沖壓方向優(yōu)化模型的建立最優(yōu)化設(shè)計是根據(jù)最優(yōu)化原理和方法綜合各方面的因素,以人機結(jié)合的方式或自動探索方式,在計算機上進(jìn)行的自動或半自動設(shè)計。通過最優(yōu)化設(shè)計,可以選出在現(xiàn)有工程條件下的最佳設(shè)計方案。設(shè)計上的最優(yōu)值是指在定條件各種設(shè)計因素影響下所能得到的最佳設(shè)計值。最優(yōu)值是個相對概念,它不同于數(shù)學(xué)上的極值,但在很多情況下可以用最大值或最小值來。
對于任何個覆蓋件模具設(shè)計者來說,總希望獲得最優(yōu)設(shè)計方案,使所設(shè)計的模具具有最好的使用性能和最低的材料消耗與制造成本,以獲得最佳的經(jīng)濟效益和社會效益。因此,就應(yīng)采用最優(yōu)化設(shè)計的方法。
覆蓋件最佳沖壓方向的確定,就是選定覆蓋件在模具中的最佳坐標(biāo)位置,也就是覆蓋件繞坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)角因為覆蓋件沖壓方向的確定是由多個因素決定的,要確定沖壓方向的最優(yōu)值,必須使包括這些因素的綜合指標(biāo)達(dá)到最優(yōu),而這涉及到多目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化問。對多目標(biāo)函數(shù)相對重要性,以及他們在量綱和量級上的差異。目標(biāo)函數(shù)的達(dá)式為其中X設(shè)計變量fjX第個目標(biāo)函數(shù)Wj權(quán)數(shù)fX最終目標(biāo)函數(shù)根據(jù)經(jīng)驗,般取截面最大深度的150140作為初始接觸部位,3線以下部位,該截面垂直于2軸??紤]開始拉深時凸模與板料的接觸狀態(tài)與進(jìn)料阻力,用截面形與接觸線38的相交部分凸模與板料的接觸部分,建立單目標(biāo)優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)如下1.1初始接觸面積使初始接觸面積盡量大,即在可行域內(nèi)maxf1a為該目標(biāo)最優(yōu)值。在截面內(nèi)接觸面積為接觸部分的長度,由于接觸線高度不變,因此可采用相交部分的線段長度。
初始接觸點的分布均勻程度用截面與接觸線的交點,坐標(biāo)的平均值和截面形的幾何中心坐標(biāo)之差來評價初始接觸點的分布均勻程度。在可行域內(nèi),2,0為該目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)值。
初始接觸點的分散用截面與接觸線的交點,坐標(biāo)的最大與最小值之差初始接觸點的分散程度,在可行域內(nèi)為該目標(biāo)的最優(yōu)值。
進(jìn)料阻力均勻程度數(shù)的最優(yōu)值。
在上述達(dá)式中,為相交部分的段數(shù),1分別為第1個相交部分的起點終點和中點為截面形幾何中心的,坐標(biāo);為截面形的起點與終點的坐標(biāo)。
為了在考慮的問中綜合優(yōu)化各個目標(biāo),采用評價函數(shù)法,將多目標(biāo)優(yōu)化轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)優(yōu)化問,評價函數(shù),可為,為公共可行域。權(quán)系數(shù)的這種取法所形成的評價函數(shù)反映了各個單目標(biāo)函數(shù)值離開各自最優(yōu)侑的榪度,這樣就確定了覆蓋件沖汛方向的優(yōu)化方法。汕,所對應(yīng)的轉(zhuǎn)角即為該棧把的,優(yōu)沖今肉,2,0系統(tǒng)中最佳沖壓方向的確定在用優(yōu)化方法確定沖壓方向時,首先沿2軸按定步距截取若干個垂直于該軸的截面,設(shè)截面數(shù)為札再對每個截面進(jìn)行分析確定設(shè)計變量的可行域角的搜索范圍,求所有截面可行域的交集,便可得到2方向上的設(shè)計變量的公共可行域,即繞該軸旋轉(zhuǎn)角的搜索范圍。在公共域內(nèi),對每個截面的沖壓方向進(jìn)行優(yōu)化選擇。最后,將所有截面的轉(zhuǎn)角值進(jìn)行加權(quán)平均,得到拉深件繞2軸的旋轉(zhuǎn)角度。同理,沿,軸取垂直于,軸的截面數(shù)為義用同樣2.1單截面的可行域確定單截面的可行域時,在截面所在平面內(nèi)將設(shè)計變量1定義為截面形繞坐標(biāo)軸原點旋轉(zhuǎn)的角度,即拉深件繞坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)角,規(guī)定順時針方向為正的定義域為2。
在確定沖壓方向的過程中,約束條件是不得存在死區(qū)。設(shè)垂直方向為沖壓方向,要判斷某,角是否滿足約束條件,可做與截面形相交的垂線,求其交點個數(shù)。線段重合時約定交點個數(shù)為零。若滿足約束條件,則交點個數(shù)不會多于1.這種方法很直觀,但要頻繁地進(jìn)行求交,程序運行效率低??梢园?方法進(jìn)行判斷。
將截面形按定的步距離散,得到組離散點汗,從左到右求出連接兩離散點之間的向量方向Vi與X軸的夾角。令于是,便可得到截面1的轉(zhuǎn)角的可行域隊!6及域?qū)?1.根據(jù)域?qū)捵魅缦屡袛?時,無解,即不滿足沖壓成形的工藝要求;01=,時的值為零,即存在唯的沖壓方向;c開始輸入拉延件形狀廠計,撤麗數(shù)抱!
離敗敢面數(shù)據(jù)汁箅截面可行域!
是否滿足工怎耍澩1毛十筅公兵可行域備,滿足工闈求或沖既方向啡涵定袋的搜脅劍01.時,有無數(shù)解,即需要優(yōu)化求解;2.2公共可行域的確定在每個截面的可行域確定之后,便可求得各截面轉(zhuǎn)角的公共可行域,令當(dāng)心0!4,時,任何沖壓方向都不能滿足沖壓工藝要求;當(dāng)0,08=,時,僅存在唯的沖壓方向;當(dāng)汁80時,需優(yōu)化求解;3沖壓方向的優(yōu)化計算拉深件沿Z軸取了ra個截面,沿X軸取了n個截面,分別確定繞各軸的可行域后,利用上述公式,采用搜索法求出各個截面的最佳轉(zhuǎn)角,然后加權(quán)平均確定繞2軸或,軸4單截面沖壓方向確定實例15.975,15.08相對于當(dāng)前位置。經(jīng)過優(yōu)化計算確定其最優(yōu)轉(zhuǎn)角為7.69,48。
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