[發明專利]基于高精度響應面模型的汽車覆蓋件穩健設計加工方法

在審

• 申請號: 202010625872.2
• 申請日: 2020-07-01
• 公開（公告）號: CN111737825A
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 馮毅雄;高曉勰;洪兆溪;高一聰;李曄
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/20;G06N3/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

本發明公開了一種基于高精度響應面模型的汽車覆蓋件穩健設計加工方法。針對板料成形的關鍵性影響參數選擇最優拉丁超立方抽樣試驗采樣和maximin采樣相結合的方法進行采樣獲得采樣點，將所有采樣點隨機分成兩組；利用第一組建立殘差徑向基插值高精度響應面模型：利用第二組對殘差徑向基插值高精度響應面模型進行精度校驗：采用精度校驗后的殘差徑向基插值高精度響應面模型獲得最優的關鍵性影響參數，經過穩健設計后，利用最優的關鍵性影響參數施加到汽車覆蓋件的加工機器進行優化的加工控制。本發明降低了求解的時間復雜度，同時提高了求解精度，最終通過穩健性優化應用于某汽車覆蓋件上，實現了汽車覆蓋件穩健設計加工控制。

技術領域

本發明涉及了一種汽車覆蓋件穩健設計過程處理方法，尤其是涉及了一種基于高精度響應面模型的汽車覆蓋件穩健設計加工方法。

背景技術

穩健優化設計在優化產品的質量性能的同時又能提升產品的魯棒性，極大的提升了產品在市場上的競爭力。在實際的汽車覆蓋件沖壓成形過程中，相關工藝參數繁多復雜，需要工作人員多次試驗才能獲得較好的工藝參數組合，效率極低。同時實際的生產受到多方面的參數影響，并且影響參數存在波動，市場對汽車覆蓋件產品性能的穩定性提出更高的要求。在對汽車覆蓋件沖壓成形的過程進行穩健優化設計時，將代理模型和智能算法相結合，能夠降低計算的時間復雜度和設計時間，提高產品的研發效率。同時考慮多方面參數的干擾和波動，使優化后的產品性能更加穩定，更加靠近理想值。因此在汽車行業迅速發展的今天，亟需對汽車覆蓋件的成形進行穩健設計加工的方法。

發明內容

為了解決汽車覆蓋件沖壓成形過程中相關工藝參數繁多復雜且受多方面波動影響參數影響的穩健性優化加工設計問題，本發明提供了一種基于高精度響應面模型的汽車覆蓋件穩健設計加工方法。

本發明是通過以下技術方案實現的：

1)板料成形的質量參數(如破裂、起皺等)與關鍵性影響參數之間是非線性的復雜關系，針對板料成形的關鍵性影響參數選擇最優拉丁超立方抽樣試驗采樣和maximin采樣相結合的方法進行采樣獲得采樣點，使采樣點的空間分布更均勻，每個采樣點是由各個關鍵性影響參數的采樣值和一個板料成形的質量參數構成；

所述的關鍵性影響參數包括關鍵性工藝參數和關鍵性噪聲參數。

2)將所有采樣點按照3：1隨機依次分成第一組采樣點和第二組采樣點的兩部分，第一組采樣點占3/4，第二組采樣點占1/4，第一組采樣點主要用來構造初始響應面模型，第二組采樣點主要用來檢驗樣本精度和殘差構造；

3)利用第一組采樣點建立殘差徑向基插值高精度響應面模型：

將第一組采樣點的所有采樣點進行有限元分析得到響應值，使用最小二乘法對第一組采樣點的響應值進行回歸擬合得到初始響應面模型f₁，計算各個采樣點與初始響應面模型f₁間的殘差值，選擇徑向函數φ(r)和對應的常數參數值c_j，并以此對上一步計算的殘差值進行擬合；將殘差徑向插值函數與初始響應面模型f₁疊加，獲得殘差徑向基插值高精度響應面模型；

4)然后利用第二組采樣點對殘差徑向基插值高精度響應面模型進行精度校驗：

5)采用精度校驗后的殘差徑向基插值高精度響應面模型獲得最優的關鍵性影響參數，經過基于參數和模型不確定性的6σ穩健設計后，利用最優的關鍵性影響參數施加到汽車覆蓋件的加工機器進行優化的加工控制。

本發明考慮關鍵性影響參數(沖壓速度、模具間隙、壓邊力、摩擦系數)和關鍵性噪聲參數(應變硬化指數、厚向異性系數)的影響，以破裂質量參數(最大減薄率越小)和起皺質量參數(最大增厚率越小)作為設計目標，選擇最優拉丁超立方抽樣試驗采樣和maximin采樣相結合的方法，建立殘差徑向基插值高精度響應面模型。

所述3)具體為：