基于深度学习的塑性变形理论建模研究进展

传统塑性理论模型由于引入了适当的假设和简化,面对复杂变形机制和复杂变形条件时具有局限性。基于深度学习的理论建模作为数据驱动的建模新范式,具有精度高、通用性强的特点,是塑性理论建模的重要方向。介绍了深度学习的建模方法,如传统神经网络模型、物理启发式神经网络模型和神经算子网络,分析了各个模型的特点。总结了近年来基于深度学习的塑性理论建模方法在本构关系、损伤断裂模型、微观组织模型和多尺度模型等方面应用的研究进展,并分析了提高模型精度、泛化能力和可解释性的方法。最后提出了基于深度学习的塑性理论建模方法面临的挑战和未来发展方向。

基于机器学习的TC18钛合金起落架锻造成形工艺智能优化

针对TC18钛合金加工窗口窄、零件成形质量与性能的预测以及工艺参数的优化设计困难的问题,通过热压缩试验分析了TC18钛合金的热变形行为与微观组织演变规律。基于Bayesian算法优化构建了TC18钛合金热变形流动应力和微观组织演变的深度神经网络(DNN)模型。通过对UG和Deform的二次开发,完成了不同工艺参数下起落架锻造的自动建模与仿真,并建立了预锻件的尺寸-工艺-质量数据库。结合DNN和遗传算法(GA)、粒子群算法(PSO)、快速非支配排序遗传算法(NSGA2)确定了最优的预锻件工艺参数。结果表明,采用NSGA2优化后锻件最大成形力R_(Tmax)可降低40.6%,目标截面的平均初生α相含量为0.207,接近最优含量20.0%。

基于RSM-GA与BP-PSO的钛合金筋板特征构件筋槽充填优化

以TA15钛合金筋板特征构件为研究对象,首先,采用图像感知的实时监测方法,通过对图像进行捕捉获得任意时刻下的筋槽充填状态,并结合有限元模拟研究了筋槽中的材料流动及充填规律;其次,基于RSM-GA构建了双响应面回归模型,以此优化设计坯料尺寸参数,并利用GA优化算法开展智能决策;同时,建立不同坯料对筋槽充填的BP神经网络智能预测模型,配合PSO算法的智能决策进行稳健优化求解;随后,通过对比两个模型的优化解,得出RSM-GA模型精度较高且优化解的充填效果更好;最后,利用图像感知进行RSM-GA优化结果的物理实验模拟验证,证实了该研究在获得最佳筋槽充填的同时,可弱化坯料优化设计中不确定性因素波动的影响。

金属塑性成形三维有限元模拟过程中修正触模节点位置的一种新方法

提出了动态边界条件处理中修正触模节点位置的一种新方法——初矢修正法 ,从而解决了金属塑性成形三维有限元模拟中由于离散的模具网格造成的“死锁”问题。采用三维刚粘塑性有限元法 ,考虑工模具间的摩擦 ,采用作者所提出的网格重划方法对畸变网格进行重新划分 ,对叶片的锻造过程进行了模拟分析。在模拟过程中的每一加载步 ,均采用本文提出的初矢修正法对触模节点位置进行修正。叶片锻造三维有限元模拟的顺利进行 ,验证了采用本文所提出的初矢修正法修正触模节点的位置 ,可以避免由于离散的模具网格造成的“死锁”。因此该方法不但可行 ,而且可靠。

基于反馈线性化的非线性气动伺服系统跟踪控制

针对气动位置伺服系统跟踪控制中系统受压力波动、摩擦力扰动等非线性因素影响较大的特点,提出基于压力反馈线性化、摩擦力补偿的内外双环型控制算法。仿真与实验结果表明,该算法结构简便又宜于实用、跟踪精度较高,控制效果较好。

工艺参数对钛合金叶片精锻中微观组织的影响(英文)

