基于BB-递归核函数SVR算法的U型折弯件模型参数优化研究

影响U型折弯件回弹的因素众多,工件尺寸、力学性能、负载条件、材料各向异性等相互耦合,表现出高度复杂的非线性,从而导致回弹预测结果的不确定性。本研究以板料折弯件回弹后的张开角(α)为目标函数,构建一个递归核函数支持向量回归(SVR)模型,并部署到分支界限法(BB)中,从而筛选出维度为4的最优的特征变量参数子集,其决定系数(R^(2))为0.982147,均方误差(MSE)为0.00433,模型预测精度相对较高。算法优化得到的折弯件参数为:厚度(t)为12 mm,上模宽度(d)为90 mm,上模圆角半径(r)为9 mm,载荷速度(v)为10 mm/s。BB递归核函数SVR算法、有限元模拟和实际测量的α分别为16.3°、17.5°和18.2°,尽管有限元结果更接近于实际值,但是BB递归核函数SVR算法可以为有限元模拟提供筛选出的参数(t,d,r,v)的数据,以快速进行模拟并预测张开角α,并实现回弹补偿装置的高效设计。

海上风电高桩承台基础结构的受力特性

为研究海上风电高桩承台基础结构在风电机组大弯矩荷载及复杂海洋环境荷载作用下的受力及传力机理,采用在数值模型中逐级加载的方式,模拟不同荷载量级情况下基础受力特性,获得了高桩承台组合结构的关键承载部位,分析了混凝土承台及斜向钢管桩受力特性.研究结果表明,随着风电机组荷载和环境荷载的增大,混凝土承台承载模式将由轴压承载向偏压转变;钢管桩顶部与混凝土承台接触部位是承载及荷载传递的关键部位,混凝土受拉损伤首先从此处开始;随着荷载的增大,斜向钢管桩群桩应力最大部位将从波流荷载作用点向泥面处转变.研究明晰了海上风电高桩承台基础的荷载传递规律及关键部位,为基础结构的安全设计提供了指导.

垂向均布集中载荷对车体中部挠度的影响研究

车体在规定垂向载荷下的挠度是评价车体刚度的一个重要指标。对于垂向载荷分布较为均匀的车型,车体垂向载荷试验通常采用均布集中载荷或均布载荷加载方式。均布集中载荷与均布载荷并不完全一致,两者作用下产生的车体中部挠度也存在差异。文章从理论角度对均布集中载荷和均布载荷产生的车体中部挠度差异进行了分析,并提出了减小这种差异的调整措施。

带多种抽芯机构的旋弯塑件模具设计

设计了一种三板模具用于发动机旋弯油管塑件的注射成型,模具模腔布局为1模1腔,采用单点点浇口对模腔进行浇注。结合塑件两端为直管、中间为弯管的结构特点,采用分步脱模的方法实现塑件的自动完全脱模,基于此,设计了4个机构实现塑件内外壁的脱模,分别为随形槽顶出机构、水平管抽芯机构、水平管抽芯机构顶出机构及斜管抽芯机构。塑件外壁的脱模由随形槽顶出机构延迟抽芯镶件的抽芯和上、下型腔的分离2个动作实现;塑件内壁的脱模使用水平管抽芯机构、斜管抽芯机构分别抽芯实现;塑件的最后安全脱模由水平管抽芯机构顶出后,塑件受重力驱动而自动脱落。当选用的塑件成型脱模方法恰当、模具结构布置合理时,模具的制造成本能降低约20%,具有较好的参考意义。

PA66注塑件组装过程开裂的分析及措施

尼龙66(PA66)注塑件在冬季组装过程中容易出现开裂现象,影响产品外观质量,分别从注塑前原料的预处理、注塑工艺参数控制(包括料筒温度、喷嘴温度、模具温度、注射压力、保压时间)和注塑后的调湿工艺这几个方面对出现的开裂原因进行了分析。结果表明,注塑件的预处理和注塑工艺满足要求,但缺少注塑后的调湿工艺,冬季组装过程易开裂是由于注塑件注塑后的含水率极低,冬季外界环境湿度较小,注塑件在短时间不能吸收到足够的水分,相应的抗冲击能力较差,无法承受组装过程的冲击力而出现开裂现象。针对这一问题,采用了两种不同的调湿工艺(水煮处理和恒温恒湿处理)对质量分数20%玻璃纤维增强PA66(PA66/20%GF)材料进行处理,分别研究了这两种工艺对PA66/20%GF材料吸水率及弯曲性能和简支梁冲击性能的影响。结果表明,恒温恒湿处理的材料吸水率较低,故弯曲性能稍有降低、冲击性能稍有提升;水煮工艺能大幅度提升材料吸水率,材料的缺口冲击强度因此得到大幅度提升,但弯曲性能下降比较明显。两种工艺均能解决注塑件开裂问题,恒温恒湿工艺耗费时间较长,可应用于需要保留较高弯曲性能的场合,而水煮工艺可大幅缩短调湿时间(95℃,0.5 h),适合对抗冲击要求较高的场合。

