薄壁件裝夾變形預(yù)測(cè)及裝夾布局優(yōu)化方法.pdf

1、隨著航空航天工業(yè)的發(fā)展,對(duì)飛行器性能要求不斷提高。薄壁件因其重量輕等特點(diǎn)被大量采用。但是由于薄壁件的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、剛度較弱、要求的精度很高,所以在實(shí)際裝夾過(guò)程中受到夾緊力的作用,總會(huì)伴隨著不同程度的變形,使得加工后的工件難以達(dá)到質(zhì)量指標(biāo)所規(guī)定的要求。因此有效的控制薄壁件的裝夾變形對(duì)我國(guó)航空航天制造業(yè)有著重要的意義。
　　在多重裝夾元件的裝夾過(guò)程中,由于裝夾順序、夾緊力、定位元件位置等裝夾布局參數(shù)的不同,薄壁件的裝夾變形程度也不一樣

2、。單個(gè)裝夾布局參數(shù)引起的工件裝夾變形規(guī)律能夠通過(guò)有限元方法獲得。但是,若同時(shí)考慮多個(gè)裝夾布局參數(shù)的影響,僅僅利用有限元方法難以揭示裝夾布局參數(shù)與裝夾變形之間的關(guān)系。為此,本文建立了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的裝夾變形預(yù)測(cè)模型,并且根據(jù)遺傳算法對(duì)布局參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化,并開(kāi)發(fā)了框類薄壁件銑削仿真平臺(tái)的定制應(yīng)用程序。其主要的研究?jī)?nèi)容如下:
　　1.建立了工件-夾具系統(tǒng),對(duì)工件受到多重夾緊的裝夾過(guò)程中,進(jìn)行了詳細(xì)的分析,確定了摩擦錐約束條件和單側(cè)接觸

3、約束條件,最后基于最小余能得到了目標(biāo)求解函數(shù),利用有限元分析軟件進(jìn)行建模,并且計(jì)算在不同的夾緊力、定位元件位置、裝夾順序下的薄壁件裝夾變形。
　　2.對(duì)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了研究分析,并且確定了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)層的神經(jīng)元的個(gè)數(shù)以及各層之間的傳遞函數(shù),建立了薄壁件裝夾變形的預(yù)測(cè)模型。然后將不同裝夾布局參數(shù)所對(duì)應(yīng)的裝夾變形作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練樣本,并將預(yù)測(cè)值與相應(yīng)的有限元仿真值進(jìn)行比較,結(jié)果表明預(yù)測(cè)誤差不超過(guò)3％。
　　3.建立了以最小

4、化最大裝夾變形為目標(biāo)的裝夾布局方案優(yōu)化模型及其遺傳算法求解技術(shù),對(duì)薄壁件的裝夾布局參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。得到了最優(yōu)的裝夾布局參數(shù),并與之相對(duì)應(yīng)的有限元變形進(jìn)行比較,確定優(yōu)化結(jié)果的正確性。不僅提高了裝夾變形的計(jì)算效率,而且為薄壁件裝夾布局方案的合理設(shè)計(jì)提供了基礎(chǔ)理論。
　　4.通過(guò)Python語(yǔ)言編寫程序,開(kāi)發(fā)出了針對(duì)于框類薄壁件快速銑削仿真平臺(tái)的定制應(yīng)用程序。通過(guò)編寫可以調(diào)用ABAQUS自帶的庫(kù)函數(shù)的腳本程序,構(gòu)建與之相對(duì)應(yīng)的GUI圖形界