КЕЙС 1: Оптимизация штамповки картера
Первоначальный результат моделирования показал серьезную складчатость и трещины в картере.
Предыстория Проекта
- Картер имеет сложную форму, неравномерную глубину вытяжки и большую седловину на деталях, так что очень легко вызвать складчатость и трещины во время процесса штамповки. Необходимо оптимизировать начальный размер пустого листа, удерживающую силу, форму и размер волочильной головки, чтобы сбалансировать поток материала и избежать дефектов.
- Традиционный метод заключается в комбинировании различных условий моделирования CAE и выборе наилучшего из них. Но этот метод занимает много времени и имеет низкую эффективность,поэтому найти оптимальное решение довольно сложно. Следовательно, для решения этой задачи требуется полностью интегрированная автоматическая оптимизация.
Стратегия Оптимизации
В соответствии с первоначальным моделированием, чтобы найти наилучшее рабочее окно, были выбраны следующие геометрические параметры и переменные процесса:
- Размер пустого листа (смещение BS на рисунке ниже)
- Расположение и длина вытяжной головки (DB1 и DB2)
- Волочильная головка удерживает силу во время рисования, которая может быть использована для определения формы и размера.
Принципиальная схема входных параметров
Критерии Оптимизации
Цель определяется следующим образом:
- Выберите область в области седла и проверьте максимальную толщину (чтобы обнаружить складчатость).
- Поместите датчик на чистый лист, чтобы проверить поток металла.
- Область в верхней части детали используется для расчета совокупного значения FLD, которое затем определяет, происходит ли разрыв или нет.
Этапы Оптимизации
Из-за того, что взаимосвязь между входными переменными и выходными результатами была не до конца понятна, а подходящее рабочее окно не было четким, мы провели оптимизационный анализ по следующим двум этапам.
Фаза I: используйте DOE для поиска возможного окна процесса
Фаза II: используйте PSO для поиска наилучшего окна процесса
Результаты анализа PSO выводятся на график параллельных координат
Результаты моделирования в оптимизированном рабочем окне
(PSO run result of no. 46)
Регулируя выходную ось, легко обнаружить, что если размер смещения пустого листа находится между 21~63 мм, длина вытяжной головки-между 50~89 мм, а коэффициент силы сопротивления вытяжной головки-между 0,29~0,4, то результат штамповки был удовлетворительным.
Резюме Проекта
- Автоматическая оптимизация, управляемая САПР.
- Оптимизируйте до любого размера и любых параметров (геометрия, материал, состояние процесса и т.д.).
- Полностью автоматическая технология зацепления и настройки FEM, все результаты моделирования могут быть использованы для критериев оптимизации.
- Никаких ограничений по входным и выходным параметрам.
- Метод DOE, GA и PSO.
- Профессиональный инструмент для анализа результата оптимизации, например, фронтальная точка Парето, график параллельного координатора и т. д.
- Параллельное моделирование и параллельная оптимизация.
КЕЙС 2: CAD-УПРАВЛЯЕМАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ
Начальный дизайн: результат моделирования и опробования
Предыстория Проекта
- Формуемость штамповочной детали часто ограничивается ее геометрическими особенностями, однако, если формовочный элемент находится далеко от области входа, то уровень сложности формования обычно очень высок.
- Чтобы сбалансировать морщины и разрыв процесса штамповки, существует одно очень умное решение. И решение состоит в том, чтобы хранить материал как можно больше на стадии удержания, модифицируя поверхность штампа.
- В этом примере ключевой технологией является оптимизация на основе CAD.
- Существует одна проблема, связанная с ограничениями нелинейности и отсутствием искусственного интеллекта; ограниченное традиционное число ручных модификаций очень трудно решить.
Этапы Оптимизации
1. Улучшаем форму и размер заготовки
2. DOE, чтобы понять физическую проблему
- Используйте функцию ParaCAD для восстановления связующего и дополнительной поверхности. И сделайте параметрическую конструкцию для ключевых размеров H1 и H2.
Модель ParaCAD для штампа
- Оптимизированы технологические параметры-коэффициент трения, тяговое усилие.
3. Самое лучшее окно процесса
Основными факторами являются H2 и коэффициент трения, а второстепенными-сила сопротивления вытяжной головки и H1.
Из результатов анализа следует, что в следующих рабочих окнах штамповка безопасна и качество удовлетворительно.
- Коэффициент трения: от 0,04 до 0,05
- H2: -55,0 — 30,0
- H1: от -42 до -10
- Тяговое усилие: от 0,01 до 0,05
На рисунке показана доля влияния каждой переменной
Конечный результат массового производства и моделирования
(Контур показывает распределение толщины)