薄壁件裝夾變形預測及裝夾布局優(yōu)化方法.pdf

1、隨著航空航天工業(yè)的發(fā)展,對飛行器性能要求不斷提高。薄壁件因其重量輕等特點被大量采用。但是由于薄壁件的結(jié)構(gòu)比較復雜、剛度較弱、要求的精度很高,所以在實際裝夾過程中受到夾緊力的作用,總會伴隨著不同程度的變形,使得加工后的工件難以達到質(zhì)量指標所規(guī)定的要求。因此有效的控制薄壁件的裝夾變形對我國航空航天制造業(yè)有著重要的意義。
　　在多重裝夾元件的裝夾過程中,由于裝夾順序、夾緊力、定位元件位置等裝夾布局參數(shù)的不同,薄壁件的裝夾變形程度也不一樣

2、。單個裝夾布局參數(shù)引起的工件裝夾變形規(guī)律能夠通過有限元方法獲得。但是,若同時考慮多個裝夾布局參數(shù)的影響,僅僅利用有限元方法難以揭示裝夾布局參數(shù)與裝夾變形之間的關系。為此,本文建立了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的裝夾變形預測模型,并且根據(jù)遺傳算法對布局參數(shù)進行了優(yōu)化,并開發(fā)了框類薄壁件銑削仿真平臺的定制應用程序。其主要的研究內(nèi)容如下:
　　1.建立了工件-夾具系統(tǒng),對工件受到多重夾緊的裝夾過程中,進行了詳細的分析,確定了摩擦錐約束條件和單側(cè)接觸

3、約束條件,最后基于最小余能得到了目標求解函數(shù),利用有限元分析軟件進行建模,并且計算在不同的夾緊力、定位元件位置、裝夾順序下的薄壁件裝夾變形。
　　2.對BP神經(jīng)網(wǎng)絡進行了研究分析,并且確定了神經(jīng)網(wǎng)絡的各個層的神經(jīng)元的個數(shù)以及各層之間的傳遞函數(shù),建立了薄壁件裝夾變形的預測模型。然后將不同裝夾布局參數(shù)所對應的裝夾變形作為神經(jīng)網(wǎng)絡的訓練樣本,并將預測值與相應的有限元仿真值進行比較,結(jié)果表明預測誤差不超過3％。
　　3.建立了以最小

4、化最大裝夾變形為目標的裝夾布局方案優(yōu)化模型及其遺傳算法求解技術,對薄壁件的裝夾布局參數(shù)進行優(yōu)化。得到了最優(yōu)的裝夾布局參數(shù),并與之相對應的有限元變形進行比較,確定優(yōu)化結(jié)果的正確性。不僅提高了裝夾變形的計算效率,而且為薄壁件裝夾布局方案的合理設計提供了基礎理論。
　　4.通過Python語言編寫程序,開發(fā)出了針對于框類薄壁件快速銑削仿真平臺的定制應用程序。通過編寫可以調(diào)用ABAQUS自帶的庫函數(shù)的腳本程序,構(gòu)建與之相對應的GUI圖形界