非對稱Y型三通管內(nèi)高壓成形過程數(shù)值模擬及參數(shù)優(yōu)化.pdf

1、內(nèi)高壓成形技術(shù)作為一種以輕量化和一體化為特征的先進(jìn)制造技術(shù)，近年越來越受到人們的關(guān)注。非對稱Y型三通管內(nèi)高壓成形是該項(xiàng)技術(shù)中應(yīng)用較為廣泛的部分，同時(shí)也是一個(gè)難點(diǎn)。其成形過程非常復(fù)雜，成形質(zhì)量與很多因素有關(guān)，諸如加載路徑、摩擦系數(shù)、坯料尺寸以及圓角半徑等。在諸多因素中成形過程中的加載路徑，即軸向進(jìn)給、內(nèi)壓力以及背壓進(jìn)給三者與時(shí)間的關(guān)系，對于成形的結(jié)果有著決定性的影響。 本文以鋁合金非對稱Y型管為研究對象，建立有限元模型，通過數(shù)值模

2、擬方法并根據(jù)不同的變形特征和加載動(dòng)作將成形過程劃分為三個(gè)階段，揭示了管材在成形結(jié)束后應(yīng)力應(yīng)變分布特點(diǎn)，壁厚分布規(guī)律以及金屬流動(dòng)規(guī)律。分析了摩擦系數(shù)和圓角半徑對成形結(jié)果的影響規(guī)律，并得到了這些因素對Y型三通管內(nèi)高壓成形影響曲線。借助正交試驗(yàn)，重點(diǎn)研究了工藝參數(shù)(內(nèi)壓力、軸向進(jìn)給力、背壓力和系數(shù)K)加載路徑對Y型管內(nèi)高壓成形的影響，通過單線性加載路徑研究發(fā)現(xiàn)：參數(shù)存在有效區(qū)間，幾者的合理匹配非常關(guān)鍵。通過雙線性加載路徑研究發(fā)現(xiàn)：合理的雙線性

3、路徑成形的Y型管質(zhì)量要比單線性路徑好。最后，針對Y型三通管成形的三個(gè)階段，運(yùn)用試錯(cuò)法尋找到了較好的多線性加載路徑并使得成形質(zhì)量得到了一定的改善。 在加載路徑優(yōu)化的問題上，本文首先結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱和遺傳算法工具箱，對單線性路徑和雙線性路徑進(jìn)行了組合優(yōu)化，結(jié)果表明：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合遺傳算法是一種可以解決內(nèi)高壓成形中的工藝參數(shù)優(yōu)化問題的有效方法。隨后又對一種結(jié)合模糊控制與自適應(yīng)模擬的優(yōu)化方法進(jìn)行了初步的研究，建立自適應(yīng)控制策略，在有限元