[發明專利]一種大型復雜筋板件預鍛成形初始毛坯優化設計方法

在審

• 申請號: 202110487953.5
• 申請日: 2021-05-06
• 公開（公告）號: CN113297758A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 胡康宏;魏科;鐘銳;余鑫波;林美
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/17;G06F119/08;G06F119/14
• 代理公司: 南昌洪達專利事務所 36111
• 代理人: 馬莉

1.一種大型復雜筋板件預鍛成形初始毛坯優化設計方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟，

(1)、提取預鍛件結構，設計初始毛坯；

(2)、參數化建模，基于UG三維造型軟件對預鍛模具建模及初始毛坯進行參數化建模，構建初始毛坯關鍵尺寸參數化模型；

(3)、有限元模型，基于Deform-3D有限元模擬軟件設置預鍛成型邊界條件，在步驟(2)的基礎上進一步構建初始毛坯有限元模型；

(4)、找出初始毛坯各尺寸范圍，確定優化目標；

(5)、構建響應面模型，采用Box-Benhnken(BBD)實驗設計方法，設計響應面試驗方案；

(6)、基于Deform-3D有限元軟件模擬的基礎上對步驟(5)得到的試驗樣本進行有限元模擬分析計算；

(7)、對模擬充填結果進行分析，建立坯料關鍵尺寸與充填之間的定量關聯關系；

(8)、根據步驟(7)得到的響應值建立坯料關鍵尺寸與預鍛模具之間充填的響應面模型；

(9)、極值求解，采用極值求解方法在步驟(8)建立的響應面模型的基礎上確定最佳充填毛坯形狀尺寸；

(10)、通過Deform-3D有限元模擬軟件驗證毛坯優化結果，采用物理縮比實驗驗證優化后初始毛坯充填情況。

2.根據權利要求1所述的一種大型復雜筋板件預鍛成形初始毛坯優化設計方法，其特征在于：在確定初始毛坯厚度，模具中的放置位置，摩擦條件溫度等工藝參數后，只對初始毛坯關鍵尺寸進行優化。

3.根據權利要求1所述的一種大型復雜筋板件預鍛成形初始毛坯優化設計方法，其特征在于：采用UG三維造型軟件對預鍛模具及毛坯進行參數化建模，步驟(2)預鍛模具與初始毛坯模型以stl.的格式導入Deform-3D有限元模擬軟件。

4.根據權利要求1所述的一種大型復雜筋板件預鍛成形初始毛坯優化設計方法，其特征在于：所述步驟(3)中所建立的有限元模型包括組合模具與初始預制坯的幾何外形、初始預制坯與組合模具之間的摩擦因子、上模的下壓速度及壓下量、初始預制坯和組合模具的溫度。

5.根據權利要求1所述的一種大型復雜筋板件預鍛成形初始毛坯優化設計方法，其特征在于：對步驟(10)通過Deform-3D有限元模擬軟件驗證毛坯優化結果進行充填分析，和物理縮比實驗；如果優化后的初始毛坯顯著提高充填效果，使飛機隔框預鍛件同時靠模，則滿足要求，優化結束并輸出優化結果，否則，重新構建響應面，繼續優化。

6.根據權利要求1所述的一種大型復雜筋板件預鍛成形初始毛坯優化設計方法，其特征在于：所述步驟(8)中在響應面模型中，將初始毛坯關鍵尺寸作為輸入變量，模擬充填面積與實際面積差作為輸出變量，根據初始毛坯關鍵尺寸不同構建出坯料關鍵尺寸與預鍛模具之間充填的響應面模型。