基于水平集理论和Kriging模型的镁合金差温成形伪拉延筋设计及优化

作     者：谢延敏 岳跃鹏 冯美强 郭元恒 王东涛 祝云 XIE Yanmin;YUE Yuepeng;FENG Meiqiang;GUO Yuanheng;WANG Dongtao;ZHU Yun

作者机构：西南交通大学机械工程学院成都610031 成飞集成科技股份有限公司成都610091 

基　　金：国家自然科学基金(51005193) 四川省科技计划(2019YFG0313) 国家大学生创新创业训练计划(201910613017)资助项目 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2020年第56卷第12期

页      码：92-98页

摘      要：压边圈结构对改善差温成形中压边圈摩擦、传热及材料的流动阻力起着重要的作用。利用水平集理论和Kriging模型,对镁合金差温成形中的压边圈结构进行优化,提出一种伪拉延筋。以NUMISHEET2011十字杯形件为研究对象,建立相应的热力耦合模型,利用相关的试验数据,对有限元模型进行验证。基于一步法理论反求影响镁合金成形件质量的压边圈关键区域,并对该区域进行了重新离散化及处理。以部分节点坐标为设计变量,以随机水平集值为目标,建立压边圈的Kriging水平集模型。利用初始水平集阈值,对伪拉延筋进行设计。利用拉丁超立方对水平集阈值、凸模温度和凹模温度进行抽样,获得伪拉延筋样本。基于镁合金差温成形热力耦合模型,对相应的样本进行有限元仿真分析,获得镁合金成形件的成形质量,建立水平集阈值与质量之间的Kriging模型。利用粒子群算法,对该Kriging模型进行优化,获得最佳水平集阈值,实现伪拉延筋的优化。利用最优伪拉延筋,进行相应的差温成形分析。研究表明,基于水平集理论和Kriging模型,优化伪拉延筋能有效地提高成形件的减薄率均匀性。该方法为压边圈设计提供一种有益的指导。

主 题 词：差温成形 水平集 Kriging模型 粒子群算法 伪拉延筋 

学科分类：080503[080503] 08[工学] 0805[工学-能源动力学] 0802[工学-机械学] 080201[080201] 

核心收录：

D　O　I：10.3901/JME.2020.12.092

馆 藏 号：203950860...