基于近似模型的板料成形稳健优化方法研究
2021-09-02孙远韬陈凯歌章增增秦仙蓉
中国工程机械学报 2021年4期
孙远韬,陈凯歌,章增增,张 氢,秦仙蓉
(同济大学机械与能源工程学院,上海201804)
近年来,板料成形技术凭借其高效、高利用率等特点,在汽车、航空、航天等领域得到了极大的推广[1]。板料成形过程中,如果几何参数、成形工艺等选择不合理将会导致成形件发生破裂、起皱和回弹等缺陷,因此,成形过程中,有必要对设计及工艺方案进行优化。目前,针对板料成形的确定性优化技术已经取得了较为成熟的结果[2-4]。然而,工程实际中存在着诸如材料性能、冲压工艺等不确定性因素,最终影响着成形质量[10]。Sun等[5]针对汽车薄壁结构材料性能、冲压工艺等的不确定性,提出了一种多目标可靠性优化设计方法,提高了薄壁结构的成形质量。Ledoux等[6]将不确定性设计参数考虑为随机分布,对U型件的成型过程进行了可靠性分析和优化设计,并获得了较为满意的结果。研究结果表明,考虑不确定性的板料成形优化设计更能反映实际情况。
为进一步控制成形质量对不确定性因素的敏感程度,Aharon等[7]指出可采用稳健性优化设计方法。Li等[8]研究了成形参数偏差对响应方差的影响,解决了叠层钢板成形过程中工艺不确定性和材料性能变化导致的成型质量问题。Li等[9]针对冲杯过程提出了6σ的稳健设计方法,显著提高了成型质量的稳健性。Wiebenga等[10]将最大主应变作为目标函数,对杯冲进行3σ稳健性优化,提高了产品质量的稳健性。孙光永等[11]以破裂和起皱程度为目标函数,对汽车前地板角支撑板进行了稳健性优化。……
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