板材成形工藝優(yōu)化技術(shù)及應(yīng)用.pdf

1、板材成形是一種重要的塑性加工工藝，具有尺寸一致性好、精度高、成本低、力學(xué)性能優(yōu)良等諸多優(yōu)點(diǎn)，在航空航天、汽車制造以及鐵路等國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。特別是近年來隨著大飛機(jī)項(xiàng)目、高速鐵路等列入國(guó)家重大科技專項(xiàng)，國(guó)家重點(diǎn)項(xiàng)目的需求對(duì)板材成形技術(shù)提出了更為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。
　　 板材成形過程涉及工藝因素較多，是一個(gè)極其復(fù)雜的多參數(shù)耦合的非線性過程，數(shù)值模擬技術(shù)成為了解成形過程參量變化規(guī)律、分析成形缺陷產(chǎn)生原因的重要手段，通過數(shù)值

2、仿真技術(shù)有助于掌握成形規(guī)律，揭示板材變形機(jī)理。然而僅僅依靠數(shù)值模擬只能通過“優(yōu)選”的方式人為選擇“較佳”的成形工藝，很難實(shí)現(xiàn)工藝的量化和最優(yōu)化設(shè)計(jì)。而近年來迅速崛起的優(yōu)化技術(shù)，在解決工程實(shí)際問題中得到了成功的應(yīng)用，逐漸成為研究的熱點(diǎn)。如何從理論上將板材成形數(shù)值仿真技術(shù)和優(yōu)化技術(shù)相結(jié)合，通過對(duì)板材成形工藝的量化和最優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)板材成形性能的顯著提升，進(jìn)而滿足國(guó)家重點(diǎn)項(xiàng)目所需，已經(jīng)成為板材成形學(xué)術(shù)界和工程領(lǐng)域所面臨亟待解決的共性技術(shù)難題。

3、
　　 針對(duì)板材成形工藝優(yōu)化技術(shù)的上述技術(shù)難題，本文主要從數(shù)值模擬技術(shù)和優(yōu)化技術(shù)兩方面對(duì)板材成形工藝優(yōu)化方法進(jìn)行系統(tǒng)研究。在數(shù)值模擬研究方面：首先研究經(jīng)典的屈服準(zhǔn)則對(duì)數(shù)值模擬精確性的影響，通過選擇合理的屈服函數(shù)和本構(gòu)模型，準(zhǔn)確地描述板材成形過程中在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的塑性行為，從而提高數(shù)值模擬的精確性；其次，對(duì)板材成形數(shù)值模擬過程中的失效判據(jù)進(jìn)行了研究，通過對(duì)韌性破裂準(zhǔn)則積分值的計(jì)算，有效的避免了對(duì)失效數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤利用，并將考慮溫度效

4、應(yīng)的韌性破裂準(zhǔn)則應(yīng)用于鎂合金板材盒形件的溫?zé)崂庸に囍?。在工藝?yōu)化技術(shù)研究方面，重點(diǎn)研究了基于近似響應(yīng)面模型的優(yōu)化方法，針對(duì)板材熱成形的工藝特點(diǎn)，建立了板材溫?zé)岢尚喂こ虇栴}的優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，提出了以考慮溫度效應(yīng)的板材韌性破裂準(zhǔn)則作為優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)，并分析了設(shè)計(jì)變量對(duì)目標(biāo)函數(shù)的響應(yīng)，通過NSGAII優(yōu)化計(jì)算得到了鎂合金板材溫?zé)岢尚喂に嚨淖顑?yōu)解，并且分析了工藝優(yōu)化結(jié)果。
　　 最后，本文通過對(duì)鎂合金板材較復(fù)雜零件-盒形件的溫?zé)崂顚?shí)驗(yàn)