步骤二、模型假设:根据产品的特征和建模的目的对产品进行合理的简化，用精确的语言作出假设；简化主要是将影响求解目标的辅助工艺和人为添加的结构特征去掉，避免次要因素对结果造成的误差。作假设的依据通常是处于对问题内在规律的认识和对数据或现象的分析，一般情况下实际问题不经过假设很难将其翻译成数学问题，作出的假设不同建立的数学模型会不同，假设过于简单或者不合理会导致模型部分失败或完全失败，此时应该补充和修改假设；假设过于详细则会使数学模型难以建立，因此，作假设时不仅要充分运用与实际问题相关的科学知识，还要充分发挥想象力和洞察力，结合个人经验，分清问题主次，抓住主要因素，舍弃次要因素，尽量将问题均匀线性化；
步骤三、模型构成:根据假设分析的因果关系和内在规律，选择适当的数学工具构造各个量之间的关系；
步骤四、模型求解:采用画图形或者解方程或者逻辑分析或者数据计算对模型求解；步骤五、模型分析:对模型求解的结果进行误差分析、模型对数据的稳定性分析或者灵敏性分析；有时需要根据问题的性质分析变量间的依赖关系或稳定状况，有时是根据所得结果给出数学上的预报，有时要给出数学上的最优决策或控制，所有情况通常都需要进行误差分析、模型对数据的稳定性分析或灵敏性分析等；
步骤六、模型检验:将模型分析的结果翻译回归到实际情况中，与实际的数据和现象进行比较，检验模型的适用性及合理性；检验结果若与实际部分或完全不符合，则应该补充和修改假设，重新建模，不断完善直至检验结果与实际达到一定的满意程度。
[0025]所述的确定设计方法为全因子设计或者中心复合设计或者均匀设计或者正交设计或者拉丁超立方设计。
[0026]有限元网格划分的具体步骤如下，
(1)将UG软件或者CATIA软件中做好工具体和板料曲面转换成IGS格式；
(2)将IGS格式导入DYNAF0RM软件中；
(3)在DYNAF0RM软件中点击前处理模块中的曲面网格划分命令，当划分工具体网格时选择TOOL MESH命令，当划分板料则选择PART MESH命令；
(4)网格划分进行检查单元的重量；其中，前处理模块中有单元修补的子模块，可分别对单元的法向、单元边界、长宽比、单元内角、单元尺寸、翘曲角度进行检查。如果存在质量不满足要求的单元则需要通过前处理当中的相关命令修补或重新划分单元直至满足要求。
[0027]在DYNAF0RM菜单栏的自动设置中选择板料成形，弹出的界面可设置工序内容，定义工作坐标系、工具体位置、板料的材料及位置、摩擦系数、拉延筋、每道工序的过程参数和控制参数等。工具体的位置可直接选择自动定位，拉延筋、板料的材料、摩擦系数、压边力以及成形力等跟实际生产中的工艺文件保持一致。板料的材料可从材料库中选择，如果材料库中没有实际选用的材料则可根据材料的性质编辑其属性。控制参数中可设置单元划分的最大自适应等级，一般选择4级。
[0028]有限元网格划分的方法为映射法或者Delaunay三角形剖分法或者四叉树法。
[0029]数据模拟的算法为静力隐式算法或者动力显示算法，仿真所用的软件为DYNAF0RM5.9。
[0030]选取近似模型的方法为多项式响应面模型或者人工神经网络模型或者Kriging模型。
[0031]优化计算方法为粒子群算法或者遗传算法或者蚁群算法。
[0032]优化计算方法所用的软件为Isight5.7。
[0033]本发明提出了一种基于变间隙压边的铝板冲压成形工艺优化方法，具有一定的创新性和可行性。
[0034]对于一个优化问题，建立问题的数学模型非常重要。本发明属于成形性优化，而铝板材料参数、失效准则、硬化规律等多方面与普通钢板的区别，在冲压过程中易出现起皱和拉裂等成形缺陷，且通常出现在过度增厚和减薄的区域，故以成形后产品区域的最大厚度值和最小厚度值作为优化目标。自变量为各压边块到凹模之间的距离，即压边间隙。各压边块的压边间隙取值范围都相同，为1.0t~l.8t，其中t为原始料厚。
