T型三通管液压成形加载路径优化

摘要

液压成形技术是一种制造空心轻体构件的先进制造技术，与传统冲压件相比，液压成形件具有重量轻、刚度好、零件数量少、后续机械加工和组装焊接量少等优点，已经广泛应用于汽车、航空、航天等领域。采用液压成形的三通管件具有精度高、装配误差小、可靠性高，能够改善管内气体流动特性，从而减小排气阻力等优点，它是提升汽车、飞机及火箭动力和可靠性的重要保证。在液压成形管件过程中，所采用的加载路径直接影响成形件的质量，因此加载路径的设计、优化方法是液压成形实际应用面临的重要课题。
　　本文以T型三通管为研究对象，采用数值模拟与实验相结合的方法，研究了液压成形过程中加载路径的优化问题。开发了基于模糊控制的自适应仿真软件，它内置6种成形质量评价函数、848条实际经验总结的模糊控制规则，该程序结合LS-DYNA数值模拟软件能够自动的计算和优化T型三通管的加载路径。从而改变了传统试错寻优的加载路径设计过程，极大的缩短了加载路径的设计时间。
　　使用该软件对外径103mm不锈钢等径三通管液压成形过程中不同中间冲头初始位置的加载路径进行了优化，采用优化后的加载路径在实验中均成形出合格的零件，数值模拟与实验结果均表明中间冲头初始位置对液压成形件的壁厚分布有直接影响；使用本文开发的软件对外径86mm不锈钢和外径145mm铝合金异径三通管进行了自适应仿真，得到了优化的加载路径。进一步验证了该程序的可靠性、适应性和通用性。
　　进行了弹性中间冲头液压成形T型三通管的实验研究。成形过程分两步完成，采用弹性冲头第一步成形零件壁厚减薄率较传统工艺小、但第二步成形后减薄率大于传统工艺。

目录

T 型三通管液压成形加载路径优化

OPTIMIZATION OF LOADING PATH FOR HYDROFORMING OF T-SHAPED TUBE

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 引言

1.2 三通管件的分类及主要成形工艺

1.3 三通管液压成形的工艺简介

1.4 管材液压成形加载路径优化研究现状

1.5 课题研究目的与意义

1.6 课题主要研究内容

第2章 基于模糊控制的自适应仿真

2.1 引言

2.2 自适应仿真

2.3 模糊控制理论

第3章 T型三通管液压成形自适应仿真程序开发

3.1 引言

3.2 自适应仿真程序设计

3.3 评价函数的定义

3.4 模糊控制器的设计

3.5 模糊控制规则接口

3.6 本章小结

第4章 T型三通管加载路径的自适应仿真优化

4.1 引言

4.2 等径不锈钢三通管自适应仿真

4.3 异径不锈钢三通管的自适应仿真

4.4 异径铝合金三通管的自适应仿真

4.5 本章小结

第5章 等径不锈钢T型三通管液压成形实验

5.1 引言

5.2 材料及模具

5.3 优化的加载路径液压实验结果

5.4 传统试错法加载路径液压实验

5.5 弹性中间冲头液压成形实验

5.6 本章小结

结论

参考文献

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致谢