板材成形工藝優(yōu)化技術及應用.pdf

1、板材成形是一種重要的塑性加工工藝，具有尺寸一致性好、精度高、成本低、力學性能優(yōu)良等諸多優(yōu)點，在航空航天、汽車制造以及鐵路等國民經濟的支柱產業(yè)得到了廣泛的應用。特別是近年來隨著大飛機項目、高速鐵路等列入國家重大科技專項，國家重點項目的需求對板材成形技術提出了更為嚴峻的挑戰(zhàn)。
　　 板材成形過程涉及工藝因素較多，是一個極其復雜的多參數耦合的非線性過程，數值模擬技術成為了解成形過程參量變化規(guī)律、分析成形缺陷產生原因的重要手段，通過數值

2、仿真技術有助于掌握成形規(guī)律，揭示板材變形機理。然而僅僅依靠數值模擬只能通過“優(yōu)選”的方式人為選擇“較佳”的成形工藝，很難實現工藝的量化和最優(yōu)化設計。而近年來迅速崛起的優(yōu)化技術，在解決工程實際問題中得到了成功的應用，逐漸成為研究的熱點。如何從理論上將板材成形數值仿真技術和優(yōu)化技術相結合，通過對板材成形工藝的量化和最優(yōu)化設計，實現板材成形性能的顯著提升，進而滿足國家重點項目所需，已經成為板材成形學術界和工程領域所面臨亟待解決的共性技術難題。

3、
　　 針對板材成形工藝優(yōu)化技術的上述技術難題，本文主要從數值模擬技術和優(yōu)化技術兩方面對板材成形工藝優(yōu)化方法進行系統(tǒng)研究。在數值模擬研究方面：首先研究經典的屈服準則對數值模擬精確性的影響，通過選擇合理的屈服函數和本構模型，準確地描述板材成形過程中在復雜應力狀態(tài)下的塑性行為，從而提高數值模擬的精確性；其次，對板材成形數值模擬過程中的失效判據進行了研究，通過對韌性破裂準則積分值的計算，有效的避免了對失效數據的錯誤利用，并將考慮溫度效

4、應的韌性破裂準則應用于鎂合金板材盒形件的溫熱拉延工藝中。在工藝優(yōu)化技術研究方面，重點研究了基于近似響應面模型的優(yōu)化方法，針對板材熱成形的工藝特點，建立了板材溫熱成形工程問題的優(yōu)化數學模型，提出了以考慮溫度效應的板材韌性破裂準則作為優(yōu)化的目標函數，并分析了設計變量對目標函數的響應，通過NSGAII優(yōu)化計算得到了鎂合金板材溫熱成形工藝的最優(yōu)解，并且分析了工藝優(yōu)化結果。
　　 最后，本文通過對鎂合金板材較復雜零件-盒形件的溫熱拉深實驗