机械工程学报

作者：谢延敏, 岳跃鹏, 冯美强, 郭元恒, 王东涛, 祝云

单位：1. 西南交通大学机械工程学院 成都 610031;2. 成飞集成科技股份有限公司 成都 610091

关键词：差温成形,水平集,Kriging模型,粒子群算法,伪拉延筋；

基金：国家自然科学基金（51005193）、四川省科技计划（2019YFG0313）和国家大学生创新创业训练计划（201910613017）资助项目。

压边圈结构对改善差温成形中压边圈摩擦、传热及材料的流动阻力起着重要的作用。利用水平集理论和Kriging模型，对镁合金差温成形中的压边圈结构进行优化，提出一种伪拉延筋。以NUMISHEET2011十字杯形件为研究对象，建立相应的热力耦合模型，利用相关的试验数据，对有限元模型进行验证。基于一步法理论反求影响镁合金成形件质量的压边圈关键区域，并对该区域进行了重新离散化及处理。以部分节点坐标为设计变量，以随机水平集值为目标，建立压边圈的Kriging水平集模型。利用初始水平集阈值，对伪拉延筋进行设计。利用拉丁超立方对水平集阈值、凸模温度和凹模温度进行抽样，获得伪拉延筋样本。基于镁合金差温成形热力耦合模型，对相应的样本进行有限元仿真分析，获得镁合金成形件的成形质量，建立水平集阈值与质量之间的Kriging模型。利用粒子群算法，对该Kriging模型进行优化，获得最佳水平集阈值，实现伪拉延筋的优化。利用最优伪拉延筋，进行相应的差温成形分析。研究表明，基于水平集理论和Kriging模型，优化伪拉延筋能有效地提高成形件的减薄率均匀性。该方法为压边圈设计提供一种有益的指导。

来源：2020年第12期

《机械工程学报》期刊编辑部

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