[0035]建好数学模型之后运用试验设计方法安排采样仿真。试验设计能够避免重复抽样，提高计算效率和优化水平。本发明采用拉丁超立方试验设计方法安排采样。仿真软件用的是DYNAF0RM，仿真过程中凹模、压边圈、凸模等工具体设置为刚体材料模型，网格单元采用四边形BT壳单元，单元尺寸为0.5mm~30mm，划分过程中为了提高模型精度和计算速度，在某些结构比较复杂的区域允许出现三角形单元。板料设置为三参数Barlat材料模型，单元划分采用四边形BT壳单元，单元尺寸为0.lmm~10mm，过渡区域允许采用三角形单元，但数目应控制在单元总数的5%以内。单元划分好之后，还需要检查单元质量和其法向。工具体与板料之间的摩擦系数跟材料和润滑剂的使用密切相关，取值范围为0.05-0.2。工具体的模拟运行速度取值范围为500mm/S~5000mm/S。整个成形过程选用动力显式算法进行计笪并ο
[0036]近似模型能在设计空间内将存在的对应关系全面反映出来，型的计算结果和数值模拟或实验的结果很相近。本发明选用二次多项式响应面法建立近似模型，但是模型的精度受近似函数的阶数、子域空间大小、样本点数目及其分布所影响，因此在基于采样仿真结果把近似模型建立好之后还需要对其进行精度检验。通常采用决定系数R2和调整后的决定系数Ra2作为检验标准，其值越接近于I模型越精确。
[0037]粒子群算法是冲压领域应用较多的一种优化算法。对于多目标优化问题，比较常用的是由Ceollo等人提出的基于Pareto支配的多目标粒子群优化算法。该算法的主要参数有:惯性权重，一般取0.4 ;个体学习速率和全局学习速率，取O到I之间的随机数；种群大小，取值20到200之间。优化完成之后，绘制Pareto图，从Pareto前沿中选取离“理想点”距离最小的点作为最优解。最后通过最优解重新仿真来检验优化方法的准确性。
[0038]目前变压边力技术是优化铝板成形性能的主要方法，包括随行程变化的最优压边力曲线和随位置变化的最优压边力组合。而对于普通压机而言，变压边力的实现不仅难度大，而且成本高，难以满足实际生产的需求。而压边力实际上是由压边间隙直接决定的，因此有学者提出了变间隙压边的成形工艺技术。但是目前的研宄在对压边块的压边间隙优化是在相关经验的基础上不断尝试得到的，整个过程需要大量试验，而且不能对间隙值做到精确控制；或是采用正交试验方法对一些孤立数据点进行分析，得到的不一定是全局最优解。本发明提出先建立各压边块到凹模的间隙值与成形质量之间的数学模型，然后结合试验设计方法、响应面近似模型技术和多目标优化方法搜寻最优解，为铝板冲压的成形工艺优化提供了一种新的手段。
[0039]通过建立各压边块间隙与成形质量之间的数学模型，结合试验设计方法、响应面技术和多目标优化方法得到最优压边块间隙组合，改善铝板冲压成形过程中的起皱和拉裂，为铝板的冲压成形工艺优化提供了一种具有创新性和可行性的方法。
[0040]实施例一
如图2至图4所示，以某轿车车身铝制内板为例，将冲压过程中产品区域的最大厚度值和最小厚度值作为目标函数进行压边块间隙优化。
[0041]零件模型如图2所示，零件材料牌号GMW15192M-AL-S-6000-S-90-U ;初始板料厚度V 1.2mm ;弹性模量E=70GPa ;屈服强度σ s=130.0MPa ;抗拉强度σ b=218.1MPa ;厚向各向异性系数r=0.57 ;硬化指数n=0.206。
[0042]有限元软件选用DYNAF0RM，由于该零件是左右件，在冲压过程中左右件合模，所以其有限元模型是对称的。模拟过程中摩擦系数为0.125 ;凹凸模间隙为1.lt，其中t为初始料厚；压边圈的行程为20mm ;压边力为200kN ;成形力为480kN。单元划分时，工具体选择四边形BT壳单元，单元尺寸为0.5mm~30mm ;板料选择四边形BT壳单元，单元尺寸为
0.单元划分完成之后，凹模的单元数量为6811，其中三角形单元数量为2099 ;凸模单元数量为5321，其中三角形单元数量为1600 ;压边圈单元数量为1556，其中三角形单元数量为550 ;板料单元的数目为35662，其中三角形单元的数目为33。在其它仿真条件都设置完成之后，首先进行等间隙压边的模拟，即压边圈与凹模之