汽车后桥横梁冲压回弹控制与工艺参数优化研究

摘要

回弹是汽车覆盖件冲压成形中存在的一种主要质量缺陷。由于零件的最终形状取决于成形后的回弹量，故回弹现象的存在对零件的形状、尺寸精度有着重要影响，也给焊装、总装等后续工序顺利进行带来困难。因此，为了提高零件成形精度，保证整车装配效率，需对板料回弹问题进行准确预测和有效控制。 本文以某型汽车后桥横梁为研究对象，借助有限元模拟手段，基于工艺控制法对汽车覆盖件回弹问题开展研究，重点探讨智能优化技术在回弹控制问题上的应用。首先以多段连续布置的等效拉延筋为优化对象，结合均匀试验设计、响应面法和多目标遗传算法，对横梁拉延成形工艺多目标优化进行研究，得到了拉延筋阻力的合理分配；在此基础上，利用多种神经网络技术和响应面法建立了横梁冲压成形关键工艺参数与零件平均回弹量之间的关系模型，并对各种建模方法进行对比，获得了较理想的横梁回弹预测模型；以对横梁回弹有重要影响的6个工艺参数为待优化对象，以有效减小零件回弹量为目标，运用遗传算法、免疫算法、群智能算法、模拟退火算法等求解工艺参数最优组合，经过对各算法寻优性能和优化结果进行分析、比较，得到了一套可行的工艺参数组合方案，实现了横梁回弹的有效抑制。 本文通过运用多种智能优化技术研究回弹控制方法，解决了目前存在的工艺参数优化技术单一的问题，对实际生产中的模具设计和工艺准备具有一定参考价信。

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致谢

第一章绪论

1.1引言

1.2板料回弹一般问题

1.2.1板料回弹机理

1.2.2板料回弹分类

1.2.3板料回弹量的表征方法

1.2.4板料回弹的影响因素

1.3板料回弹研究概况

1.3.1回弹力学本质及解析研究

1.3.2有限元模拟技术在回弹研究中的应用

1.3.3回弹预测方法的研究

1.3.4回弹控制手段的研究

1.3.5智能优化技术在回弹控制中的应用

1.4本课题研究意义和主要内容

1.4.1基于工艺控制法的回弹研究中存在的问题

1.4.2研究内容

1.4.3研究难点

第二章汽车横梁拉延成形工艺多目标优化研究

2.1均匀设计、响应面法和多目标遗传算法简介

2.1.1均匀试验设计方法

2.1.2响应面法

2.1.3基于Pareto解的多目标遗传算法

2.2横梁拉延仿真建模

2.2.1零件变形特点分析

2.2.2拉延仿真模型设计

2.2.3拉延筋的处理与设置

2.3多目标优化数学建模

2.3.1目标函数

2.3.2设计变量

2.3.3约束条件

2.4 DOE-RSM-MOGA优化策略

2.4.1利用均匀设计确定有限元模拟方案

2.4.2阶响应面函数建立及评价

2.4.3基于Pareto解的多目标遗传算法优化

2.4.4优化结果的有限元验证

第三章横梁回弹预测模型的建立与对比

3.1工艺参数相关理论

3.2神经网络相关理论

3.2.1误差反向传播神经网络

3.2.2径向基函数神经网络

3.2.3广义回归神经网络

3.2.4 GA优化网络权值的BP网络

3.3横梁回弹预测建模

3.3.1正交试验设计

3.3.2 BP神经网络建模

3.3.3 RBF神经网络建模

3.3.4 GR神经网络建模

3.3.5 GA-BP网络建模

3.3.6 RSM建模

3.4横梁回弹预测模型比较

第四章遗传算法与免疫算法在横梁回弹控制中的应用

4.1横梁回弹优化模型及层次优化策略

4.1.1横梁回弹优化模型

4.1.2横梁回弹层次优化策略

4.2两种改进遗传算法及其在横梁回弹控制中的应用

4.2.1基于个体迁移的遗传算法

4.2.2自适应遗传算法

4.3免疫算法及其在横梁回弹控制中的应用

4.3.1免疫遗传算法

4.3.2免疫克隆选择算法

第五章群智能算法在横梁回弹控制中的应用

5.1粒子群优化算法及其在横梁回弹控制中的应用

5.1.1简单粒子群算法

5.1.2两种标准粒子群算法及其在横梁回弹控制中的应用

5.1.3改进粒子群算法及其在横梁回弹控制中的应用

5.1.4基于粒子群算法的横梁回弹控制总结

5.2蚁群算法及其在横梁回弹控制中的应用

5.2.1蚁群算法基本原理

5.2.2基于蚁群算法的横梁回弹控制

第六章模拟退火混合算法在横梁回弹控制中的应用

6.1模拟退火算法基本原理及关键技术

6.1.1模拟退火算法

6.1.2冷却进度表

6.2模拟退火算法的改进及其在横梁回弹控制中的应用

6.2.1模拟退火遗传算法

6.2.2模拟退火粒子群算法

6.2.3模拟退火蚁群算法

6.2.4模拟退火免疫算法

6.3基于模拟退火混合算法的横梁回弹控制总结

第七章结论

7.1全文总结

7.2研究展望

参考文献

硕士期间发表的学术论文