基于响应面法的铝合金筋板锻件工艺参数多目标优化.pdf

第２２卷　 第 １期 材　 料　 科　 学　 与　 工　 艺 Ｖｏｌ２２ Ｎｏ１ 　 　 ２０ １４年２月 ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｆｅｂ． ２０１４ 　 　 　 　 　 　 基于响应面法的铝合金筋板锻件工艺参数多目标优化 王梦寒，黄　 龙，王　 瑞，徐志敏 （重庆大学 材料科学与工程学院，重庆４０００３０） 摘　 要：为了能获得更好的铝合金筋板类锻件锻造成形工艺参数，提出了基于响应面法（Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ， ＲＳＭ）和有限元模拟技术（ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ＦＥＭ）的锻造成形工艺参数多目标优化策略．以铝合金筋板类锻件晶粒 均匀性和锻造变形力作为评价指标，建立了有限元数值模拟与响应面法相结合的二阶分析模型，求得的回归模型拟合度 达８９５９％．并运用 ＭＡＴＬＡＢ 软件求出可行设计空间中目标函数最佳工艺参数组合为始锻温度 ４６５ ℃、锻造速度 － ８７ ｍｍ／ ｓ、摩擦系数０２．锻件的晶粒均匀性有了很大的改善，同时有效的降低了锻件变形力，并通过ＤＥＦＯＲＭ ２Ｄ模拟 和热加工图对其进行了验证，表明了所提出方法的有效性． 关键词：７０５０铝合金；筋板类锻件；响应面法（ＲＳＭ）；工艺参数优化；有限元模拟 － － － 中图分类号：ＴＧ３１６ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００５ ０２９９（２０１４）０１ ０１２３ ０６ Ｍｕｌｔｉ⁃ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｒｏｃｅｓｓ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｂｙ ＲＳＭ ｆｏｒ ａｌｕｍｉｎｉｕｍ⁃ａｌｌｏｙ ｒｉｂ⁃ｗｅｂ ｆｏｒｇｉｎｇｓ ＷＡＮＧ Ｍｅｎｇｈａｎ，ＨＵＡＮＧ Ｌｏｎｇ，ＷＡＮＧ Ｒｕｉ，ＸＵ Ｚｈｉｍｉｎ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００４４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ ｏｂｔａｉｎ ｂｅｔｔｅｒ ｆｏｒｍｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ａｌｕｍｉｎｕｍ⁃ａｌｌｏｙ ｒｉｂ⁃ｗｅｂ ｆｏｒｇｉｎｇ，ａ ｍｕｌｔｉ⁃ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｔｈａｔ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｍｅｔｈｏｄ （ＲＳＭ） ａｎｄ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ （ＦＥＭ） ｗａｓ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ． Ｔａｋｉｎｇ ｔｈｅ ｇｒａｉｎ ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ ａｎｄ ｆｏｒｍｉｎｇ ｆｏｒｃｅ ａｓ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｉｎｄｅｘ，ａ ｓｅｃｏｎｄ ｏｒｄｅｒ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｍｏｄｅｌ ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｏｆ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｍｅｔｈｏｄ ｗａｓ ｓｅｔ ｕｐ，ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｆｉｔｔｅｄ ｕｐ ｔｏ ８９．５９％． Ｂｙ ＭＡＴＬＡＢ ｓｏｆｔｗａｒｅ，ｔｈｅ ｏｐｔｉｃａｌ ｐｒｏｃｅｓｓ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｉｎ ｆｅａｓｉｂｌｅ ｄｅｓｉｇｎ ｓｐａｃｅ ａｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ａｓｆｏｌｌｏｗｉｎｇ：ｆｏｒｇｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