合肥工业大学学报：冲压工艺低碳成形优化方法研究
2023-12-16【作 者】刘志峰;秦利民;黄海鸿;高梦迪
【引 言】
随着我国经济的快速发展，资源能源需求日益增加，2015年我国能源消耗总量为4.3X109t标煤，其中制造业能耗占全国一次能源消耗的63%，是CO2排放的重要来源[1-2]。如何减少制造过程的能量消耗、提高制造过程的能量利用效率是制造业面临的重大问题[3]。冲压成形由于其无切削、材料利用率高、生产效率高等特点被广泛应用于航空、航天、汽车、船舶等诸多领域，在汽车行业中，冲压件所占比例可达75%[4-5]。但在板料成形过程中，成形力需求大，易产生缺陷，因此，金属成形过程中降低能量消耗、提高成形质量等引起了国内外学者广泛的关注。
本文综合考虑成形质量和成形能耗指标，提出了冲压工艺低碳成形优化方法，并将其应用于正交试验中，建立工艺参数与目标函数的映射函数，通过多目标优化算法求解，最终实现在满足成形性能要求下的板料低碳成形工艺参数优化，所获得的优化结果可以为成形工艺参数的选取提供一定的参考。
【结 论】
(1)本文综合考虑起皱、破裂和成形能耗等低碳评价指标，提出了一种冲压成形工艺低碳优化方法，实现了在满足成形质量的前提下，降低板料冲压成形工艺能耗。
(2)以板料拉深成形工艺为研究对象，建立多目标优化模型。通过正交试验，建立工艺参数与评价目标的非线性映射函数，经验证表明，所建立的响应面模型精度较高。基于NSUA- Ⅱ的多目标优化算法，获得多目标Pareto前沿，并通过分析最优解，给出推荐方案。通过反馈验证，该方案在保证成形质量的前提下，显著降低成形能耗，满足低碳制造的设计要求。
以下是正文：