以叶片中的一类重要叶片——钛合金单榫头叶片为研究对象,利用自主开发的并经实验验证的叶片精锻三维有限元变形-传热-微观组织演变耦合模拟系统对其精锻过程进行了模拟,研究了不同工艺参数下叶身典型截面锻后微观组织的分布规律。结果表明:随着变形温度的升高,晶粒尺寸和β相体积分数增大;随着变形速度的增大,晶粒尺寸和β相体积分数相应增大;随着模具温度的升高,晶粒尺寸分布的均匀性提高;而摩擦条件对晶粒尺寸和β相体积分数的影响不显著。

20T锻造操作机液压控制系统

锻造操作机是自动化锻造作业中不可缺少的重要装备之一。以20T载荷全液压锻造操作机为对象,针对其重载、定位精度要求高、惯量大的技术特点,对操作机各执行机构液压控制系统进行设计,包括大车行走系统、夹钳旋转系统、平行升降系统、水平缓冲系统、夹持系统和侧移摆移系统。建立操作机关键控制系统(大车行走系统、夹钳旋转系统)的数学模型,采用模糊PID控制算法,基于Matlab/Simulink和AMESim联合仿真技术仿真研究系统的动态特性,并进行试验验证。结果表明,操作机各液压系统回路设计合理,采用模糊控制策略的大车行走系统和夹钳旋转系统的实时性强、鲁棒性好,实现了操作机平稳、准确、快速控制。

基于结构光的大锻件尺寸测量中光条纹中心线提取方法

大型锻件温度高,测量条件恶劣、误差较大,精确的尺寸测量可有效减少加工余量并提高材料的利用率.以高温锻件图像采集方法为基础,双目视觉结合结构光法可用于大型锻件尺寸在线测量.为消除干扰光线对在线测量锻件尺寸的影响,提出通过对单幅锻件结构光图像处理提取结构光条纹中心线的方法.该方法利用结构光条纹在截面上近似高斯分布的特点,首先根据设定阈值在行方向上搜索,并确定结构光条纹及干扰光线的起始位置;其后从起始位置开始沿光条纹在设定范围内搜索,并判断光条纹截面是否近似符合高斯分布以去除干扰光线;最后以结构光条纹起始位置为起点上下搜索,并计算结构光条纹的亚像素中心.实验结果表明:该方法具有计算简单、实现快速、稳定性好的特点,可用于大型锻件尺寸测量中结构光条纹中心线的提取.

金属体积成形过程中温度场的分析

以耦合的方式来处理体积成形过程中塑性变形和温度场之间的相互影响和相互作用 ,开发了一套能进行热力耦合分析的刚塑性 /刚粘塑性有限元模拟软件HFORGE2D ,并利用该软件对镦粗过程和模锻过程进行了数值模拟 。

基于PLC的模锻自动吹风喷墨系统设计

基于目前人工喷墨方式造成的润滑效果不佳、氧化皮清除不完全而使锻件质量不稳定、模具寿命短的现状,结合模锻生产工艺提出了自动吹风喷墨系统整体构架并设计了该系统的工艺流程及其自动控制系统。结合目前主流的气压传动技术和PLC控制技术对此系统进行驱动和控制以保证其可靠运行及功能扩展。经实验验证,该系统能完成预定工作流程,达到清除氧化皮和均匀喷墨的目的,提高了生产效率,提高了模具使用寿命。

16MN快锻液压机控制系统研究

针对16MN快锻液压机组的特点,提出由计算机和PLC组成现场控制网络的锻造液压机组计算机控制系统体系结构。采用硬件软件化思想,由软件实现系统的各种控制、调节及监测功能。采用预测多模式模糊控制技术对快锻液压机大惯量运动部件进行平稳、无冲击振动和准确的位置控制。经过多台16MN快锻液压机的使用表明:该方法使控制系统的复杂程度大大降低,可靠性显著增强,压机锻造次数和精度也得到有效提高。

