摘要：开展了基于拓扑优化的预成形设计方法研究,以坯料完全充满型腔和锻件整体变形均匀为优化目标,提出了一种基于充填性、变形均匀性以及形状控制的多目标增删准则。详细给出了基于拓扑优化的预成形设计实现步骤和算法,包括单元场量追踪和传递、单元增删过程、单元增删数目的确定以及边界节点的拟合。基于拓扑优化算法,结合Deform-2D有限元模拟软件,开发了预成形优化设计程序。利用预成形拓扑优化程序对H形锻件预成形形状进行了优化设计。采用优化后的预成形方法进行终锻成形。结果表明,材料能完全充满型腔,飞边较小,没有折叠缺陷,应变均匀性得到了改善,最大成形载荷大大降低。优化后的预成形形状与终锻件的外形相似,形状复杂度适中,验证了算法的可靠性。

摘要：为了提高材料的利用率,对Q4041高压共轨锻件预制坯的形状进行了优化设计。根据实际生产中终锻件中间部位飞边量较大的情况,设计了哑铃型预制坯形状,提出了采用辊锻制坯代替现有制坯的工艺方法。设计了4种不同形状的预制坯形状,采用有限元软件对设计的预制坯进行了锻造过程模拟。采用机加工方式制备了预制坯,进行了实际的锻造实验,并与模拟结果进行对比,确定了4种辊锻预制坯方案中能够完全充满型腔且飞边量最小的预制坯形状。实验结果表明,有限元模拟结果与实际的锻造过程相一致,采用优化的预制坯进行锻造生产可以减少35%的飞边,因此,采用辊锻制坯工艺是可行的。