挤压模具型腔轮廊曲线优化拟合分析

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1、锻压技术!""!年第#期挤压模具型腔轮廊曲线优化拟合分析!华中科技大学塑性成形数值模拟和模具技术国家重点实验室（$%""&$）邹琳!!夏巨谌胡国安摘要采用三次样条函数插值和’()*(+曲线拟合两种方法来完成挤压模具型腔轮廓形状的优化设计，以挤压表面载荷沿凹模型腔轮廓表面均匀分布来提高模具寿命为优化目标，运用刚塑性有限元分析和修正的序列二次规划算法相结合的方法，获得了各自优化了的凹模型腔轮廓曲线。通过有限元软件验证了优化结果的有效性和可行性。将这些方法应用于气门及其他类似零件的生产，证明了优化的凹模型腔轮廓曲线对提高模具使用寿命有显著效果。关键词挤压模具型腔优化

2、设计数值模拟!"#$%&’"(#&$)"*"+,)"&-"-#.)%/0"&-$%&1#00#0,-./012342*5(+6*7819:;*(2;(<=(;021>1382&/3"-4",5/16#-7/8/&,-9:0)%,1)=0(?*(@+19*>(19(A7+-6*12@+1;(66(6B.6+(@+(6(27(?C87B1?*99(+(27D(701?670.7.+(;-C*;E6@>*2(;-+5(.2?’()*E(+;-+5(F=0(1CG(;7*5(1970*667-?8B.671?(6*3270(1@7*D.>?*(@+19*>(70.7;

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4、(27;1?(MNOPB.6-6(?71;1D@.+(B*70(.;0170(+.2?2-D(+*;.>6*D->.7*12FQ7+(5(.>670.77B1D(701?6.+(5*.C>(.2?(99(;7*5(FQ7*6?(D1267+.7(?70.770(?*6;-66(?.@@+1.;071*D@+15(70(?*(>*9(*6J-*7((99(;7*5(F;#<=&%>0LA7+-6*12R*(@+19*>(S@7*D*).7*12T-D(+*;.>6*D->.7*12论述采用什么样的曲线来表达模具型腔轮廓形状直一、引言接影响到优化的有效性和可行性。

5、在成形过程中模具的几何形状是非常重要的，二、模具型腔轮廓形状的几种定义方法其变形程度、变形速度、塑变区的应力应变状态等与模具型腔轮廓形状密切相关，对整个成形过程性一般采用分段直线、曲线插值、曲线拟合、多能的影响十分关键［V］。最佳的挤压模具型腔轮廓应项式函数等来表达模具型腔轮廓曲线。有利于获得更接近的工件形状和提高模具使用寿命?@分段直线两个要求［!］。通常，模具型腔轮廓形状往往是根据这是近似表达模具型腔轮廓形状的最简单的方经验来选择成形参数，如挤压比、成形速率、金属法，其数学表达式简单，!段分段直线表达的轮廓流动应力曲线及模具与工件间的摩擦条件等，即所形状需

6、要设定!WV个节点。优化过程中决定轮廓曲谓“经验设计”。它显然是一个直接根据给定参数线形状的设计变量与节点的坐标相关联，显然它表可以解决的优化问题，我们可以通过优化方法来进达的不是一条光滑曲线，曲线的光滑程度完全依赖于所取节点数的多少，也就是设计变量数的多少。行模具轮廓形状的选择。在设计变量与目标函数之这样，要获得较光滑的模具型腔轮廓曲线，必须取间往往没有直接的数学关系，要完成模具型腔轮廓很多的设计变量数。在实际的优化设计中一般较少形状的优化设计，需要利用某种曲线的数学表达式采用。来逼近或进行插值以表达模具轮廓曲线。本文着重A@曲线插值!湖北省科技厅支持项目（

7、UUVI"!"V）采用插值三次样条函数来求出模具型腔轮廓形!!女，%"岁，博士研究生收稿日期：!""VE"VEV$状，是较早期的方法。插值三次样条函数实际上是XV由分段三次曲线拼接而成，在连接点即样点上要求数来描绘模具轮廓形状是又一种可行的方法，其设二阶导数连续。插值三次样条函数由一系列控制点计变量就是多项式函数的系数，优化后多项式所表!"，!#，⋯，!$）来表达，要求曲线过这一系列控达的曲线形状就是所要求的模具型腔形状，曲线的制点。优化过程中设计变量与控制点的坐标相关联，光滑性就保证了模具型腔的光滑性。这样利用少数控制点数目较大。插值方法要求曲线通过控制点，

8、几个设计变量就可以对模具型腔进行适当的