基于優(yōu)化的金屬環(huán)件冷輾擴成形數(shù)值模擬研究.pdf

1、本文采用彈塑性有限元方法對金屬環(huán)件冷輾擴成形過程進行數(shù)值模擬計算，利用多學科設計優(yōu)化方法對成形關鍵工藝參數(shù)進行優(yōu)化。以芯輥的進給速度、加工時間和環(huán)件毛坯尺寸作為冷輾擴工藝主要的設計變量，冷輾環(huán)件的圓度作為主要目標參數(shù)。根據(jù)有限元的計算結果，得到設計變量與目標參數(shù)之間的耦合關系，然后根據(jù)優(yōu)化設計的探索算法找到設計變量的最優(yōu)化組合。主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面：1.考查現(xiàn)有冷輾擴加工工藝及冷輾擴設備，根據(jù)具體的軸承套圈生產(chǎn)工藝建立環(huán)件冷輾

2、擴有限元模型。采用彈塑性材料模型和顯式動力學有限元方法，充分考慮實際加工過程中的材料非線性、幾何非線性、邊界非線性。2.根據(jù)實際需要確定需要優(yōu)化的冷輾擴工藝參數(shù)和優(yōu)化要達到的目標，并據(jù)此設計優(yōu)化系統(tǒng)的數(shù)學描述和控制流程，建立環(huán)件冷輾擴工藝優(yōu)化系統(tǒng)。優(yōu)化系統(tǒng)集成了有限元分析程序、C++程序和公式模型等子系統(tǒng)。優(yōu)化系統(tǒng)提供這些子系統(tǒng)的輸入數(shù)據(jù)，自行控制它們的運行，并接受它們的輸出。3.從優(yōu)化系統(tǒng)輸出的結果，分析主要工藝參數(shù)對環(huán)件成型精度