)腳步。（a）位移傳感器（b）接觸傳感器（c）用位移傳感器測(cè)間隙（d）接觸傳感器測(cè)長(zhǎng)度圖1.4模具嵌入式傳感器1.3.4存在的問(wèn)題盡管國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)加載路徑的優(yōu)化做出了大量研究，但依然存在一些問(wèn)題：（1）自適應(yīng)進(jìn)給法雖然可以快速得到一個(gè)較好的加載路徑，但其將加載路徑的模

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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