镀镍薄板冲压成形过程中的回弹研究及稳健设计

发布时间：2017-09-28 08:37

  本文关键词：镀镍薄板冲压成形过程中的回弹研究及稳健设计

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【摘要】：随着工业技术的不断发展,人们对板材的性能要求也越来越高,镀层材料因其具有良好的性能,所以越来越广泛地作为高性能产品的材料。镀镍薄板作为一种常见的镀层材料,在其冲压成型加工过程中,不可避免的会产生回弹现象,影响工件的成型精度和后续的装配质量。因此,对镀镍薄板冲压成型过程中的回弹研究具有很好的意义。本文采用数值模拟、实验验证以及优化方法对镀镍薄板冲压成形过程中的回弹现象进行了探究。具体的研究工作如下:(1)建立镀镍薄板冲压成型的有限元模型,采用DYNAFORM软件进行数值模拟,得出成型工件回弹前后的角度变化值;并且将镀镍薄板在万能试验机上进行冲压实验,测得成型零件的回弹角度,验证数值模拟对镀镍薄板冲压成型研究的可靠性。(2)针对压边力、摩擦系数、凸凹模间隙以及冲压速度对回弹的影响,设计了四因素四水平的正交试验方案,运用DYNAFORM软件仿真模拟得到16组不同工艺参数组合下镀镍薄板冲压成型后的回弹角度。对正交试验的结果进行极差和方差分析,得到了工艺参数对镀镍薄板冲压成形过程中回弹角度的影响规律。(3)以数学算例进行验证,比较多宽度高斯核函数模型和原径向基函数模型,得出多宽度高斯核函数模型比原径向基函数模型在预测精度与拟合精度上的优越性。(4)建立镀镍薄板冲压成型回弹的稳健设计数学模型。结合多宽度高斯核函数模型,对镀镍薄板冲压成形过程中的回弹进行稳健设计,得出优化后的压边力和摩擦系数。并且在优化后的工艺参数的条件下,进行DYNAFORM数值模拟,验证了基于多宽度高斯核函数模型的稳健设计方法在镀镍薄板冲压成形的回弹研究上是有效的。
【关键词】：镀镍薄板 压边力 数值模拟 稳健设计 回弹
【学位授予单位】：湘潭大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG386
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 引言9
• 1.2 镀层金属板料概述9-10
• 1.2.1 镀层板料的定义9
• 1.2.2 镀层板料的应用9-10
• 1.3 板料冲压回弹的研究状况10-11
• 1.4 稳健设计在工程问题中的应用11-12
• 1.5 板料成形工艺稳健优化研究现状12-14
• 1.6 课题研究意义及主要研究内容14-16
• 1.6.1 课题研究意义14
• 1.6.2 主要研究内容14-16
• 第2章 镀镍薄板冲压回弹数值模拟与实验研究16-29
• 2.1 回弹16-18
• 2.1.1 卸载过程分析16-17
• 2.1.2 回弹的表征17-18
• 2.2 DYNAFORM软件介绍18-20
• 2.2.1 功能特点19
• 2.2.2 DYNAFORM软件成形分析流程19-20
• 2.3 回弹有限元数值模拟20-26
• 2.3.1 有限元模型的建立21-24
• 2.3.2 成型结果分析24
• 2.3.3 回弹分析24-26
• 2.4 镀镍薄板冲压回弹实验26-28
• 2.5 本章小结28-29
• 第3章 镀镍薄板冲压成形回弹工艺参数研究29-37
• 3.1 试验设计29-30
• 3.1.1 正交试验设计29-30
• 3.1.2 均匀试验设计30
• 3.2 回弹工艺参数正交试验30-32
• 3.2.1 试验目的30
• 3.2.2 因素与水平的选取30-31
• 3.2.3 试验方案31-32
• 3.3 试验结果分析32-35
• 3.3.1 极差分析32-34
• 3.3.2 方差分析34-35
• 3.4 本章小结35-37
• 第4章 近似模型的对比与选取37-50
• 4.1 概述37
• 4.2 常见的近似模型及其误差评估37-41
• 4.2.1 Kriging模型37-38
• 4.2.2 多项式响应面模型38-39
• 4.2.3 径向基函数模型39-40
• 4.2.4 近似模型的误差评估40-41
• 4.3 多宽度高斯核函数模型41-45
• 4.3.1 多宽度高斯核函数模型的构建42
• 4.3.2 数学算例验证42-45
• 4.4 遗传算法45-49
• 4.4.1 遗传算法原理45-47
• 4.4.2 遗传算法特点47
• 4.4.3 遗传算法在约束优化问题中的应用47-49
• 4.5 本章小结49-50
• 第5章 镀镍薄板冲压成形回弹稳健设计50-60
• 5.1 稳健设计的基本理论50-52
• 5.1.1 产品质量定义50
• 5.1.2 质量特性影响因素50-51
• 5.1.3 稳健设计的基本原理和方法51-52
• 5.2 质量特性的统计量分析52-53
• 5.3 基于随机模型的稳健设计53-54
• 5.4 镀镍薄板冲压成型稳健设计54-59
• 5.4.1 冲压成型工艺稳健设计流程54
• 5.4.2 影响板料成形质量的因素54-55
• 5.4.3 优化约束与优化目标55
• 5.4.4 因素筛选试验方案55-57
• 5.4.5 构建响应面57-58
• 5.4.6 优化和验证58-59
• 5.5 本章小结59-60
• 结论与展望60-62
• 参考文献62-65
• 致谢65-66
• 攻读学位期间取得的研究成果66

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