基于参数和模型不确定性的冲压稳健性优化设计

发布时间：2017-08-22 12:15

  本文关键词：基于参数和模型不确定性的冲压稳健性优化设计

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【摘要】：板料冲压成形过程中,成形材料参数和工艺参数存在一定的波动,具有不确定性。目前,考虑参数不确定性因素的影响,进行稳健性优化设计已成为当前该领域的研究热点。然而,稳健性优化设计中使用的代理模型是利用真实响应的数值进行拟合,由于无法在有限的样本点基础上准确预测真实响应状态,不可避免地存在预测的误差。如果忽略这种模型不确定性,必然会给设计带来额外的误差,可能导致优化解失效。本文综合考虑参数不确定性和模型不确定性的影响,建立了一种新的冲压稳健性优化设计方法。论文主要完成了以下工作:(1)基于传统稳健性优化设计,通过综合量化参数和代理模型不确定性,并结合6σ质量管理方法,构建了一种基于两种不确定性的6σ稳健性设计方法,并以数学案例进行了验证;(2)研究分析了板料材料性能及冲压工艺参数波动规律,并结合影响因素敏感性分析方法、冲压成形质量评价准则、优化算法及优化解随机分析方法,确定了基于两种不确定性因素的板料冲压成形工艺稳健性设计基本流程;(3)以某型汽车车身防撞梁为例,建立了冲压有限元模型,对其冲压成形进行了敏感度分析,筛选出对质量目标敏感的设计变量和噪声因素,并对其同时进行传统基于参数不确定的稳健性优化设计和基于两种不确定性的稳健性优化设计。通过分析对比和仿真验证,结果表明综合考虑两种不确定性因素的稳健性设计有效的降低了拉裂、起皱失效概率,提高了生产中成形质量的可靠度。
【关键词】：板料冲压 稳健性设计 工艺参数 代理模型 不确定性 Kriging模型
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG386
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-18
• 1.1 研究背景和意义11-12
• 1.2 代理模型及其预测能力研究现状12-14
• 1.3 板料冲压数值模拟技术研究现状14-15
• 1.4 冲压稳健性优化设计研究现状15-16
• 1.5 本文研究内容及结构16-18
• 第2章 基于参数和模型不确定性的稳健性设计18-34
• 2.1 稳健性设计方法18-20
• 2.1.1 稳健性设计基本原理18-19
• 2.1.2 稳健性设计与其它优化方法对比19-20
• 2.2 代理模型方法20-25
• 2.2.1 代理模型的构造过程20-21
• 2.2.2 代理模型的试验设计21-22
• 2.2.3 代理模型的构建22-24
• 2.2.4 精度检验24
• 2.2.5 Kriging模型工具箱DACE24-25
• 2.3 参数和模型不确定性概念及量化25-28
• 2.3.1 参数不确定性25
• 2.3.2 代理模型不确定性25-27
• 2.3.3 参数不确定性和代理模型不确定性的综合量化27-28
• 2.4 基于参数和模型不确定的 6σ 稳健设计方法28-33
• 2.4.1 6σ质量管理28
• 2.4.2 均值和方差的分析方法28-29
• 2.4.3 基于参数和模型不确定的 6σ 稳健性设计29-30
• 2.4.4 基于参数和模型不确定的 6σ 稳健性设计数学测试30-33
• 2.5 本章小结33-34
• 第3章 板料冲压成形工艺稳健性优化设计34-43
• 3.1 板料冲压成形质量影响因素34-35
• 3.1.1 材料参数34
• 3.1.2 冲压工艺参数34-35
• 3.2 因素敏感度分析35-36
• 3.3 板料冲压成形质量评价准则36-39
• 3.3.1 拉裂评价准则36-38
• 3.3.2 起皱评价准则38-39
• 3.3.3 平均减薄率评价准则39
• 3.4 优化算法39-40
• 3.5 优化结果随机分析40-41
• 3.6 板料冲压成形工艺稳健性设计过程41-42
• 3.7 本章小结42-43
• 第4章 基于两种不确定性的前防撞梁冲压工艺稳健性优化设计43-59
• 4.1 有限元模型的建立43-47
• 4.1.1 前防撞梁CAD模型43
• 4.1.2 冲压方向及工艺补充43-45
• 4.1.3 拉延筋阻力模型及设置45-47
• 4.1.4 冲压有限元模型47
• 4.2 材料参数及冲压工艺参数47-49
• 4.2.1 材料参数47-48
• 4.2.2 冲压工艺参数48-49
• 4.3 冲压成形结果分析49-50
• 4.3.1 成形极限图49
• 4.3.2 减薄率分析49-50
• 4.4 敏感因素筛选50-53
• 4.5 建立代理模型53-54
• 4.6 稳健性优化54-55
• 4.6.1 传统稳健性优化54-55
• 4.6.2 考虑两种不确定性稳健性优化55
• 4.7 优化结果对比分析55-57
• 4.8 本章小结57-59
• 总结与展望59-61
• 参考文献61-65
• 致谢65-66
• 附录A 攻读硕士学位期间所发表的学术论文目录66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：719092