滾壓成型過程的優(yōu)化設(shè)計的滑軌使用實驗的設(shè)計外文文獻翻譯、中英文翻譯

滾壓成型過程的優(yōu)化設(shè)計的滑軌使用實驗的設(shè)計外文文獻翻譯、中英文翻譯,成型,過程,進程,優(yōu)化,設(shè)計,滑軌,使用,實驗,試驗,外文,文獻,翻譯,中英文 滾壓成型過程的優(yōu)化設(shè)計的滑軌使用實驗的設(shè)計 摘要： 在滾壓成型的設(shè)計過程、設(shè)計錯誤可事先由使用有限元模擬工具,如SHAPE-RF完成。生產(chǎn)的產(chǎn)品如滑軌形狀復(fù)雜,需要高精度的形成標準，必要的質(zhì)量標準進行定量評價。在分析滑軌的滾壓成型過程中,最大變形被指定為目標的位置和棍子形狀為設(shè)計變量。最少的模擬是由使用正交的代價函數(shù)圖表,獲得結(jié)果，運用實驗設(shè)計,如響應(yīng)面法,滿足設(shè)計約束條件最小化。通過設(shè)計改進目標,設(shè)計最終產(chǎn)品的形狀,達到設(shè)計目的。 關(guān)鍵詞: 實驗設(shè)計；有限元素方法;滾壓成型過程;形狀差異的因素 1簡介 輥壓成型是一個過程，通過逐步形成彎輥一平鈑金帶，它可用于廉價的制造，具有恒定截面長板材制品。由于軋輥成形只有需要裝載和卸載的部分才需要人力，可減少人手。如果產(chǎn)品的形狀是簡單的，它需要一點時間來改變模具，并成立一個過程。由于該產(chǎn)品的長度可易于控制，輥壓成型，也可用于小批量產(chǎn)品的批量生產(chǎn)使用。由于輥成型工藝，設(shè)計了設(shè)計師的開發(fā)一個新產(chǎn)品或改進現(xiàn)有產(chǎn)品質(zhì)量的經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，設(shè)計缺陷被證實后，樣機制作，因此，對糾正設(shè)計兼容的可能后核實生產(chǎn)的原型。這個過程導(dǎo)致了生產(chǎn)成本，從而降低了制造業(yè)的競爭力增加。為了解決這一問題，對輥成型過程有限元模擬之前使用，以生產(chǎn)的原型設(shè)計缺陷的預(yù)測，降低成本的設(shè)計修正Bhattacharayya等[1]進行了一個半經(jīng)驗方法，以最小總能量產(chǎn)生預(yù)測變形段長度 [2]。比較Bhattacharayya的實驗結(jié)果有限元模擬結(jié)果。和數(shù)值[3-6]和實驗[7，8]研究已經(jīng)完成。 香港的Kim [10]開發(fā)了輥成型過程的三維有限元程序，并預(yù)測了成形的有限元方法的過程輥的劃傷缺陷。分析用剛塑性有限元方法也被用于預(yù)測的邊緣形狀[10]和軋輥磨損[11]。金等人。 [12]提出了屈曲輥成型過程中的行為預(yù)測。謝赫和Palavilayil [13]，估計在有限元仿真程序。本研究利用有限元模擬工具的成效已被多家研究證實[14-17]。 在此研究中，有限元模擬的準確性驗證通過之間的仿真和實驗結(jié)果的形狀比較。形狀差異的因素（基金）的建議作為定量評價標準的形成形質(zhì)量。關(guān)于對輥分析形成一個滑軌的過程中，通過在其中最大變形發(fā)生是通過指定的目標。的立場和軋輥曲率為設(shè)計變量。成本函數(shù)是通過使用諸如得到響應(yīng)曲面法（RSM）的實驗設(shè)計的，它是使用修正的Broyden -弗萊徹-戈德法布- Shanno無（的BFGS）方法最小化。隨后，設(shè)計糾正最小化的結(jié)果，它會導(dǎo)出最終產(chǎn)品的形狀的方法，和設(shè)計意圖。該方法和程序的完整描述了這個文件。 2.研究方法 2.1實驗的設(shè)計 本節(jié)描述了實驗，如何設(shè)計實驗來解決一個問題，如何記錄數(shù)據(jù)，以及如何通過使用一些數(shù)據(jù)分析的統(tǒng)計技術(shù)，通過試驗次數(shù)最少的最大信息計劃。