Y型三通管热态内高压成形多目标参数优化.pdf

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1、重型机械·69-Y型三通管热态内高压成形多目标参数优化梁晓辉，余心宏，王鑫，索小琳(西北工业大学材料学院，陕西西安710072)摘要：基于Dynaform软件平台，建立Y型三通管热态内高压成形的三维弹塑性有限元模型。以左右冲头进给量、中间冲头后退量和内压力为因子，设计了正交试验方案，运用数值模拟分析方法，得到了三通管在不同加载路径下的支管高度和最小壁厚两个目标参数。探讨了各因素影响指标的主次顺序，采用综合平衡方法，获得了优化的加载路径。结果表明：通过优化的工艺方案可以得到综合质量较高的的Y型三通管。关键宇：Y型三通管；内高压

2、成形；数值模拟；正交实验；综合平衡法中图分类号：TQO18文献标识：A文章编号：1001—196X(2012)03—0069—05Multi--objectiveparametersoptimizationofY—-shapedtubeheatinghydroformingLIANGXiao—hui，YUXin—hong，WANGXin，SUOXiao—lin(SchoolofMaterialsScienceandEngineering，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an710

3、072，China)Abstract：A3Delastic—plasticfiniteelementmodelforY—shapetubeheatinghydroformingwasestablishedbasedonDynaformsoftwareenvironment．Takingtheleft／rightpuncherpinfeed，setbackquantityofthemid—diepuncherpinandinnerpressureasvariances，aschemefortheorthogonalexperi

4、mentwasdesigned．Withnumericalsimulationanalysismethod，theprotrusionheightandtheminimumwallthicknessofthethree—waypipeindifferentloadingpathwereobtained．Thesequenceofeffectsofvariousfactorsontheindexesisdis-cussed．Theoptimizedloadingpathwereobtainedbyintegratedbalan

5、cemethodandwasconfirmedbyeFEM．TheresultsshowthattheformingqualityofY—shapedtubecanbeimprovedwiththismethod．Keywords：Y—shapedtube；hydroforming；numericalsimulation；orthogonalexperiment；integratedba】ancemethod运行中能耗的目标，是一种具有广泛应用前景且U日U看较为先进的制造方法。管材内高压成形技术最早可以追溯到1940Y型的三

6、通管是典型的非对称结构复杂零年的T型三通管成形⋯，与冲压相比，内高压件，成形难度最大。内高压生产的Y型三通管成形不仅可以生产更高强度、高刚度的零件，还主要应用在汽车发动机的排气支管部分，对其质可以降低产品结构重量，节省材料，减少生产成量要求有多个指标，如较高的支管高度和良好的本J。在当今全球大力倡导低碳经济的形势下，壁厚减薄率，故需要考虑较多工艺参数的影响，内高压成形符合人们追求的减轻结构重量和降低尤其是左右冲头的进给量、内压力及中间冲头后退量的匹配关系。国内外学者针对如何获得较优收稿日期：2012—02—24；修订日期：2

7、012—03—31的三通管内高压成形加载路径开展了相关的研究基金项目：国家自然科学基金资助项目(51075333)工作。Giuseppe整合了数值模拟和响应面设作者简介：梁晓辉(1988一)，男，国防工业难变形材料锻造技计，pareto最优解搜索技术以最小壁厚、圆角充术研究应用中心硕士，主要从事管材液压成形研究。·70·重型机械2012NO．3填情况和圆角半径为指标，优化了Y型三通管束；成形后期，内压继续增加，左右冲头继续内高压成形的内压和反向冲头两工艺参数。伊朗进给补料，中间冲头开始后退，后退中要保持的Kadkhodaya

8、nM把与T型三通管成形性能有着与支管顶部的接触，并对支管顶部施加一定关的数学模型嵌入到模拟退火算法中，得到最优的反推力，以防止支管顶部的过度减薄。成形的加载路径，最后用遗传算法评估，利用优化的出Y型三通管后，需要将支管顶部的曲面部分加载路径可以在较小的内压里成形出壁厚分布均剪切掉，切掉后的