飞机蒙皮成形回弹机理与控制及在工艺优化中……

讲师风采
胡晶
讲师
讲师简介:
胡晶,讲师。本科、硕士毕业于山东大学塑性成形仿真与模具设计专业,博士毕业于北京航空航天大学航空宇航制造工程专业。目前已撰写学术论文8篇。
视频简介:
拉伸成形是飞机蒙皮的主要成形方式,通常依靠拉形机的运动来实现工作台顶升和板料两端夹钳的拉伸包覆运动使板料贴模,获得所需的蒙皮零件形状。胡晶介绍了她应用的Abaqus模拟成型技术,并与大家分享了之前的一次出国留学学习的经历,通过留学时学到的国外的先进技术与大家进行了一系列的探讨学习。
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  我的模拟回弹主要手段就是用有限元分析的手段,可能大家也有很多同学在使用有限元分析这种手段,这种手段现在应该是比较成熟了,它就是用零散的小单元来模拟连续的物体,然后通过小单元的解,来最后得到整个的体积的解。 我使用的有限元模拟软件是,然后这个是当时使用建立的一些模型以及得到的一些结果,就是说因为回弹是当你可以把它用模拟这种手段做出来以后,下一个目标就是你怎样来控制回弹,这个时候反正我采用的方法也是查阅文献,而且还是从生产当中也是从一些老工程师那里学习一些经验,因为我们这个可能和一些其他的,就是更加科学的那些领域有一点区别,我们这个实用性是比较强的,所以说可能老工程师的经验对我们的影响是更加大一点,所以说我们也是除了查文献还生产调研。最后发现模具修整应该是一种很好的成型控制回弹的有效方法。 所以我下一步的工作就是设计了这样一个模具型面智能优化系统,通过以有限元方法为求解器,然后通过这种优化算法,来控制模具型面的一个优化。在这里使用的优化算法主要是一个遗传算法,遗传算法就是一个模拟人类进化的一个方法,我在这里遗传算法因为它是需要先假定很多的初始的种群,使这个种群一代代的进化,我进化的初始种群就是这个板料最开始的蒙皮形状,然后最后进化成为一个比较我想要的一个形状。最后也是根据这样一个思路,我们自己形成了一个比较好的优化系统。首先是我们这个系统可以把有限元的模型调进来,下一步进入遗传算法的分析。这个是经过迭代以后得到一个种群,最后我们可以通过遗传算法的计算,得到最后模具分散的离散点,然后可以使用自动的优化软件,然后就可以把离散点合成为一个整个的蒙皮,这样一个模具就从上一代到下一代从离散点到整个的蒙皮,我们就得到了一个完整的东西。但是在模拟当中我们也遇到了很多的问题,因为我们主要求解手段是有限元模拟,但是可能现在很多同学也在用有限元模拟这种方法,这种方法应用的也比较广泛,发展应该也算是比较成熟,但是它的求解的精度一直是被大家怀疑,我也是在做学问的当中受到了这样的一些困惑,做到一定程度的时候总觉得可能是没有任何的深度,然后做出来的东西可能大家会不信任,所以我就觉得应该用怎样的方法来提高这样有限元模拟的精度呢。这个时候反正我也是尝试了很多很多办法,也是想着是不是可以把有限元网格细化一点,可能效果会更好一点,或者是能不能换一个新的软件,或者是我能边界条件是不是设的不太好,我再改一下其他的,就是和工矿更加接近、更加接近,以为这样会更好。但是效果微乎其微,刚开始也是不知道为什么,反正也是一直在读文献,一直在尝试,然后一直就在失败当中挣扎,但是没有任何的改观。后来也是反正就是一直在读、一直在读,然后就发现了韩国首尔工业大学的他们简称叫IGT,然后在这个杂志上发表了一些论文,这个杂志应该是在材料成型领域是一个比较顶级的杂志了,在这个杂志上他的一系列论文,然后我就发现从他这个论文当中就得到了很多的启示,然后发现这个其实在模拟当中,如果想提高模拟的精度,边界条件肯定应该是越准确越好,但是一个更重要的问题应该是材料模型,就是比方说你想模拟铝合金,那你模拟的铝合金,和真实的它的发生塑性变形,或者是说它里面还会有一些硬化,或者是其他的一些,就是你使用的模型,因为我们现在都是在使用有限元软件当中提供的一些模型,但它提供的这些模型可不可以真实的反映材料的变形情况,这个是影响我们模拟精度一个非常重要的原因。 所以说,我也是借助国家留学基金委,有一个公派联合培养博士一个项目,所以就申请出去和首尔工业大学的教授来跟他学习这个方面的内容,因为这个方面主要是涉及理论性比较多,他们其实是一个力学性能实验室,他们是力学基础比较好的,然后对我来说自己可能学习这方面确实是非常有难度,然后我就申请了这样一个项目来出去跟他们学习。

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