异形瓶液压胀形数值模拟及工艺参数优化

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1、摘要液压胀形技术是目前加工空心零件的主要工艺之一，由于其在节材减重方面的突出优点，得到了越来越广泛的应用。采用液压胀形技术成形空心零件，其工艺受到多种因素的影响，加载路径也因零件形状而异，目前还没有现成的规律可循。因此对液压胀形技术及其加载路径优化展开研究，具有理论和实际意义。本文研究了液压胀形的成形机理，应力应变情况和零件的失效形式。应用这些理论，推导了胀形成形主要工艺参数的计算公式，估算了胀形过程主要工艺参数的取值。本文建立了异形瓶液压胀形过程的有限元仿真模型。运用MARC软件对异形瓶液压胀形过程进行了数值模拟，分析了异形瓶胀形的成形过程。分析结

2、果表明，异形瓶双鼓形应分两步成形，在胀形中有益的皱形可以促进补料，使胀形更容易进行。通过模拟结果的对比研究，总结了加载曲线和摩擦系数对液压胀形过程的影响规律。运用Python语言设计了用于液压胀形工艺参数优化的遗传算法程序，并实现了与软件MARC的结合，以制品的壁厚差为目标函数，以最大内压力、第一阶段轴向位移量和第二阶段轴向位移量为设计变量，得到了异形瓶液压胀形的最佳加载曲线。在这条曲线上，可以得出任意时刻内压力和底部轴向位移的对应关系。这部分工作对于大部分瓶状件、管件等空心零件的液压胀形工艺参数选择提供了参考依据。关键词异形瓶；液压胀形；数值模拟；

3、优化；遗传算法；加载路径燕山大学T学硕士学位论文AbstractPressurehydroformingisadevelopingtechnologywithadvancedfeaturesoflightnessandunifiedpart．Ithasbeenusedinalotofaspectsinourlife．Sostudyontheformingofhighpressureandtheoptimizationoftheloadpathhasalotofpracticalsenses．Thepaperanalysestheprincipleof

4、theprocessing，stressandstrainandtheinvalidationinhydroforming．Usedtheprincipletheformulaforestimatingthenumericalvalueofthekeyparametersisbuilt．AndthemutationalmodelisbuilttoresearchtheformingprocessbytheFEMandMARCsoftware．Intheresearch．itiSdivide2stepsfortheeccentricbottlemach

5、iningandtheusefulwrinkleisgoodattheprocess．Theeffectsofthefrictioncoefficientandtheloadpathonthedeformationcourseareanalyzedindetailbyalargenumberofnumericalsimulations．ThebasicgeneticalgorithmprocedureprogrammedinPythonlanguageisadoptedtooptimizetheprocessingparametersofhydrof

6、orming，andtheprocedureiscombinedwithMARCsoftware．Theobjectivewastoproduceapartwithminimumthicknessvariation．Thisstudyinvestigatesthebestpossibleregulationforloadingconditionsbetweenthehighestpressure，thefirststepaxialfeedingandthesecondstepaxialfeedingbyhydroforming．Thepresento

7、utcomeprovidesatheorybasisforparametersselectionduringthepracticalcourseofhydroforming，whichisprovidedwithimportanttheorysignificanceandpracticalvalues．KeywordsThecucurbitbottle；Pressurehydroforming；NumericalSimulation；Optimization；GeneticAlgorithm；TheloadpathⅡ燕山大学硕士学位论文原创性声明本人

8、郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《异形瓶液压胀形数值模拟及工艺参数优化》，是本人在导师指导下，在燕山大学攻