复杂形状管件液压成形工艺的稳健性优化

上海交通大学学报（自然版） ›› 2013, Vol. 47 ›› Issue (05): 786-790.

复杂形状管件液压成形工艺的稳健性优化

马菖宏1，刘克素2，陈新平3，于忠奇1

（1. 上海交通大学上海市复杂薄板结构数字化制造重点实验室，上海 200240； 2. 合肥工业大学材料科学与工程学院，合肥 230009；3. 宝山钢铁有限公司研究院，上海 201900）

收稿日期:2012-08-10 出版日期:2013-05-28 发布日期:2013-05-28
基金资助:
科技部国际科技合作计划（2010DFA72760）,国家重点实验室开放课题（MSV201207）资助

Hydroforming Process Robust Optimization for a Tubular Part with Complex Shape

MA Changhong1,LIU Kesu2,CHEN Xinping3,YU Zhongqi1

（1.Shanghai Key Laboratory of Digital Manufacturing for ThinWall Structure, Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200240, China; 2.School of Materials Science and Engineering, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China; 3.Research Institute, Baoshan Iron and Steel Co., Ltd., Shanghai 201900, China)

Received:2012-08-10 Online:2013-05-28 Published:2013-05-28

摘要/Abstract

摘要：

以某形状复杂的管状副车架成形为例，借助数值模拟方法和稳健优化技术获取多工序加工的管件液压成形的稳健最优工艺参数.敏感性分析表明，影响管状副车架厚度减薄率的关键工艺参数分别为数控弯曲中的压块速度和润滑条件以及液压成形中的内压力；工艺稳健性优化结果表明，通过控制上述关键工艺参数，可以获得控制管状副车架厚度均匀性的最优工艺参数.

关键词: 管件, 液压成形, 多工序, 敏感性分析, 稳健优化

Abstract:

Nowadays it is a very effective method using numerical simulation technology combined with robust optimization technology to solve the forming quality stability problem in mass production condition. Using these two techniques, the robust optimal technological parameters for multi-process hydroforming of a tubular sub-frame were obtained. According to the sensitivity analysis, the key process factors which influence the thinning rate of the tubular subframe are: velocity of the pressure die, lubrication coefficient in bending process and max pressure in hydroforming. The optimization result of the key process parameters that influence the thinning rate of tubular sub-frame was given by means of robust optimization technology.

Key words：

Key words: tube, hydroforming, multi-process, sensitivity analysis, robust optimization

中图分类号:

TG 394

马菖宏1，刘克素2，陈新平3，于忠奇1. 复杂形状管件液压成形工艺的稳健性优化[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2013, 47(05): 786-790.

MA Changhong1,LIU Kesu2,CHEN Xinping3,YU Zhongqi1. Hydroforming Process Robust Optimization for a Tubular Part with Complex Shape[J]. Journal of Shanghai Jiaotong University, 2013, 47(05): 786-790.

参考文献

［1］陈立周. 稳健设计［M］. 北京：机械工业出版社, 1999.

［2］林忠钦, 李淑慧, 于忠奇, 等.汽车板精益成形技术［M］. 北京：机械工业出版社，2009.

［3］Hou Bo, Wang Wurong, Li Shuhui, et al. Stochastic analysis and robust optimization for a deck lid inner panel stamping ［J］. Materials and Design, 2010, 31(3)：11911199.

［4］Wang Wurong, Hou Bo, Lin Zhongqin, et al. An engineering approach to improve the stamping robustness of high strength steels［J］. Journal of Manufacturing Science and Engineering, 2009, 131(6)：15.

［5］Gantar G, Kuzman K. Optimization of stamping processes aiming at maximal process stability ［J］. Journal of Materials Processing Technology, 2005, 167(23)：237243.

［6］Wang Hu, Li Guangyao, Zhong Zhihua. Optimization of sheet metal forming processes by adaptive response surface based on intelligent sampling method ［J］. Journal of Materials Processing Technology, 2008, 197(13)：7788.

［7］李玉强，崔振山，陈军,等. 基于响应面模型的6σ稳健设计方法［J］. 上海交通大学学报，2006，40 (2)：201205.

LI Yuqiang，CUI Zhenshan，CHEN Jun，et al. Six sigma robust design methodology based on response surface model［J］. Journal of Shanghai Jiaotong University, 2006, 40(2): 201205.

［8］Li Dayong，Chang Tony，Wang Yuwei，et al. Robust optimization of drawbead forces for a Bpillar stamping ［J］. SAE International Journal of Materials and Manufacturing，2009，2(1)：441451.