大变形有限元中二维网格自动重分技术

利用NDPFORTRAN编译器的GREX图形库 ,使得所设计的有限元系统的网格重分功能模块在被调用时能够在屏幕上显示新旧网格的吻合情况 ,可直观比较新旧网格、直接修改新网格的节点位置 ,使得网格重分后新旧网格吻合程度很高。另外还有效而成功地解决了二维有限元计算中网格重分时的新旧网格场量传递问题。

直齿圆柱齿轮镦挤精锻模拟

在总结各种直齿圆柱齿轮精锻工艺的基础上 ,设计了一种直齿圆柱齿轮镦挤精锻工艺和模具 ,并进行了实验和上限模拟。实验模拟证明采用该工艺可以获得满意的直齿圆柱齿轮锻件 ,并表明在变形过程中坯料芯部存在一轴对称变形区。上限模拟通过所设计的简便精确的动可容速度场 ,获得了变形力和轴对称变形区的变化规律。两种模拟结果较为吻合。

自由锻造液压机控制策略

自由锻造液压机工作压力高、换向频繁,须要对大运动惯量部件进行平稳和精确控制,难度很大,现有控制方法无法很好地解决这一难题。通过研究自由锻造液压机工作特性,提出一种应用于自由锻造液压机的预测型多模式模糊控制策略。对液压机的不同区段分别进行模糊速度、位置和Bang-Bang控制,获得较高的快速性、平稳性和定位精度;使用预测算法,解决液压系统执行机构存在的动作滞后和惯性对控制特性与控制精度的影响。应用预测型多模式模糊控制策略,以减少液压机动作滞后的影响,使自由锻造液压机活动横梁的控制精度达到±1mm,最高锻造次数达到120次/min,系统的液压冲击和主机振动也得到有效控制。

基于现场总线的锻造液压机组计算机控制系统

针对锻造液压机组快速性、平稳性和控制精度的要求 ,提出了一种基于ModbusPlus现场总线的控制系统体系结构 ,研究了控制系统的硬、软件组成和功能 。

摆辗滑轮形工件形成过程的数值模拟及分析

本文采用三维刚塑性有限元法对圆柱件的摆动辗压过程进行了数值模拟 ,针对具体算例进行了圆柱件摆辗滑轮形工件形成过程分析 ,得到该工件在摆辗过程中各部位的应力、应变速率状态 ,揭示了滑轮形工件的形成机理。

一种压力机远程信息化解决方案

本文论述了一种针对压力机运行状态信息的采集、远程传输、远程监控和数据信息分析的远程信息化解决方案。利用工业物联网关和物联网编程开发工具Node-RED软件,以及通过基于客户端、服务器的消息发布/订阅传输协议MQTT互联网通讯,实现压力机的远程信息化管理。

新能源汽车空心电机轴径向锻造生产线设计

新能源汽车空心电机轴受力复杂,径向锻造是其最佳成形方式。本文分析了空心电机轴成形工艺流程,提出了生产线关键技术参数,介绍了关键设备组成,讨论了该生产线的技术特点。

刚塑性有限元模拟中体积变化问题处理方法

分析了在塑性有限元分析金属体积成形问题中引起体积变化的原因 ,指出在采用罚函数方法引入体积不可压缩条件的刚塑性有限元模拟中惩罚因子、增量步长、节点调整、网格密度和重划次数等是引起体积变化的主要原因。针对所分析原因 ,在现有的方法基础上提出基于三维有限元的节点调整和体积补偿新方法 ,并在实际模拟中应用 ,得到较好的效果 ,提高了模拟的精度和可信度。

工业云APP远程协同运维系统在锻造生产线上的应用

简单介绍了锻造液压机锻造线的结构和工艺,锻造液压机一旦发生故障,导致整条生产线受影响。传统的故障诊断系统多是依赖维修人员经验,这种诊断方法效率低,花费成本大。为了解决此问题,基于工业云APP的远程系统运维系统,分别对硬件和软件部分进行优化设计,硬件部分主要设计了基于设备层、传输层、应用层的运维系统。与传统诊断方式相比,该系统具备数据采集、数据分析、主动预警、员工派单等优点。