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1、外文翻译可行成形图在汽车覆盖件冲压工艺高效设计的应用Dae-CheolKoa,Seung-HoonChab,Sang-KonLeec,Chan-JooLeeb,Byung-MinKimd,*aILIC,PusanNationalUniversity,30Jangjeon-Dong,Kumjeong-Gu,Busan609-735,SouthKoreabPrecisionManufacturingSystemsDivision,PusanNationalUniversity,30Jangjeon-Dong,Kumjeong-Gu,Busan609-735,SouthKoreacPNU-IF
2、AM,JointResearchCenter,PusanNationalUniversity,30Jangjeon-Dong,Kumjeong-Gu,Busan609-735,SouthKoreadSchoolofMechanicalEngineering,PusanNationalUniversity,30Jangjeon-Dong,Kumjeong-Gu,Busan609-735,SouthKorea摘要:本文提出使用可行的成形图来表示无断裂和起皱的安全区域,进而有效和快速地设计冲压工艺方法。要确定可行的成形图,有限元分析对应于正交实验设计的过程变量组合。随后,基于成形极限图的有限元
3、分析,确定断裂和起皱的特征值。所有组合的特征值在整个过程中,通过人工神经网络训练进行了一系列预测。可行的成形图从所有组合的过程变量中最终确定。以汽车覆盖件如转动架和车轮毂的冲压工艺作为实例来验证利用成形图的进行过程设计有效性。有限元模拟结果与实验模拟结果比较表明,利用可行的成形图来进行冲压工艺的设计是有效的并适用于实际的过程。关键词:冲压工艺,可行成形图,有限元模拟,实验设计,人工神经网络,汽车面板27外文翻译1前言金属成形技术中,金属板料的冲压工艺是制造金属板料产品的重要工艺之一。冲压技术已被广泛应用于汽车行业。冲压产品的成形普遍受到各种工艺变量如模具形状、材料性能、初始毛坯形状、压边
4、力、拉深筋的布局、润滑的影响。冲压工艺设计对于成形出没有缺陷,如破裂和起皱的产品十分重要。冲压工艺设计主要是要进行反复试验,这需要花费大量时间和成本;而且和有限元分析优化设计过程结合。因此,它在实际工业应用带来了一些麻烦[1-7]。由于冲压工艺的成形性和产品质量依赖于初始毛坯形状,因而许多研究人员对毛坯优化设计进行了研究。Lee和Huh[8]提出利用有限元反向模拟逼近预测毛坯形状。Guo等[1]基于板料厚度变化进行了坏料优化设计。Son和Shim[9]提出了利用初始节点速度确定最佳毛坯形状的方法。Yeh等[10]提出了正反向预测法确定最佳的毛坯形状。虽然上述方法不错,但应用于不同工艺参数
5、的实际工业问题中的坯料优化设计仍然存在不足。近年来,许多研究都集中在通过限元分析和优化技术相结合来优化冲压工艺。Katayama等[11]在二次深拉伸成形过程中通过优化模具形状,使拉裂和起皱缺陷得到改善。Jansson等[12]利用反应曲面分类研究法和空间映射技术调整拉深筋的约束力优化汽车零件拉深过程。Kayabasi和Ekici[6]提出改善汽车侧面板的成形性的优化方法,并用此方法优化工艺参数。Wei等[7]提出了工艺参数的优化方法并预测了冲压甲板盖外板性能的偏差。Liu和Yang[13]提出了帕累托多目标遗传算法,并用于压边力和拉深筋约束力工艺变量的优化。Naceur等[14]设计了
6、引擎罩外壳的最佳毛坯形状以避免断裂和起皱。综上所述,设计方法结合了有限元分析和优化方法,如实验设计,反应曲面分类研究法,遗传算法和人工神经网络(ANN),已成为冲压过程设计强有力的工具。但是,上述优化设计过程中,如果改变一个工艺参数,则需要重复进行在不同参数组合下的有限元模拟。27外文翻译在工业领域的工程师确定最佳工艺变量存在一定的困难和复杂性。因此,同时考虑主要工艺变量,如初始毛坯形状,压边力,拉深筋阻力下进行优化过程设计值得研究。冲压工艺由于缺乏研究涉及此类问题。本研究旨在提出利用可行的成形图进行过程设计以便有效快速设计冲压工艺。本文中提出的可行的成形图为无断裂和起皱的实际冲压过程给
7、出了工艺参数的范围。当改变工艺参数时,则无须重复工艺优化设计。本研究中需考虑的过程变量是毛坯尺寸,压边力(BHF)和拉深筋高度及圆角半径。采用有限元分析和过程变量相对应的正交设计实验相结合的方法确定可行成形图。基于成形极限图(FLD)有限元分析,确定断裂和起皱的特征值。利用人工神经网络(ANN)[15],在一系列的过程变量中预测特征变量。最终确定适用于过程变量的所有组合的,并可给出无缺陷安全区域的可行成形图。以悬架和车轮毂汽车覆盖件