基于卡尔曼滤波算法薄壁件模具成形过程探究

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1、基于卡尔曼滤波算法薄壁件模具成形过程探究摘要：本文利用卡尔曼滤波算法对现有的薄壁件模具成形过程提出了改进，特别是针对工艺参数的设定问题。进一步，利用此滤波算法在ANSYS软件的温度场进行了全真模拟，从模拟结果上看，此算法能够完成对薄壁件模具的快速成形过程。关键词：卡尔曼滤波算法压铸有限元中图分类号：TM711文献标识码：A文章编号:1007-9416(2013)06-0137-011卡尔曼滤波算法2有限元法有限元法吸取了有限差分法中离散化处理的优势与特性同时，汇集给定问题的单值性条件，将不稳定导热过程所涉及的区域在

2、空间和时间上进行离散处理。又继承了变分计算中选择插值函数并对区域积分的合理方法，是目前工程技术领域中应用最为广泛，效果良好的数值模拟方法，因此也是本研究课题采用的数学工具。它的基本原理是：写出单元的温度表达式，构造每个单元内的插值函数，将物体（即连续的求解域）离散成有限个且按一定方式相互联结在一起的单元的组合，来模拟或逼近原来的物体，从而将一个连续的无限自由度问题简化为离散的有限自由度问题求解的一种数值分析法。物体被离散后，通过对其中各个单元进行单元分析，最终得到对整个物体的分析；网格划分中每一个小的块体称为单元，

3、确定单元形状、单元之间相互联结的点称为节点；单元上节点处的结构内力为节点力，外力为节点荷载。3工艺参数对压铸成形过程的影响3.1压力大小压力大小是影响压铸充型的重要工艺参数，它直接影响到铸件的力学性能、铸造缺陷、组织、偏析、熔点及相平衡等。压力过低则不能保证铸件内部质量；过高则会降低模具寿命。在当前的压铸条件下，压射比压的选择应根据压铸件的形状、尺寸、复杂程度、壁厚、合金的特性、温度、浇口及排溢系统等确定，一般在保证压铸件成形和使用要求的前提下，选用较低的比压。3.2合金液浇注温度浇注温度是指金属液从压室进入型腔的

4、平均温度，由于对压室内的金属液温度测量不方便，通常用保温炉内的金属液温度表示”由于实验设备为冷压室压铸机，金属液从保温炉取出浇入压室时，一般要降低15。-20°所以金属液的熔化温度要高于浇注温度。但温度不宜过髙，因为金属液中气体溶解度和氧化程度都随温度升高而迅速增加。适当提高浇注温度，能改善金属液流动性和压铸件表面质量。但浇注温度过高，凝固收缩增大，使压铸件晶粒粗大,容易产生裂纹，还能造成脆性。并且还会造成粘模严重，模具寿命降低等后果；浇注温度过低，易产生冷隔！表面流纹和浇不足等缺陷。3.3充填速度充填速度的高低直

5、接影响压铸件的内部和外观质量，充填速度过小会使铸件的轮廓不清，甚至不能成形”充填速度选择过大，会引起铸件粘型并使铸件内部气孔率增加，使力学性能下降。4基于卡尔曼滤波算法的模具成形应用参考文献[1]杨迎东•铸件凝固过程仿真研究[D].西安理工大学硕士学位论文，2007.[2]陈位铭，金胜灿•铝合金压铸工艺的数值模拟及应用闭•材料工艺设备，2005(6)：32—35.[3]张洪信•有限元基础理论与ANSYS应用[M].北京：机械工业出版社，2006.