【铝合金轮毂锻造工艺参数优化分析案例1200字】

--9-铝合金轮毂锻造工艺参数优化分析案例基于响应面法的轮毂锻造参数分析选定合适的工艺参数对于降低模锻成形载荷、降低缺陷发生概率、提高产品力学性能方面有这一定的影响，本节将通过响应面法来对锻造22.5英寸铝合金卡车轮毂的工艺参数进行仿真优化。响应面法[19]是指通过构造一个能够模拟变量与响应之间关系的数学模型，进行建模分析，找出各个变量与响应之间的关系并确定其中的较优组合。响应面法常用的实验设计方法有BBD法和CCD法，在选取因素数量一致时，BBD法的实验组数少于CCD法。因此本实验采用BBD法，使用DesignExpert10[20]软件对锻压工艺参数及模锻成形载荷之间的关系进行分析。各工艺参数对模锻成形载荷的影响分析本实验选用的变量因素为坯料初始温度、模具预设温度、坯料与模具间的摩擦系数及下压速度四个，各变量的取值范围如下表所示。表STYLEREF1\s3.SEQtab\s11各因素水平分布表因素水平1水平2坯料初始温度/℃400500模具预设温度/℃250350摩擦系数0.21下压速度/（mm/s）120响应目标因素选定为模锻成形载荷，将待拟合数学模型中的各项选取为如图3.1所示的14项进行分析，使用Deform软件进行模拟后，结果如图3.2所示。 图STYLEREF1\s3.SEQpic\s11数学模型中选择的项 图STYLEREF1\s3.SEQpic\s12Deform模拟结果输入残差概率图如图3.3所示，图中的点分布在直线附近，可以说明该模型可以较为充分地反应因素与响应目标之间的关系。图STYLEREF1\s3.SEQpic\s13残差概率分布图计算可得，各影响因素与模锻成形力的相关系数如表3.3所示。坯料初始温度对于模锻成形力的相关系数为-0.14、模具预设温度的相关系数为-0.17、摩擦系数的影响因素为0.93、下压速度的影响因素为-0.13，可知其中三项因素与模锻成形力的相关性为负相关，摩擦系数为正相关且对模锻成形力的影响最大。表STYLEREF1\s3.SEQtab\s13相关系数表影响因素坯料初始温度模具预设温度摩擦系数下压速度相关系数-0.14-0.170.93-0.13如图3.4所示，当摩擦系数和下压速度取中间值时，成型载荷随着模具预设温度和坯料初始温度的升高而小幅提高；如图3.5所示，下压速度和模具预设温度取中间值时，成形载荷随着摩擦系数的减少而迅速降低，当坯料初始温度升高时，成形载荷略有提高；如3.6图所示，当摩擦系数和模具预设温度取中间值时，随着下压速度的增加，成形载荷略有降低；如3.7图所示，当模具预设温度和坯料初始温度取中间值时，随着摩擦系数的提升，成形载荷大幅上升；下压速度对成形载荷的影响不大。 图STYLEREF1\s3.SEQpic\s14AB两因素与成形载荷关系图 图STYLEREF1\s3.SEQpic\s15AC两因素与成形载荷关系图 图STYLEREF1\s3.SEQpic\s16AD两因素与成形载荷关系图 图STYLEREF1\s3.SEQpic\s17CD两因素与成形载荷关系图预测模锻成形载荷最小的参数组合及效果验证图3.8为利用DesignExpert软件的优化模块预测的使得成型载荷最小的解，可以看到，当坯料初始温度为485.9℃，模具预设温度为348.3℃，摩擦系数为0.2，下压速度为5.1mm/s时，成形载荷最小，预测模锻成形载荷为6910.01吨。图STYLEREF1\s3.SEQpic\s18Designexpert预测图在Deform软件中利用上述参数进行锻压模拟，得到的时间——载荷图如图3.9所示。图STYLEREF1\s3.SEQpic\s19时间——载