合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：沖壓工藝低碳成形優(yōu)化方法研究
2023-12-16【作 者】劉志峰;秦利民;黃海鴻;高夢(mèng)迪
【引 言】
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，資源能源需求日益增加，2015年我國(guó)能源消耗總量為4.3X109t標(biāo)煤，其中制造業(yè)能耗占全國(guó)一次能源消耗的63%，是CO2排放的重要來(lái)源[1-2]。如何減少制造過(guò)程的能量消耗、提高制造過(guò)程的能量利用效率是制造業(yè)面臨的重大問(wèn)題[3]。沖壓成形由于其無(wú)切削、材料利用率高、生產(chǎn)效率高等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于航空、航天、汽車(chē)、船舶等諸多領(lǐng)域，在汽車(chē)行業(yè)中，沖壓件所占比例可達(dá)75%[4-5]。但在板料成形過(guò)程中，成形力需求大，易產(chǎn)生缺陷，因此，金屬成形過(guò)程中降低能量消耗、提高成形質(zhì)量等引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)者廣泛的關(guān)注。
本文綜合考慮成形質(zhì)量和成形能耗指標(biāo)，提出了沖壓工藝低碳成形優(yōu)化方法，并將其應(yīng)用于正交試驗(yàn)中，建立工藝參數(shù)與目標(biāo)函數(shù)的映射函數(shù)，通過(guò)多目標(biāo)優(yōu)化算法求解，最終實(shí)現(xiàn)在滿足成形性能要求下的板料低碳成形工藝參數(shù)優(yōu)化，所獲得的優(yōu)化結(jié)果可以為成形工藝參數(shù)的選取提供一定的參考。
【結(jié) 論】
(1)本文綜合考慮起皺、破裂和成形能耗等低碳評(píng)價(jià)指標(biāo)，提出了一種沖壓成形工藝低碳優(yōu)化方法，實(shí)現(xiàn)了在滿足成形質(zhì)量的前提下，降低板料沖壓成形工藝能耗。
(2)以板料拉深成形工藝為研究對(duì)象，建立多目標(biāo)優(yōu)化模型。通過(guò)正交試驗(yàn)，建立工藝參數(shù)與評(píng)價(jià)目標(biāo)的非線性映射函數(shù)，經(jīng)驗(yàn)證表明，所建立的響應(yīng)面模型精度較高?；贜SUA- Ⅱ的多目標(biāo)優(yōu)化算法，獲得多目標(biāo)Pareto前沿，并通過(guò)分析最優(yōu)解，給出推薦方案。通過(guò)反饋驗(yàn)證，該方案在保證成形質(zhì)量的前提下，顯著降低成形能耗，滿足低碳制造的設(shè)計(jì)要求。
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