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        鍛造件鍛造成形鍛模優化的設計
        - 2022-06-11-

          優化設計算法廣泛應用于鍛造件鍛模工藝和鍛模預鍛設計中,由于它可以實現模鍛工藝和鍛模設計的自動化,是一種新的優化設計方法。國內外學者的研究關鍵是基于正向有限元模擬并結合一定的優化算法進行預鍛設計?;跀抵的M的優化方法有兩種:一種是基于目標函數的直接搜索法;另一種是利用靈敏度信息的導數優化方法。將導數優化方法與直接搜索方法相結合。它具有收斂速度快、迭代次數少、搜索精度高等優點。模鍛件結構和形狀的變化導致了預鍛件形狀的變化,因此次預鍛件的形狀優化設計相當重要。從理論上講,預制件的形狀是不斷可變的。鍛造件的優化設計就是從不斷大的形狀中尋求越佳解。一些研究通過有限元靈敏度分析實現了預制件模具的形狀優化,開發了預制件優化設計系統應用軟件。

          一些學者提出了一種利用有限元方法對金屬成形過程進行逆向模擬和預鍛優化設計的方法。提出了一種通過模具接觸跟蹤設計預鍛形狀的逆算法,并建立了逆模擬邊界條件的實現條件。二是基于靈敏度分析的預鍛優化設計方法。它是近年來出現的一種新的預鍛設計方法。其基本思想是利用基本有限元法的正演模擬和工程優化算法實現預鍛優化設計。

          有學者提出以實際鉛芯形狀和理想鉛芯形狀為目標函數來優化預鍛模的形狀設計。提出了金屬理論流動模型和均勻變換方法。金屬理論流動模型基于理想材料。一般認為,理想材料流是將真實材料視為理想材料一樣變形,從而實現理想概念的無缺陷鍛造。這樣,通過理想流型獲得的中間開口形狀可以看作是預銀鍛造,真實材料也可以達到與理想材料相似的J流動狀態。實際應用中存在的主要問題有:在預成形開始時,需要事先確定鍛造方向和鍛造分型線;不允許頻繁更換干鍛方向和分模的多工序模鍛。

          此外,還有其他一些預成形方法,如正交矩陣法、掃描單純形法、遺傳算法等。但無論采用哪種方法,終端目標都是獲得具有良好的力學性能、金屬流動平穩、無折疊缺陷的合格鍛造件。通過預成形優化設計,可以獲得合理的預鍛形狀。通過對有限元成形過程的數值模擬,可以驗證預成形設計結果的準確性,并對分析結果進行分析,終端得到適宜的預鍛形狀。

        鍛造件鍛造成形鍛模優化的設計鍛造件鍛造成形鍛模優化的設計


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