非對稱Y型三通管內高壓成形過程數值模擬及參數優(yōu)化.pdf

1、內高壓成形技術作為一種以輕量化和一體化為特征的先進制造技術，近年越來越受到人們的關注。非對稱Y型三通管內高壓成形是該項技術中應用較為廣泛的部分，同時也是一個難點。其成形過程非常復雜，成形質量與很多因素有關，諸如加載路徑、摩擦系數、坯料尺寸以及圓角半徑等。在諸多因素中成形過程中的加載路徑，即軸向進給、內壓力以及背壓進給三者與時間的關系，對于成形的結果有著決定性的影響。 本文以鋁合金非對稱Y型管為研究對象，建立有限元模型，通過數值模

2、擬方法并根據不同的變形特征和加載動作將成形過程劃分為三個階段，揭示了管材在成形結束后應力應變分布特點，壁厚分布規(guī)律以及金屬流動規(guī)律。分析了摩擦系數和圓角半徑對成形結果的影響規(guī)律，并得到了這些因素對Y型三通管內高壓成形影響曲線。借助正交試驗，重點研究了工藝參數(內壓力、軸向進給力、背壓力和系數K)加載路徑對Y型管內高壓成形的影響，通過單線性加載路徑研究發(fā)現：參數存在有效區(qū)間，幾者的合理匹配非常關鍵。通過雙線性加載路徑研究發(fā)現：合理的雙線性

3、路徑成形的Y型管質量要比單線性路徑好。最后，針對Y型三通管成形的三個階段，運用試錯法尋找到了較好的多線性加載路徑并使得成形質量得到了一定的改善。 在加載路徑優(yōu)化的問題上，本文首先結合神經網絡工具箱和遺傳算法工具箱，對單線性路徑和雙線性路徑進行了組合優(yōu)化，結果表明：神經網絡結合遺傳算法是一種可以解決內高壓成形中的工藝參數優(yōu)化問題的有效方法。隨后又對一種結合模糊控制與自適應模擬的優(yōu)化方法進行了初步的研究，建立自適應控制策略，在有限元