二维冲压件回弹量的准确预测及基于遗传算法的优化设计方法

摘要

薄板冲压成型是十分重要的加工工艺方法，在汽车、航空、家电等工程领域应用十分广泛，冲压成型技术中的关键是模具设计与制造，其中回弹量的补偿是众所周知的难点。造成这一难点的原因就是对准确预测冲压件的回弹量存在极大的困难。如果对冲压件回弹量预测不准或与实际情况相差甚远，那么在模具的设计与制造中只好靠反复的试模与修模来弥补，这就拉长了模具设计与制造时间，增加了设计与制造成本，有时还难以达到产品设计的要求。 回弹的准确模拟目前仍是世界范围的一大难题。本文使用隐式有限元法、采用Hughes＆Liu 非线性二维壳单元、主从面接触搜寻法、罚函数接触力算法、库仑摩擦定律、Hill 厚向异性屈服准则、指数硬化模型和无模法回弹算法，开发出了二维薄板冲压和回弹分析的隐式有限元计算程序。计算实例表明，本文程序在预测冲压件回弹量方面有很好的精度。 在此基础上，本文对冲压件回弹量影响因素作了分析，并提出了一种基于改进微遗传算法的变压边力模型用于回弹控制。计算实例表明，相比同等大小范围内的常压边力模型，本文方法可更有效地控制冲压件的回弹量。