模具外文翻译.doc

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1、南京理工大学泰州科技学院毕业设计(论文)外文资料翻译学院(系)：机械工程及自动化专业：机械工程及自动化姓名：杨龙学号：(用外外文出处：IlkerDemir,OguzKayabasi,BulentEkici.Probabilisticdesignofsheet-metaldiebyFiniteelementmethod.MaterialsandDesign29(2008)721-721.附件：1.外文资料翻译译文；2.外文原文。指导教师评语：签名：2011年月日注：请将该封面与附件装订成册。13附件1：外文资料翻译译文基

2、于有限元方法的板料成形模具可靠性设计摘要板料成形模具中，最大应力一般出现在连接模具与框架的金属棒上。采用有限元方法和可靠性分析研究金属棒的疲劳性给模具寿命的预测带来了很大的方便。为了降低板料成形模具中的应力，同时提高它的疲劳寿命，论文提出一种有效的设计方案，即将有限元分析、近似模型、数值优化算法和可靠性设计方法MonteCarlo模拟集成在一起从而形成了一种自动设计工具。这种集成的可行性在使用可靠性设计技术时得到了检验，最终借助可靠性设计结果将金属棒的疲劳性预测了出来，分析结果中显示材料的体积节省了43%，应力值也比最

3、初设计时降低46.3%，疲劳系数降低了36%。1.引言板料成形工艺中，计算机辅助工程（CAE）、计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)这三项技术是基础。尤其是在汽车制造业中，由于板成形模具主要在高负载条件下工作，所以成本很高，为此，提高模具工作部分的使用时间对降低大量生产的成本来说就显得非常重要。在板料成形过程中，模具结构中会产生很大的应力，模具要挤压金属数十万次，该过程中一个最重要的问题就是预测模具工作部分的疲劳寿命[1]。基于这个原因，模拟板料成形模具的变形问题和预测它的疲劳寿命已成为近期关注的重要问题

4、，同时有限元方法（FEM）也变得越来越重要，尤其是在模拟变形和疲劳的过程中。有限元方法的研究用的是理想模型，但现实制造业中并不存在这种模型，因为会出现一些不可预测的设计参数。为了避免这些参数带来的不确定性，设计人员常使用安全系数。近些年来，一些设计人员又开始使用可靠性设计技术来替代这些安全系数。可靠性设计技术甚至在一些困难的工程领域如实体或中空模具在挤压时的性能分析[2]，焊接钢管结构的疲劳性分析[3]及隧道支撑设计[4]等方面也得到了广泛有效的应用。板料成形模具中，最大应力一般出现在连接模具与框架的金属棒上。用有限元

5、方法和可靠性分析研究金属棒的疲劳性给模具寿命的预测带来了很大的方便。板料成形设计时，摩擦力和压边力会带来一些不确定性，这时可以通过MonteCarlo模拟来分析系统的可行性[5]，即使已经得到了疲劳性测试的结果，该结果的可靠性也需要通过模拟来证实[6]。13在这项研究中，为了降低板料成形模具中的应力，同时增加它的疲劳寿命，我们提议出一种有效的设计方案，这种方案就是将有限元分析、近似模型、数值优化算法和可靠性设计方法MonteCarlo模拟集成在一起从而形成了一种自动设计工具。应用这种方法，板料成形模具中金属棒上的最大应

6、力问题可以很简单地通过数值优化算法来解决。该过程中对模具工作部分进行了两种类型的加载，分别是螺旋弹簧加载和气垫弹簧加载。这个结果的可行性用可靠性设计技术得到了检查和完善，最终借助可靠性设计结果将金属棒的疲劳性预测了出来。由这种优化处理问题的方法产生了优化设计技术，以下内容里将详细介绍设计的过程。2.最优化算法、有限元模型、可靠性设计和疲劳2.1最优化方法一般地，形状或材料设计优化问题可以用以下的约束最小化公式表达[7]：最小化：y0(x)(1)使之满足：yj(x)≤0(j=1,…,ｎc)(2)在设计空间内：xil≤xi

7、≤xiu(i=1,…,N)(3)这里y0(x)是目标函数，yj(x)(j=1,…,ｎc)是约束函数，x=[x1，x2，…xN]是设计变量中的矢量。xil和xiu分别表示设计变量的物理上界和下界，ｎc和N分别表示约束的个数和设计变量的个数。约束和目标函数对应是重量、穿透深度、能量吸收等等。用公式(1)-(3)解决形状优化问题可以有效地更换目标和约束函数与响应面(RS)的逼近，这种优化逼近在文献上常常被称为近似优化设计。近似优化方法在ANSYSDO模块中得到了实施，它在该研究中的应用如图1所示，ANSYSDO模块为目标或约

8、束函数的求解创建并应用了遥感多项式逼近，具体如下[8]：在这里a,b,c是待定的系数。在优化设计过程中，ANSYSDO首先要创建N+2个设置以便建立一种线性近似，这些设置表示了该设计中所有参数的值。ANSYS13DO不仅能随机地生成设置还能利用优化数据库中已存在的设置。形状优化分析是通过有效的设置实施的，分析的结果再用来创建目标和