基于二阶响应面模型车灯灯体注塑工艺优化

以车灯灯体注塑为例,采用计算机辅助工程(CAE)分析和正交试验研究了工艺参数对翘曲变形的影响规律,确定了保压压力和熔体温度是影响灯体注塑质量的关键因素。采用响应面法建立了翘曲变形和顶出时体积收缩与注射压力和熔体温度的二阶相应面模型,获得了优化的工艺参数和优化结果,且通过模拟试验验证了模型的正确性。

基于响应面模型与多岛遗传算法的高低齿迷宫密封多参数优化

以泄漏量最小为优化目标开展高低齿迷宫密封的多参数优化设计研究,建立高低齿迷宫密封几何参数化模型与二阶响应面模型,并应用多岛遗传算法进行寻优计算。结果表明:高低齿迷宫密封二阶响应面模型的R^2为0.96271,可有效降低优化计算量;由多岛遗传算法获得了一组最优结构参数,与CFD计算结果相符,所得泄漏量误差约为6.8%;密封齿数、凸台高度和凸台的位置对高低齿迷宫密封泄漏特性影响较大,且存在最佳值,是高低齿迷宫密封设计与改造的关键几何参数。

基于MOGWO的45#钢表面激光抛光工艺参数多目标优化

目的提高45#钢表面激光抛光后的成形质量,提出一种激光抛光工艺参数多目标优化方法。方法构建基于功率、扫描速度、搭接距离的三因素三水平激光抛光试验,并分别应用粗糙度测量仪、显微硬度计和超景深三维显微镜测试抛光层的粗糙度、显微硬度和抛光层深度。基于试验数据,分别应用指数模型和二阶响应面模型构建抛光工艺参数与表面粗糙度、显微硬度、抛光深度的回归预测模型,并对2种模型的预测精度进行对比分析。采用多目标灰狼优化算法(MOGWO)结合优劣解距离法(TOPSIS)-CRITIC综合评价决策体系对抛光工艺参数进行寻优和多属性决策。结果二阶响应面模型具有更高的预测精度,能够更好地反映激光抛光工艺参数与各响应目标之间的映射关系。当功率为113W、扫描速度为3m/min、搭接距离为0.13 mm时,粗糙度值Ra从11.563μm降至5.713μm,降幅为50.59%,显微硬度从185.9HV0.5升至364.7HV0.5,升幅为96.18%,此时的抛光深度为0.051 mm,最大相对误差为7.84%。结论此方法可以为其他金属材料表面激光抛光质量预测模型的构建及工艺参数寻优提供借鉴。

铸铝一体化车门的多目标可靠性优化设计

为提升车门的轻量化水平与性能,采用“材料—结构—性能”一体化集成方法设计铸铝一体化车门。基于构建的铸铝一体化车门有限元模型,以车门的厚度为设计变量,采用径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络近似模型和二阶响应面近似模型并分别结合二代非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm-Ⅱ,NSGA-Ⅱ)、多目标粒子群优化(multi-objective particle swarm optimization,MOPSO)算法以及多岛遗传算法(multi-island genetic algorithm,MIGA)对车门的下沉刚度工况位移、上扭转刚度工况位移、下扭转刚度工况位移、一阶弯曲模态频率、一阶扭转模态频率和质量进行确定性优化设计。在此基础上,考虑材料及加工制造等不确定性因素,对确定性优化解的质量水平进行6Sigma可靠性分析与优化。结果表明,二阶响应面近似模型与MOPSO算法的优化组合方案实现了车门的最佳轻量化,RBF神经网络近似模型与MOPSO算法的优化组合方案实现了车门下沉刚度工况位移的最小化。上述2种组合分别实现了车门轻量化与安全化的设计目标。研究结果可为车身零部件的优化设计提供参考。

铝合金板件自冲铆接性能的响应面-遗传算法优化

为了改善自冲铆接的接头性能,提出了融合二阶响应面模型和存档微遗传算法的多目标优化方法。介绍了自冲铆接原理和铆接过程,建立了提高接头底切量、剩余厚度、底部厚度的多目标优化模型。选择了待优化的模具参数,基于极差分析和主效应图对模具参数的灵敏度进行了分析。基于中心复合实验设计法与二阶响应面法,对模具参数和质量参数之间的函数关系进行了拟合,经决定系数和修正决定系数验证,二阶响应面的拟合精度较高。使用存档微遗传算法对多目标优化模型进行求解,获得了优化的模具参数。经生产验证并与工厂的自冲铆接接头相比较可知,优化的接头底切量提高了10.00%,底部厚度提高了8.61%,剩余厚度提高了3.11%,抗拉剪能力提高了5.68%。以上数据表明,经过优化后,自冲铆接的接头性能得到了有效提高。

模态法辨识针刺C/C复合材料弹性模量

针对传统方法测量C/C复合材料弹性模量精度差问题,提出了一种利用模态试验辨识材料弹性模量的新方法。数值仿真结果表明板件材料振动频率与弹性模量之间存在模糊对应关系,利用此关系采用二分法及二阶响应面近似模型对材料弹性模量进行辨识,并分别利用各向同性薄壁板件及正交各向异性薄壁板件对此方法进行验证,计算结果误差最大为16.67%,最小仅为0.5%,表明该方法准确有效。最后将其应用于针刺C/C复合材料,获得了其弹性模量。仿真及试验结果均表明该方法无损、高效且准确度高。

汽车尾气后处理系统铝泵体的精锻工艺智能优化

为了提高铝泵体精锻过程中的材料利用率和模具使用寿命,建立了目标参数与工艺参数的响应面模型,提出了基于人工蜂群算法的参数优化方法。介绍了汽车尾气后处理系统中铝泵体的中间体和坯料,并设计了开式模锻模具。使用中心复合实验法设计了4因素5水平的30组实验,基于Deform-3D有限元软件得到了实验结果。使用二阶响应面模型建立了目标参数与工艺参数之间的回归关系,利用模型的决定系数验证了模型的拟合精度。设计了蜜蜂位置和蜜源适应度函数,成功地将最优参数优化问题转化为人工蜂群搜索最优蜜源问题。经实验验证,优化后的铝泵体锻件填充饱满、力学性能参数满足标准要求。且优化后的材料利用率提高了4.41%,模具使用寿命也得到了极大提高。