板料成形过程中工艺辅助面的设计与优化(英文)

板料成形过程中工艺辅助面对成形件质量有着重要意义 ,但其设计非常费时 ,并且需要根据实验和数值模拟不断修正。本文提出一种工艺辅助面设计优化的方法。根据预期的工件形状 ,CAD软件会自动生成具有一阶连续的工艺辅助面。这些辅助面由 4个几何参数确定并且在随后的优化中将其作为设计变量。有限元网格划分在有用工件和初始辅助面上 ,在优化过程中将这些网格映射到改变了的工艺辅助面上而不需要重新划分网格。优化过程中采用可行域二次序列规划算法 (FSQP) ,并采用两个目标函数 :第一个是厚度函数 ,以使工件厚度变化最小 ;第二个是表面质量目标函数 ,以避免工件外表面的擦伤。FSQP算法和我们的快速逆法成形求解器相结合而得到一个高效的优化程序。本文提出的辅助面设计优化方法在方盒件和减震器罩上得到了成功的应用。