摘要：以直接设计预成形模具形状为目标，提出并建立了一种控制变形均匀性的灵敏度分析理论和模具形状优化设计方法。以任意单元的等效应变与所有单元的平均等效应变的差值的平方和作为目标函数，Ｂ样条曲线表示模具形状，Ｂ样条曲线控制点坐标作为优化设计变量，优化设计的目标是通过设计预成形模具形状使目标函数最小，即使整个工件的变形尽可能均匀。给出了目标函数的表达形式，详细推导了目标函数、单元等效应变率和单元各应变率分量对优化设计变量的灵敏度，给出了优化设计的步骤。应用该方法对圆柱体平模镦粗工艺进行预成形优化设计，给出了相应的优化设计结果，并提出了一种检验优化结果的变形均匀因子，优化与未优化结果的比较表明优化取得了良好的效果。

摘要：锻件变形分布不均匀将导致锻件各部位的组织和性能产生很大差异。应用基于正向有限元数值模拟和最优化方法进行坯料预成形设计的新方法,可显著提高锻件各部位的变形均匀性。首先介绍了以提高锻件变形分布均匀性为目的的坯料预成形最优化方法的基本原理,并针对典型的IN718合金涡轮盘锻件进行了坯料预成形设计。给出了预成形坯料与普通圆柱坯料的对比结果,并进行了相应的试验验证。结果表明,应用这种方法对IN718合金涡轮盘锻件进行坯料预成形设计,可使盘锻件各部位变形均匀性明显改善。

摘要：以单工序锻件为研究对象,对提高锻件变形均匀性的优化设计进行了研究。给出了优化设计的目标函数,确定了优化设计的设计变量和设计方法,并对一典型的轴对称H型锻件进行了优化设计,取得了明显的效果。

摘要：在已有研究工作的基础上 ,对控制变形均匀性的目标函数进行修改 ,考虑到单元体积的影响 ,把单元体积以权因子的方式加入目标函数 ,可以应用于复杂的变形过程。给出了目标函数的表达形式 ,详细推导了目标函数、单元体积、单元节点坐标对优化设计变量的灵敏度。应用该方法对圆柱体平模镦粗工艺进行预成形优化设计 ,给出了相应的优化设计结果 ,与没有优化的情况进行了比较 。

摘要：锻造开坯变形均匀性是影响锻件质量的重要因素。以2A14铝合金为研究对象,利用Deform-3D有限元软件对锻坯应变场进行模拟,通过引入平均等效应变ε_(ave)、变形均匀系数a,结合晶粒形貌观察和拉伸力学性能测试,对“单向镦粗”和“多向镦粗”两种锻造开坯工艺的变形均匀性进行定量和定性分析。研究结果表明:“多向镦粗”锻造开坯工艺的变形均匀性较“单向镦粗”锻造开坯工艺好,且锻造累积应变量越大,变形均匀性越好,力学性能各向异性越弱。2A14铝合金在多向镦粗锻造开坯过程中,随着累积应变量的增加,晶粒细化机制由晶粒破碎机制逐渐转变为连续动态再结晶机制。

摘要：通过调控成形参数及结构参数能显著提升变壁厚异型板变形均匀性,保证构件在各方向的力学性能。以异型板的两个分流孔的直径、挤压成形用坯料厚度、成形温度与成形速度为设计变量,建立基于洛伦兹曲线与基尼系数的应变、晶粒尺寸及损伤值的目标函数,并结合成形载荷,建立多目标优化模型进行变形均匀性评估。结果表明:基于层次分析法得到了各因素相对合理成形工艺参数的权重及最优成形参数。试验验证表明,板挤压件成形饱满,显微组织均匀,且力学性能各向异性明显消除。显微组织调控后合金的力学性能均匀性提升,零件整体成形的变形均匀性与显微组织多指标调控有关。

摘要：以直接设计预成形模具形状为目标 ,提出并建立了一种控制变形均匀性的灵敏度分析理论和模具形状优化设计方法 .以任意单元的等效应变与所有单元的平均等效应变的差值的平方和作为目标函数 ,B样条曲线表示模具形状 ,B样条曲线控制点坐标作为优化设计变量 ,优化设计的目标就是通过设计预成形模具形状使目标函数最小 ,即使整个工件的变形尽可能均匀 .给出了目标函数的表达形式 ,详细推导了目标函数、单元等效应变率和单元各应变率分量对优化设计变量的灵敏度 .并对圆柱体平面镦粗工艺进行预成形优化设计 ,给出了相应的优化设计结果 .

摘要：H形锻件是一种典型的成形件。本文采用基于灵敏度的正向模拟优化法 ,利用自行编制的程序 ,以控制终锻件变形均匀性为目标 ,对高宽比H/B =1 .0的H形轴对称锻件的预成形工艺进行了优化设计 ,并与商品化软件DEFORM的模拟结果进行比较 ,优化效果明显。

摘要：目的解决大型铝合金自由锻拔长制坯组织均匀性差、部分区域力学性能不达标的问题。方法提出了用于对称拔长方法的斜面型拔长砧,该砧两侧均设计为带有一定角度的斜面结构,使拔长进给过程中交界区域形成变形过渡区,在拔长时实现交界区变形的连续性。通过有限元模拟,将该方法与传统非对称拔长以及进给量和压下量组合成不同工艺方案进行比较研究,获得了不同方案拔长对锻坯变形均匀性的影响规律。结果在传统非对称拔长方法下,减小进给量和压下量后,在一定程度上可以提高变形的均匀性,锻坯的等效应变均方差由0.710降为0.633,纵向应变均方差由0.180降为0.162;采用近“V”型斜面拔长砧对称拔长法后,锻坯的等效应变均方差进一步下降为0.605,纵向应变均方差下降为0.098。结论经生产试制可知,采用斜面拔长砧对称拔长法可以大幅度提高拔长坯料的变形均匀性,且纵向的提升效果更为显著。

摘要：变形均匀性是衡量锻件质量的一个重要指标 ,该文采用基于灵敏度的正向模拟优化法 ,采用自己编制的程度 ,以控制终锻件变形均匀性为目标 ,预成形模具控制点的坐标作为优化设计变量 ,对典型的高宽比H B =1 0的H形锻件的预成形模具形状进行了优化设计。给出了目标函数及其灵敏度的表示方法 ,解决了优化过程中的网格再划分问题 ,并给出了优化设计的实例 ,最后提出了一种以单元体积代替单元数目为衡量指标的变形均匀因子法来衡量优化结果 。