復(fù)雜形狀拉伸沖壓工藝優(yōu)化

汽車油箱形狀復(fù)雜，深度不勻，壓邊面積小，零件存在巨大深度落差的鞍部，非常容易起皺和斷裂。需要通過優(yōu)化調(diào)整壓邊力，壓延筋的分布和初始板材的大小來平衡材料流動，避免缺陷。

通常的技術(shù)手段是手工調(diào)試方案組合，結(jié)合沖壓加工仿真程序，對方案進行評估。但是此手段耗時長，效率低下，而且很難找到最佳解和工作區(qū)間。因此，需要采用集成一體全自動化的優(yōu)化方法，輔助工程師的方案選型,提高設(shè)計效率，節(jié)省時間成本。

優(yōu)化準(zhǔn)則

根據(jù)初始模擬的結(jié)果，將優(yōu)化目標(biāo)定義成以下三個目標(biāo)變量：

■在鞍部選擇一個區(qū)域，根據(jù)最大厚度判斷是否存在皺紋

■在板材上定義傳感器，獲取最終的板材流入尺寸

■在零件頂端定義一個區(qū)域，獲取FLD的累積值，判斷是否發(fā)生斷裂

優(yōu)化策略

■根據(jù)初始模擬的結(jié)果，確認對如下幾何和變量進行優(yōu)化，尋找其最佳工作窗口。

●沖壓板材的尺寸 （下圖中BS的偏移量）    

●Drawbead的位置和長度（DB1和DB2的值）

●Drawbead壓延力的大小，從而確定其形狀和尺寸

DOE -- GA/ PSO – 優(yōu)化算法

優(yōu)化步驟

由于工藝范圍很寬，對各輸入變量與輸出結(jié)果間的關(guān)系尚不清晰且對最佳工作窗口無法預(yù)估，也無法預(yù)知輸入條件中是否存在滿足最終產(chǎn)品要求的工藝窗口，因此采取兩步進行優(yōu)化。

第一步， 用DOE尋找可行的工藝窗口

DOE具有接受多變量，效率高，計算量較少的優(yōu)點。適合于在初期以較少的計算量迅速了解模型空間的各物理量以及其中的相互影響關(guān)系。

第二步， 采用PSO優(yōu)化工藝窗口

在以上DOE結(jié)果的基礎(chǔ)上，根據(jù)確定的主次影響因素，縮小輸入變量的取值范圍，采用PSO粒子群算法或GA遺傳算法進一步優(yōu)化，確定最佳的工藝窗口。

項目總結(jié)

■可現(xiàn)實CAD驅(qū)動的自動優(yōu)化

■可優(yōu)化任何尺寸和參數(shù)，包括幾何尺寸、材料參數(shù)、過程工藝條件等。

■完全自動化的有限元網(wǎng)格劃分和邊界條件定義，無需人工干預(yù)，任何模擬參數(shù)均可作為優(yōu)化準(zhǔn)則。

■無限的輸入變量和輸出結(jié)果

■多種優(yōu)化算法：DOE，GA 和 PSO

■附帶專業(yè)的優(yōu)化結(jié)果過濾與分析工具，例如帕累托圖，平行坐標(biāo)圖等

■支持并行計算和并發(fā)優(yōu)化。