间的间隙值为1.1to由于只考虑产品区域的厚度值，所以在成形序之后增添了修边序。
[0043]根据产品的结构特征以及等间隙压边的仿真结果将压边圈分块，分块结果如图3所示。由于压边圈是对称的，所以实际自变量的数目为8。根据实际生产经验，压边间隙的取值范围为1.05t ( Xi^ 1.25to利用拉丁超立方试验设计方法抽取60组样本点安排仿真，仿真条件与等间隙仿真条件设为一致。由于各压边块是离散的，且与凸模之间的间隙值不同，为方便仿真在各压边块之间留有5_宽的间隙设计过渡面，把离散的压边块连接成了连续的曲面。
[0044]基于采样仿真的结果建立二次多项式响应面近似模型，其数学表达式如式(I)和式(2)所示。式中=XpX2、x3、x4、x5、x6、x7、x8*别为压边块 A、B、C、D、E、F、F、G、H 与凹模之间的距离。两个近似模型的决定系数和调整后的决定系数分别为=R12 =0.944，Rla2=0.928，R22=0.977，R2a2=0.949。四个数值均接近1，由此可见所构造的近似模型具有较高精度；
Y1=L 794-1.369Xi+l.309x2_l.152x3+l.722x4+0.461x5_0.969x7_l.185xg-0.254x22+0.388x32-0.521x42-0.43x52-0.256x62+0.516x72+0.363x82+0.185x6+0.369x^3+0.lQIXjXg+0.156x06—0.195x2x4+0.138x2x5-0.1x2x6-0.141x2x7-0.256x2x8-0.28x3x4+0.12x3x5+0.128x3x6-0.113x3x7+0.132x4x7+0.164x4x8+0.162x5x6-0.194x5x7+0.155x5x8+0.122x6x7+0.103x6x8(I);
Y2=6.6+1.252x^0.368x2-l.469x3-0.320x4-0.683x5-l.952x6-3.034x7-l.100x8+0.106x,+0.798x22+0.616x32+0.105x42-0.749x52-0.285x62-0.302x72-0.305x82-1.066x^2-0.334x^3-0.66x1x4+0.HlX1X5-0.154x^5+0.430x^70.470x^8-0.249x2x3-0.184x2x4+0.223x2x5+0.149X2X7-0.261x2x8+0.5596x3x5+0.102x3x6-0.383x3x8-0.217x4x5+0.147x4x6+0.357x4x7+0.482x4x8+1.096x5x7+0.238x5x8+0.886x6x7+0.992x6x8(2)。
[0045]根据所构建的二次多项式响应面近似模型，利用多目标粒子群算法对压边块间隙值进行优化。MOPSO算法的参数设置为:惯性系数w=0.4，种群粒子数m=100，个体学习速率和全局学习速率均为0.5，最大收敛步数为100，外部档案容量为100。优化得到的Pareto解集如图4所示。采用最小距离法，即最优解集中到“理想点”A距离最小的粒子B作为最优解。点 B 的压边块间隙组合为 -X1=1.469mm, x2=l.458mm, x3=l.389mm, X4=1.44mm, X5= 1.392mm，x6=l.329mm, x7=l.395mm, X8=1.292mm。
[0046]利用最优参数组合重新构造有限元模型安排仿真，厚度分布图显示最大厚度值为
1.257mm，最小厚度值为0.967mm。优化前的等间隙压边，最大厚度值为1.288mm，最小厚度值为0.957mm。对比优化前后的厚度分布可知，最大减薄率由20.25%减小至19.42%，避免了拉裂；最大增厚率由7.33%减小至4.75%，起皱趋势明显改善。因此证明本发明提出的基于变间隙压边的铝板冲压成形工艺优化方法是有效的。
【主权项】
1.一种基于变间隙压边的铝板冲压成形工艺优化方法，其特征在于:包括如下步骤， 步骤一、建立数学模型:确定自变量及优化目标，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； 步骤二、确定设计方法:根据试验因素、各因素水平以及试验次数确定一种试验设计方法安排采样； 步骤三、划分网格:结合实际工况、定义材料参数、运动参数、摩擦系数来进行划分网格，所述的划分网格为有限元网格划分； 步骤四、仿真:根据划分网格所限定的条件对采样结果进行数据模拟仿真，得到板料的厚度分布图； 步骤五、选取近似模型:建立优华问题的近似模型； 步骤六、优化:根据所建立的近似模型，运用一种优化计算方法得到最优解； 步骤七、组合仿真:在其他仿真条件不变的情况下，采用最优解中的参数进行组合仿真，验证该方法的可行性。
2.根据权利要求1所述的一种基于变间隙压边的铝板冲压成形工艺优化方法，其特征在于:所述的建立数学模型包括如下步骤， 步骤一、模型准备:了解产品的实际背景，弄清产品的特征，明确建模目的及搜集建模所需的数据信息； 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； 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； 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。
3.根据权利要求1所述的一种基于变间隙压边的铝板冲压成形工艺优化方法，其特征在于: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。
4.根据权利要求1所述的一种基于变间隙压边的铝板冲压成形工艺优化方法，其特征在于:所述的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DYNAFORM软件中； (3)在DYNAFORM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。
5.根据权利要求1或4所述的一种基于变间隙压边的铝板冲压成形工艺优化方法，其特征在于:所述的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。
6.根据权利要求1所述的一种基于变间隙压边的铝板冲压成形工艺优化方法，其特征在于:所述的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。
7.根据权利要求1所述的一种基于变间隙压边的铝板冲压成形工艺优化方法，其特征在于:所述的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。
8.根据权利要求1所述的一种基于变间隙压边的铝板冲压成形工艺优化方法，其特征在于:所述的优化计算方法为粒子群算法或者遗传算法或者蚁群算法。
9.根据权利要求1或8所述的一种基于变间隙压边的铝板冲压成形工艺优化方法，其特征在于:所述的优化计算方法所用的软件为Isight5.7ο
【专利摘要】本发明涉及汽车结构件冲压技术领域，具体地说是一种基于变间隙压边的铝板冲压成形工艺优化方法。一种基于变间隙压边的铝板冲压成形工艺优化方法，其特征在于：包括如下步骤，步骤一、建立数学模型；步骤二、确定设计方法；步骤三、划分网格；步骤四、仿真；步骤五、选取近似模型；步骤六、优化；步骤七、组合仿真。同现有技术相比，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。
【IPC分类】G06F17-50
【公开号】CN104809304
【申请号】CN201510237918
【发明人】张文彦, 谢晖, 张敏, 王东福
【申请人】上海拖拉机内燃机有限公司, 湖南大学
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年5月12日