多目標(biāo)優(yōu)化技術(shù)在車(chē)身沖壓仿真分析中的應(yīng)用研究.pdf

1、汽車(chē)沖壓件具有表面質(zhì)量高、輪廓尺寸大、形狀復(fù)雜等特點(diǎn)。對(duì)于大型沖壓件，一般都會(huì)包含拉延工序，這也是后續(xù)工序的基礎(chǔ)。但在拉延成形過(guò)程中較常出現(xiàn)拉裂、起皺和成形不足等缺陷。隨著日益激烈的市場(chǎng)環(huán)境，要求企業(yè)在提高沖壓成形質(zhì)量的同時(shí)還需縮短模具制造周期。
　　 傳統(tǒng)的模具開(kāi)發(fā)一般采用“試錯(cuò)法”這種方法不僅耗費(fèi)大量的人力和財(cái)力，而且局限于針對(duì)形狀簡(jiǎn)單的沖壓件，過(guò)于依賴(lài)操作人員的經(jīng)驗(yàn)和技能，導(dǎo)致模具開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)，制約模具工業(yè)的發(fā)展。隨著彈塑性

2、力學(xué)基本理論和有限元方法的發(fā)展與不斷完善，一些大型模具公司正在探索效率更高的模具開(kāi)發(fā)方法。本文正是在天津汽車(chē)模具股份有限公司實(shí)際生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合數(shù)值模擬分析技術(shù)，探索適用于車(chē)身沖壓件成形過(guò)程的優(yōu)化方法，以便提高模具開(kāi)發(fā)周期和產(chǎn)品成形質(zhì)量，最終達(dá)到提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的目的。
　　 本文主要包括以下幾方面的內(nèi)容:
　　 (1)論述了車(chē)身沖壓件成形性?xún)?yōu)化方法的國(guó)內(nèi)外動(dòng)態(tài)，基于國(guó)內(nèi)外數(shù)值模擬方法與優(yōu)化技術(shù)，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)項(xiàng)目需要，提

3、出本課題研究的目的、意義和技術(shù)路線(xiàn)，同時(shí)簡(jiǎn)要闡述了彈塑性有限元基礎(chǔ);
　　 (2)比較了多目標(biāo)優(yōu)化過(guò)程中不同優(yōu)化方法與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法的優(yōu)缺點(diǎn)，并結(jié)合本文研究特點(diǎn)最終選擇拉丁超立方進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，多項(xiàng)式響應(yīng)面法進(jìn)行近似模型構(gòu)建;
　　 (3)結(jié)合工程實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了成形過(guò)程中普遍存在的缺陷及其產(chǎn)生機(jī)理;概括了板料成形的工藝知識(shí)、設(shè)計(jì)規(guī)范等內(nèi)容，并將設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為設(shè)計(jì)約束。提出了影響沖壓件成形質(zhì)量的若干設(shè)計(jì)變量，并量化了設(shè)計(jì)

4、變量對(duì)目標(biāo)函數(shù)的影響程度;
　　 (4)在優(yōu)化原理的基礎(chǔ)上，以拉裂、起皺、變形不足為評(píng)價(jià)函數(shù)，對(duì)初選沖壓參量下的工藝數(shù)型進(jìn)行優(yōu)化。具體為:通過(guò)初始數(shù)模的CAE分析結(jié)果，結(jié)合生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，選擇對(duì)成形影響較大的設(shè)計(jì)變量;利用拉丁超立方方法抽取樣本，經(jīng)過(guò)CAE模擬分析，借助Matlab得出樣本對(duì)應(yīng)的響應(yīng)值;由樣本與響應(yīng)值間的關(guān)系構(gòu)建近似模型，并驗(yàn)證近似模型的精度;根據(jù)先期的模擬結(jié)果為各工藝參數(shù)和目標(biāo)函數(shù)添加合適的約束，結(jié)合遺傳算法求解近似