T型管內(nèi)高壓成形數(shù)值模擬及工藝參數(shù)優(yōu)化.pdf

1、內(nèi)高壓成形技術(shù)作為一種制造空心輕體構(gòu)件的先進制造技術(shù)，用其制造的零件具有重量輕，剛度好，零件數(shù)量少，可減少后續(xù)機械加工和組裝焊接量等優(yōu)點，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于汽車、航天航空等行業(yè)。管材內(nèi)高壓成形機理十分復(fù)雜，成形質(zhì)量與很多因素有關(guān)，其中工藝參數(shù)(內(nèi)壓力、軸向進給力和背壓力)的加載路徑以及它們之間的匹配關(guān)系對成形結(jié)果的影響最為顯著，如何設(shè)計好工藝參數(shù)的加載路徑以及優(yōu)化工藝參數(shù)之間的匹配，是內(nèi)高壓成形實際應(yīng)用面臨的重要課題。 本文以T型

2、管為研究對象，采用數(shù)值模擬方法，在提出成形質(zhì)量評價函數(shù)的基礎(chǔ)上，比較了(軸向進給、背壓)力控制位移方式和位移控制方式的優(yōu)劣，得出了力控制方式更符合金屬的變形規(guī)律，能得到更好的成形結(jié)果。研究了工藝參數(shù)(內(nèi)壓力、軸向進給力和背壓力)加載路徑對T型管內(nèi)高壓成形的影響，通過單線性加載路徑研究發(fā)現(xiàn)：足夠的軸向進給量是獲得一定支管高度的必要條件，但是進給量過大的話，會造成壁厚的嚴重增加；內(nèi)壓和背壓力的影響方式相反，內(nèi)壓過大或者背壓力過小都會造成支管

3、頂部過度減薄甚至是破裂，相反的話，支管高度太小，背壓力反而阻礙了支管的生長；通過雙線性加載路徑研究發(fā)現(xiàn)：合理的雙線性路徑成形的T型管質(zhì)量要比單線性路徑好得多。最后探討了摩擦系數(shù)、圓角半徑對成形結(jié)果的影響，發(fā)現(xiàn)摩擦系數(shù)越小、圓角半徑越大，成形質(zhì)量越好。 在工藝參數(shù)組合優(yōu)化的問題上，本文結(jié)合利用了Matlab的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱和遺傳算法工具箱，建立了T型管內(nèi)高壓成形的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，并對單線性路徑和雙線性路徑進行了組合優(yōu)化，結(jié)果表明：神