換言之，選擇的實驗設(shè)計有問題的參數(shù)，選擇一個實驗方法，決定了實驗順序，并選擇最佳分析方法。對于一個設(shè)計，有兩個或更多的互動很多參數(shù)，發(fā)現(xiàn)有兩個參數(shù)可預(yù)測的互動，信息是犧牲。因此，一個表是用??于一個帶有少量的實驗計劃。該表被稱為是“正交表的表?！? 響應(yīng)曲面法（RSM）的主要用來獲得一個明確的實驗數(shù)據(jù)的功能。最近，它已被用來表示與實驗參數(shù)和數(shù)值作為明確的功能[18]實驗值反應(yīng)之關(guān)系。兩種方法可用于計算響應(yīng)面。首先，假設(shè)一個近似函數(shù)和函數(shù)系數(shù)的數(shù)值求解方程之間找到一個變量和函數(shù)值的關(guān)系。其次，利用近似函數(shù)進行優(yōu)化計算[19]。在這項研究中，二階回歸模型，如式（1）給出的用于計算響應(yīng)面 其中，xi表示設(shè)計變量，第二，設(shè)計變量的數(shù)目βi，未知系數(shù)。式（2）用于丹參的系數(shù)計算，最大限度地減少了殘差平方求和使用最小二乘法。 其中X表示設(shè)計矩陣，包括實驗點，Y為響應(yīng)向量。 2.2不同形狀的因素 如果產(chǎn)品是通過輥壓成型工藝生產(chǎn)的不符合因設(shè)計錯誤的標準，所以有必要糾正設(shè)計缺陷，如圖1所示?；売幸粋€形狀復(fù)雜，精度要求高的形成和垂直度的生產(chǎn)商是采用輥壓成型過程[20]。這是很難確定的設(shè)計相容性，因為該產(chǎn)品具有復(fù)雜的形狀。一個標準是必要的定量評價所形成的形狀質(zhì)量;一個這樣的標準是所謂的形態(tài)差異的因素（基金）。為了定量評估由輥成型工藝制造的產(chǎn)品的形狀精度，模擬或?qū)嶒灲Y(jié)果斷面上設(shè)置了一個與原計劃網(wǎng)格上繪制斷面中心，如圖2所示。日本自衛(wèi)隊決定由在所測量的原始計劃之間的模擬或?qū)嶒灲Y(jié)果沿厚度方向。 其中di表示之間的結(jié)果，在第i個元素的原計劃和T0表示初始帶鋼厚度的距離差。由于該產(chǎn)品的截面形狀是對稱的，自衛(wèi)隊的測量位置在右側(cè)的產(chǎn)品截面 3. 仿真和實驗結(jié)果 3.1工藝條件 滑軌是由內(nèi)部成員，成員中，外成員，軸承球。由于本研究著重于滑軌，中成員進行了分析，因為一個內(nèi)和外軌鐵路是在中間的成員組成。中間的成員制造的25通線。之間的傳遞距離為350毫米; oddnumbered通行證設(shè)置為驅(qū)動輥，并evennumbered通行證設(shè)置為空閑卷起來，和每個通過滾動的速度被設(shè)置為生產(chǎn)出的產(chǎn)品40m/min等速。初始條的厚度和寬度為2毫米和60毫米，分別是SCP10加沙地帶，他們的材料如表1列出的屬性作出。 3.2有限元仿真軟件 進行有限元仿真模擬程序所形成形狀射頻v4.0.0基礎(chǔ)上，剛塑性有限元法 圖.3.花朵圖案的滑軌的中斷 輥。這項計劃最初確定使用自由表面作為初始邊界條件平面應(yīng)變條件標準化。速度場的計算采用三維有限元分析和動態(tài)穩(wěn)定狀態(tài)的最終形狀是由一個迭代方法，校準的邊界條件和自由面確定。隨著應(yīng)變速率的信息和壓力扭矩等的基礎(chǔ)上得到的速度場。的形狀射頻可靠性已得到驗證前幾屆文件[9-13]。在有限元模擬工藝條件見表2。斯威夫特的流動應(yīng)力公式用于（4） 其中fσ表示流變應(yīng)力; K時，強度系數(shù)，ε，有效應(yīng)變ε0，初始有效的應(yīng)變和n，應(yīng)變硬化系數(shù)。對加沙地帶的流動應(yīng)力獲得通過使用“轉(zhuǎn)換”的形狀射頻功能，這是在表2所示。中間成員的花朵圖案是藉由有限元仿真程序，它是在圖3示。。該產(chǎn)品的橫截面冷彎成型最終的形狀如圖4所示。 3.3有限元仿真軟件 自衛(wèi)隊從實驗和相關(guān)特征取得的成果是0.87450和0.91677核查分別。