［9］孙光永，李光耀，陈涛, 等. 基于6σ的稳健优化设计在薄板冲压成形中的应用［J］. 机械工程学报, 2008, 44(11)：248254.

SUN Guangyong，LI Guangyao，CHEN Tao，et al. Sheet metal forming based six sigma robust optimization design ［J］. Chinese Journal of Mechanical Engineering, 2008, 44(11)：248254.

［10］Souza T, Rolfe B. Multivariate modeling of variability in sheet metal forming ［J］. Journal of Materials Processing Technology, 2008, 203(13)：112.

［11］林忠钦，艾健，张卫刚, 等. 冲压稳健设计方法及其应用［J］. 塑性工程学报, 2004, 11 (4): 5660.

LIN Zhongqin，AI Jian，ZHANG Weigang，et al. Robust design of stamping process and its application ［J］. Journal of Plasticity Engineering, 2004, 11(4)：5660.

［12］谢延敏，于沪平，陈军, 等. 基于灰色系统理论的冲压成形稳健设计［J］. 上海交通大学学报, 2007, 41(4): 596599.

XIE Yanmin, YU Huping, CHEN Jun, et al. Application of the grey theory in stamping robust design ［J］. Jourmal of Shanghai Jiaotong University, 2007, 41(4)：596599.

［13］张骥超. 车身覆盖件成形工艺稳健设计方法研究与软件开发［D］. 上海：上海交通大学机械与动力工程学院, 2012.

[1]	罗春苗, 付世晓, 张萌萌, 陈鲲鹏, 崔晓轩. 内压作用下耐磨胶带层对非黏结柔管扭转特性的影响[J]. 上海交通大学学报, 2025, 59(1): 121-130.
[2]	祝米鑫, 葛亚雄, 周晓军. 动态生产计划下多工序柔性制造系统预防维护决策[J]. 上海交通大学学报, 2020, 54(11): 1124-1133.
[3]	宋婷婷1,赵子任1，杜世昌1,任斐2，梁鑫光2. 基于马尔科夫模型的关联多工序装配系统装配质量分析[J]. 上海交通大学学报, 2018, 52(3): 324-331.
[4]	李贵龙，杜世昌. 发动机缸体多工序加工变形误差传递的建模与分析[J]. 上海交通大学学报, 2017, 51(4): 385-.
[5]	白雪平, 王忠畅, 李达, 易丛, 唐友刚. 软刚臂单点系泊系统环境参数敏感性分析[J]. 海洋工程装备与技术, 2017, 4(2): 96-101.
[6]	宋学伟，马玲玲，黄天仑，刘敏. T形管液压成形自适应径向基函数优化设计[J]. 上海交通大学学报, 2017, 51(11): 1340-1347.
[7]	赵子任1, 杜世昌1, 黄德林1, 任斐2, 梁鑫光2. 多工序制造系统暂态阶段产品质量#br# 马尔科夫建模与瓶颈分析[J]. 上海交通大学学报, 2017, 51(10): 1166-1173.
[8]	杨伟, 孙国民, 杨琥, 李旭, 王波. 基于静动态分析的顶张紧立管干涉敏感性研究[J]. 海洋工程装备与技术, 2016, 3(4): 243-250.
[9]	陈世文, 杨志勋, 阮诗伦, 周茂夫, 岳前进. 基于数值模拟的棱形液舱晃荡砰击载荷尺寸敏感性分析研究[J]. 海洋工程装备与技术, 2016, 3(1): 39-45.
[10]	石云, 周晓东, 曹静, 刘小燕. 波流作用下的张力腿平台顶张紧式立管干涉分析[J]. 海洋工程装备与技术, 2015, 2(2): 84-87.
[11]	徐锐1，杜世昌1，任斐2，梁鑫光2，刘维红2. 基于马尔科夫模型的关联多工序系统加工质量分析[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2015, 49(05): 669-674.
[12]	王清, 李玉星, 谢彬, 喻西崇. 大型FLNG装置上部模块混合制冷剂液化工艺的适应性评价分析[J]. 海洋工程装备与技术, 2014, 1(1): 42-49.
[13]	张骥超1, 刘罡2, 林忠钦1, 高伟3, 李淑慧1. 侧围外板冲压工艺稳健性优化设计[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2012, 46(07): 1005-1010.
[14]	杨泰波，于忠奇，许长宝，李淑慧. 焊管液压成形极限的数值仿真分析 [J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2011, 45(01): 6-0010.
[15]	万松，李艳婷，于福成. 多工序过程自相关数据的统计监测 [J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2010, 44(09): 1887-1891.