基于NSGA-Ⅱ的精冲工艺参数优化的仿真研究

发布时间：2020-07-30 21:10

【摘要】：智能优化算法在近年来得到巨大的发展和应用,本文基于数值模拟和人工智能算法,对冲压工艺的六个参数进行综合优化。提供了一个以模具磨损量与光亮带长度为优化目标的多目标优化模型。主要研究内容包括:(1)根据精冲零件的特点结合Proe进行模具设计使其满足结构与成形要求。研究精冲件成形工艺与模具冲裁工艺过程,并对冲压模具的失效形式展开了分析。(2)从凹凸模间隙、刃口圆角半径、冲裁速度、摩擦系数、压边力、反顶力这六方面综合考量,并把光亮带长度作为精冲件质量评价标准,把模具磨损量作为模具寿命评价标准。光亮带值越大,表明成形质量越好,磨损量越小,表明模具寿命越长。利用Deform有限元分析软件中的Deform-2D模块以控制变量的方式研究各因素对断面的成形质量的影响规律,利用Deform-3D模块通过正交实验的方式研究各因素对模具磨损量的影响,并对所获得数据进行极差分析。(3)结合CAE技术和正交试验设计方法,通过灰色关联分析得出各因素对成形质量以及模具磨损量影响大小排序。分析得出反顶力、凹凸模间隙是模具磨损发生的主要原因,其次是摩擦系数、压边力、刃口圆角半径和冲裁速度。凹凸模间隙和反顶力同样也是影响断面质量的主要因素,速度、刃口圆角半径、压边力和摩擦系数是次要因素。(4)以模具磨损量和光亮带长度分别作为模具寿命和断面质量的评价指标,利用BP神经网络智能预测模型对不同成形工艺对应的数据样本进行训练并建立“黑箱”模型,再利用多目标遗传算法进一步寻优,最终获得“最优”的帕累托解集。采用神经网络结合遗传算法优化后的工艺参数组合所获得精冲件的成形质量和模具寿命能得到有效的控制。
【学位授予单位】：南华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG385
【图文】：

受力图,断裂区,受力图,模具

要求压力机提供三种压力，即使材料分离的剪切根据设计经验这三个力可做如下的近似计算[4]：计算公式为：SbF = 0. 9×L×S×σ…………………………计算公式为：rsF = 0. 5×F………………………………计算公式为：psF = 0. 2×F……………………………… 为冲裁边缘的周长(mm)；σb为材料抗拉强度(N/mm)；S向压力作用于板料，板料及模具的受力情况如图所示：

应力状态,主剪应力,数值,张量

图 2.2 一点的应力状态图态用张量σT 表示： =zxzyzyxyyzxxyxzTττστστσττσ………………增加或减少同样的数值时，主剪应力数值不变应力，并不改变主剪应力的数值，这就可能将应表达。力：( )mxyzσ =σ+σ+σ31…………… ()00xmxymxzσστστ

精冲,工艺原理

比强力压边精冲更小的裁间隙值，精度比普通冲裁高；圈为平板，所以精冲件没有齿痕，因此提高了材料的利比于强力压边精冲，平板精冲的模具及设备更为简单。边精冲与普通冲裁有很大的不同，普通冲裁工艺是基于力集中和拉应力状态，使轮廓面易于断裂分离[38]。而平面式一样都是保证最大程度上抑制断面产生裂纹，让金属在性变形状态。为此就要尽量增大材料的塑性，通过强大的角来产生强大的三向压应力状态，让轮廓面在几乎完全塑以其加工质量高。

【参考文献】