佛山兴迪源机械资讯详情

航空制造技术:基于均匀设计与BP神经网络的管材无模轴压胀形工艺设计

2022-09-21

【作 者】田仲可

【引 言】

由于塑性成形物理机理的复杂性 ,使得试验(包括 实物试验和计算机数值模拟)成 为进行塑性成形工艺 设计的必要手段。 正交设计是 目前最 流行 、效果很好 的一种试验优 化设计技术 ,具有“整齐可 比,均匀分散”的特点。为 了 实现“整齐可比”,必须保证 任意两个 因素的全部水平 组合能够形成一个全 面试验方案。因此 ,正交设计的 每个因素的同一水平不可避免地要有一定的重复,导 致正交试验的次数至少要等于因素的水平数的平方。 当因素的水平数较多时 ,正交试验的次数是相 当可观的 。正交设计 的“整齐 可 比”也使得试 验 因素组合 的 “均匀分散”受到一定程度的制约。和正交设计相 比, 均匀设计【1-2]只考虑 “均匀分 散”这一指标 ,最大 限度 地提高了试验方案的总体代表性。按照均匀设计,每 个 因素的每一水平仅做一次试验。因此 ,均匀试 验的 次数总是等于因素的水平数。 塑性成形工艺设计涉及 的因素一般较多 ,而且 每 个 因素的具体水平也 比较多。基于偏差 (discrepancy) 的分析表明:当试验次数相同时 ,均匀设计 的均匀性要 明显优于正交设计 的均匀性 ;当两者 的均匀性基 本相 当时 ,均匀试验的次数 比正交试验的次数 明显减少 J。 从降低试验成本 和提高效率的角度考虑 ,均匀设计要 比正交设计更适合多 因素多水平的复杂试验方案的优 化问题。

神经网络本身所 固有 的某些属性决定 了训练样本 的质量 ,相对于其数量而言 ,对神经网络的拓扑结构 以 及响应性能的影响更 为重要 。均匀设计的特 点恰恰体 现在试验样本 的广泛代表性上。不难理解 ,均匀设计对保证和提高神经网络训练样本 的质量将起到积极的 作用。基于上述讨论 ,本课题以管材无模轴压胀形的有限元数值模 拟为研究平台 ,采用 均匀设 计与 BP神经 网络相结合的方式 ,针对胀形后工件子午向轮廓保凸情况 ,尝试确定实现指定的最大胀形处 (周向应变 ,厚向应变 )所需的内压工艺参数 (p,t)。 管坯的几何参数与材料性能参数见表 1。在 内压 p按图 1所示的折线模式变化的同时 ,轴向力完成 25mm的压缩量 。

【结束语 】

针对管材无模轴压胀形工艺展开的基于工件成形构形约束的成形工艺设计表明,采用均匀设计与BP神经网络相结合的方式 ,有助于提高塑性成形工艺设计的主动性和针对性 ,减少传统试错 (trial—and—er—ror)方式的被动性和盲目性 ,从而增强对工件最终塑性成形品质的预测能力和控制能力 。

以下是正文:

标签:
18923114077(微信同号)