自走式拱棚机连续插架装置设计与试验

针对目前拱棚搭建机械停机插架作业效率低的问题,该研究研制了自走式拱棚机的连续插架装置。此装置设计行星轮系反向传动机构和弯折部件,行星轮系反向传动机构带动弯折部件转动可实现弯杆、压杆等动作。“棚杆-土壤”离散元仿真分析确定插入土壤最大深度10 cm时,棚杆所受土壤阻力为51 N;为确保棚杆成功插入土壤,对棚杆及弯折部件的压杆臂进行应力仿真分析,仿真结果表明,在保证压杆臂不会发生断裂的前提下,压杆臂与棚杆之间的摩擦力为168 N,远大于棚杆所受土壤阻力,且棚杆应力在屈服强度内,此时棚杆弯折且不断裂;通过分析弯折部件的弯折压板运动轨迹,根据小拱棚插架深度、间距的农艺需求,确定弯折支架最优长度为27 cm,中心转轴的速度与车体行进速度比值为0.85。田间试验结果显示,棚杆平均插架深度为7.04 cm,平均插架间距为74.11 cm,两侧插架深度的平均误差0.09 cm,平均插架间距偏差为0.16 cm,连续插架装置作业效果满足小拱棚搭建的农艺要求,进一步验证了连续插架装置设计的合理性和作业的稳定性。研究结果可为连续插架覆膜拱棚机的研制提供理论基础。

浅析弯曲件展开尺寸中性层位置与合理取值

经调研分析,并结合实际经验,通过优化,提出了弯曲件展开尺寸中性层位置与合理取值的解决方案,可供弯曲模设计者参考应用。

双轴柔性滚弯技术的实验研究

提出了双轴柔性滚弯管状零件的概念，介绍了采用聚氨酯轮的柔性滚弯装置并分析了其工作原理和特性，对双轴滚弯技术进行了比较系统的基础工艺研究，得出了工件直径和刚性轴直径及其轴间进给量之间的经验关系。结果表明，存在一临界进给量，当进给超出该值后工件直径不再随进给量的增大而减小，从而达到一个极限尺寸，同时该极限尺寸和刚性轴的直径成正比。文末对该技术应用中的关键问题进行了讨论，为该技术的实际应用奠定了理论基础。

可淬火硼钢板热冲压成形实验研究

为研究淬火加热温度、保温时间及冷却水流速等热冲压工艺参数对热冲压零件力学性能及微观组织的影响规律,通过在不同工艺参数条件下进行弯曲件热冲压工艺试验,测量弯曲件的力学性能并观察其金相组织.结果表明,在所设计的模具上可实现高强硼钢热成形零件的有效淬火,热冲压弯曲件的抗拉强度可达到1500MPa以上,主要形成均匀细小的马氏体组织.确定了热冲压工艺参数的选择范围.

圆管压扁-压弯连续变形过程有限元模型的建立及截面畸变研究

为研究圆管压扁-压弯连续变形过程中的截面畸变,基于有限元软件ABAQUS建立了该过程的三维有限元模型,并实验验证了其可靠性。分析了圆管压扁过程中的截面变化规律及弯曲下模圆角半径、模具与管材间的摩擦系数对成形过程截面畸变的影响。结果表明,圆管压扁过程中形成扁管直壁部分的材料在外层周向压应力、内层周向拉应力的合力作用下出现塌陷。形成扁管圆弧部分的材料在外层周向拉应力、内层周向压应力的合力作用下出现扁化。在无芯轴、有芯轴压扁成形前期,圆弧部分均出现扁化,且无芯轴压扁成形中期,直壁部分出现塌陷。但有芯轴压扁过程中芯轴的支撑作用不但抑制了直壁部分的塌陷,而且还矫正了成形后期圆弧部分的扁化。由于圆管压扁-压弯过程中模具与管材的接触区域始终不大,因此成形过程中弯曲下模圆角半径,及模具与管材间的摩擦系数,对截面畸变影响不显著。

双轴柔性滚弯技术的有限元分析

利用有限元软件 ANSYS建立了双轴柔性滚弯技术的分析模型 ,成功模拟了工件滚弯成形和回弹的实际过程。利用有限元计算结果 ,对影响工件回弹成形的参数进行了分析研究 ,验证了实验中得出的柔性滚弯技术的重要特征。与实验结果对比 ,本文有限元分析具有较高的精度 。