結(jié)果之間的差異和原始計劃多發(fā)生在地方滑軌彎曲。相對誤差為4.83％ 圖.4有限元模擬的結(jié)果 有限元仿真不能完全接近真實的過程，因為模糊參數(shù)在生產(chǎn)過程中的網(wǎng)站存在。例如，對于任何摩擦模型表示對象之間的聯(lián)系是有效的，它必須解釋不同負荷下的摩擦兩個機構(gòu)的行為，相對滑動速度，溫度，表面條件，環(huán)境等，在實踐中觀察到的。因此，許多型號已經(jīng)提出與不同程度的成功[21]。雖然存在很多不確定參數(shù)，如上面提到的，由于有限元模擬驗證之間的有限元模擬和實驗結(jié)果進行評估在最后一節(jié)增加至4.83％作為形狀誤差比早期的形狀。 4.糾正和討論的設(shè)計目標 4.1目標指示通 設(shè)計變量命名方法被應(yīng)用到了實驗的設(shè)計過程，他們應(yīng)該受到限制，因為許多過程變量在輥壓成型過程中發(fā)現(xiàn)。在冷彎成型的滑軌，其中最大的通行證變形時被指定為目標的設(shè)計變量，通過有限元模擬過程。沿軋制方向縱向應(yīng)變圖5所示。，最大變形發(fā)生在沿軋制方向的6.3米的地方。 4.2直交表 圖.5.縱向沿軋制方向 正交表帶鋼陣列是由18th通過在左，右輥彎曲。由于滑軌有對稱形狀，設(shè)計變量是有限的權(quán)利滾動。設(shè)計變量一個是X坐標右滾的扁平部分和B是y坐標相同的一部分。設(shè)計變量和水平列于表3和正交陣列采用L9表4顯示了對日本自衛(wèi)隊的正交有限元模擬獲得的結(jié)果數(shù)組表。 關(guān)于正交表陣列為基礎(chǔ)的成本函數(shù)4.3Optimization，成本函數(shù)，給出了生長速率，由式： 其中1 x表示一個設(shè)計變量; 2個，設(shè)計變量B和3個，設(shè)計變量c.為檢查的成本函數(shù). 其中Φc表示自衛(wèi)隊??從每個模擬計算和角φA表示的成本函數(shù)值相同的變量時輸入 為了盡量減少成本功能，BFGS方法，直接將更新Hessian矩陣， 在此基礎(chǔ)上，18th是糾正，并通過有限元模擬執(zhí)行。有一種30.87％之間，最低的成本函數(shù)值和有限元模擬結(jié)果的0.87023自衛(wèi)隊的差異。盡管結(jié)果表明，在成本的功能，優(yōu)化結(jié)果自衛(wèi)隊跌幅5.34％最低要求的巨大差距相比.如圖6示。 圖.6.原計劃的比較和優(yōu)化的仿真結(jié)果 一個重要的區(qū)別是觀察和角φA，，因為從設(shè)計變量取得不考慮目標成本函數(shù)的所有條件，如通過頂部和底部的滾動設(shè)計。此外，滾壓成形的，如滾筒速度，摩擦條件和滾轉(zhuǎn)角許多設(shè)計變量。如果有更多的過程變量在設(shè)計變量中，然后之間的有限元模擬結(jié)果和成本函數(shù)的誤差會比上面的結(jié)果要小 5．結(jié)論 為了提高軋輥成型過程的效率，這是非常重要的，立即糾正的設(shè)計，有一定的缺陷。有一種產(chǎn)品叫一個滑軌，有一個復(fù)雜的形狀，其設(shè)計是難以修改。在這個文件中，冷彎成型設(shè)計，糾正了實驗設(shè)計。日本自衛(wèi)隊還介紹了確定的軋輥設(shè)計的兼容性。從這項研究得出的結(jié)論如下。該目標通過，它是通過沿軋制方向的全過程指定的縱向應(yīng)變測量，設(shè)計糾正影響到產(chǎn)品的最終成型輥的形狀。自衛(wèi)隊，代表之間的是由設(shè)計變量和原始計劃更改影響的產(chǎn)品截面的差異，建議作為標準。此外，成本函數(shù)，可以推導(dǎo)出評估自衛(wèi)隊使用諸如在RSM的實驗設(shè)計。最佳設(shè)計是決定通過成本函數(shù)最小化。之成本函數(shù)的最小值被應(yīng)用到目標孔型設(shè)計，也減少了5.34％的自衛(wèi)隊。因此，由模擬得到滑軌截面形狀的方法由設(shè)計意圖的形狀