航空导管先进成形技术的研究进展

针对航空领域对轻量化高性能复杂导管先进制造的迫切要求,系统综述了航空导管精确弯曲成形技术以及多通类导管精确成形技术。航空导管的弯曲技术主要包括常规导管的数控绕弯成形技术、三维导管的自由弯曲成形技术以及超小弯曲半径导管的充液剪切成形技术;多通类导管先进成形技术主要包括液压胀形技术以及T‐Drill成形技术。本文从工艺原理、技术优势、发展趋势等方面对航空导管技术进行了系统的阐述和介绍。

最小二乘支持向量机弯曲回弹元模型技术研究

影响大尺寸高强度U型折弯件回弹的变量众多,使得其弯曲回弹难以控制。提出一种基于约束的高斯过程潜变量(RGPLVM)筛选技术来进行最优变量的筛选和降维。将筛选出的变量作为决策变量,并以最小二乘支持向量机(LSSVM)为基础,构建了大尺寸高强度U型折弯件的最小二乘支持向量机(LSSVM)元模型。分别以支持向量机(SVM),LSSVM和BP神经网络为模型进行预测,并将预测结果与实际工程零件进行对比。结果表明LSSVM模型的预测结果更为接近实际零件的回弹情况,从而验证了所提方法的可行性。

空间对接试验台转动模拟装置的试验研究

针对空间对接试验台中二维转动实现的设计难点问题,提出了非常规应用的新型抗弯件及十字轴机械结构方案。使整个系统在大负载和高撞击力的特殊情况下,结构具有高可靠性;大大降低了转动摩擦力矩,使转动模拟装置具有良好的随动运动特性;结构尺寸紧凑,减小了与结构尺寸关系密切的航天器惯量模拟误差;质量轻,使试验台其余子系统的设计有一定余量。采用缩比方法研制了试验装置。试验结果表明,主动转动模拟装置的最大静摩擦力矩仅为8.8445Nm,远小于80 Nm的指标要求。所设计的转动模拟装置能够满足对接试验台总体和其它分系统的要求。

轿车非典型U形件冲压成形工艺及模拟研究

利用板料成形模拟软件Dynaform对某轿车非典型U形件的冲压成形过程进行模拟,研究凸、凹模间隙、凸模速度、摩擦因数等对板料成形后厚度的影响,经多次模拟及对模拟结果进行分析,确定可行的成形工艺参数,用于指导实际生产。

22MnB5钢三种热冲压成形件的冷弯性能

从汽车用22MnB5钢三种热冲压成形件(国产A柱、进口B柱和用进口钢板生产的防撞杆)上制取不同宽度的冷弯试样(试样的最小宽度至少为板厚的20倍)和非标拉伸试样,按照德国标准VDA 238-100进行弯曲试验,比较了三种热成形件的冷弯性能;此外还进行了拉伸试验,并观察了拉伸断口和弯曲断口的形貌。结果表明:三种热成形件的组织均为板条马氏体,它们的拉伸性能相当,拉伸断口均分为三个区,即纤维区、放射区和剪切唇,放射区为少见的条带状;三种热成形件的弯曲角度相近,均小于60°,冷弯性能相当,这与它们的显微组织相同有关;弯曲断口形貌呈不同形态的韧窝。

U形件弯曲成形中回弹的数值模拟研究

介绍了U形件弯曲成形中回弹的机理和影响因素。利用有限元分析软件Dynaform PC对U形件在不同成形参数下的弯曲回弹进行了数值模拟,研究了各种参数对弯曲回弹的影响,并对成形后的回弹进行了分析。

弯曲级进模CAD／CAM系统中复杂弯曲件的形状特征模型

形状信息是产品信息的核心，在模具ＣＡＤ／ＣＡＭ系统中，如何将制件的形状信息转化成计算机所能理解的表示形式，是后继工艺设计、模具结构设计的基础。分析复杂弯曲件的形状特征信息，采用一种特征树的方法来表示复杂弯曲件的结构，建立复杂弯曲件的形状特征模型，并成功地将它应用于高精度级进模ＣＡＤ／ＣＡＭ系统。

基于Dynaform的弯曲回弹影响因素的研究

应用Dynaform软件对V形件弯曲成形过程进行数值模拟,建立了具有实用价值的有限元模型。通过单因素实验分析板料材质、摩擦因数、厚度和压边力等因素对弯曲回弹的影响规律,为弯曲成形模具的参数优化提供了定性判断的依据。

飞机小钣金折弯族零件生产精益改善

为实现飞机小钣金零件"优质、高效、准时"交付,从零件分族、有效应用新技术及调整厂房布局3个方面出发,运用精益改善工具对小钣金折弯族零件生产进行精益改善,优化折弯成形流程,建立了数字化折弯生产线。精益改善后的效果表明,小钣金数字化折弯生产线可以淘汰零件制造工装,减少零件成形工序,提升产品一次交检合格率及缩短制造周期。