滾壓成型過(guò)程的優(yōu)化設(shè)計(jì)的滑軌使用實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)外文文獻(xiàn)翻譯、中英文翻譯,成型,過(guò)程,進(jìn)程,優(yōu)化,設(shè)計(jì),滑軌,使用,實(shí)驗(yàn),試驗(yàn),外文,文獻(xiàn),翻譯,中英文 滾壓成型過(guò)程的優(yōu)化設(shè)計(jì)的滑軌使用實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì) 摘要： 在滾壓成型的設(shè)計(jì)過(guò)程、設(shè)計(jì)錯(cuò)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(biāo)準(zhǔn)，必要的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行定量評(píng)價(jià)。在分析滑軌的滾壓成型過(guò)程中,最大變形被指定為目標(biāo)的位置和棍子形狀為設(shè)計(jì)變量。最少的模擬是由使用正交的代價(jià)函數(shù)圖表,獲得結(jié)果，運(yùn)用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),如響應(yīng)面法,滿(mǎn)足設(shè)計(jì)約束條件最小化。通過(guò)設(shè)計(jì)改進(jìn)目標(biāo),設(shè)計(jì)最終產(chǎn)品的形狀,達(dá)到設(shè)計(jì)目的。 關(guān)鍵詞: 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)；有限元素方法;滾壓成型過(guò)程;形狀差異的因素 1簡(jiǎn)介 輥壓成型是一個(gè)過(guò)程，通過(guò)逐步形成彎輥一平鈑金帶，它可用于廉價(jià)的制造，具有恒定截面長(zhǎng)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(jiǎn)單的，它需要一點(diǎn)時(shí)間來(lái)改變模具，并成立一個(gè)過(guò)程。由于該產(chǎn)品的長(zhǎng)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(jì)了設(shè)計(jì)師的開(kāi)發(fā)一個(gè)新產(chǎn)品或改進(jìn)現(xiàn)有產(chǎn)品質(zhì)量的經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)缺陷被證實(shí)后，樣機(jī)制作，因此，對(duì)糾正設(shè)計(jì)兼容的可能后核實(shí)生產(chǎn)的原型。這個(gè)過(guò)程導(dǎo)致了生產(chǎn)成本，從而降低了制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力增加。為了解決這一問(wèn)題，對(duì)輥成型過(guò)程有限元模擬之前使用，以生產(chǎn)的原型設(shè)計(jì)缺陷的預(yù)測(cè)，降低成本的設(shè)計(jì)修正Bhattacharayya等[1]進(jìn)行了一個(gè)半經(jīng)驗(yàn)方法，以最小總能量產(chǎn)生預(yù)測(cè)變形段長(zhǎng)度 [2]。比較Bhattacharayya的實(shí)驗(yàn)結(jié)果有限元模擬結(jié)果。和數(shù)值[3-6]和實(shí)驗(yàn)[7，8]研究已經(jīng)完成。 香港的Kim [10]開(kāi)發(fā)了輥成型過(guò)程的三維有限元程序，并預(yù)測(cè)了成形的有限元方法的過(guò)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(cè)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(guò)程中的行為預(yù)測(cè)。謝赫和Palavilayil [13]，估計(jì)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(shí)[14-17]。 在此研究中，有限元模擬的準(zhǔn)確性驗(yàn)證通過(guò)之間的仿真和實(shí)驗(yàn)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(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的形成形質(zhì)量。關(guān)于對(duì)輥分析形成一個(gè)滑軌的過(guò)程中，通過(guò)在其中最大變形發(fā)生是通過(guò)指定的目標(biāo)。的立場(chǎng)和軋輥曲率為設(shè)計(jì)變量。成本函數(shù)是通過(guò)使用諸如得到響應(yīng)曲面法（RSM）的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的，它是使用修正的Broyden -弗萊徹-戈德法布- Shanno無(wú)（的BFGS）方法最小化。隨后，設(shè)計(jì)糾正最小化的結(jié)果，它會(huì)導(dǎo)出最終產(chǎn)品的形狀的方法，和設(shè)計(jì)意圖。該方法和程序的完整描述了這個(gè)文件。 2.研究方法 2.1實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì) 本節(jié)描述了實(shí)驗(yàn)，如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)解決一個(gè)問(wèn)題，如何記錄數(shù)據(jù)，以及如何通過(guò)使用一些數(shù)據(jù)分析的統(tǒng)計(jì)技術(shù)，通過(guò)試驗(yàn)次數(shù)最少的最大信息計(jì)劃。換言之，選擇的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)有問(wèn)題的參數(shù)，選擇一個(gè)實(shí)驗(yàn)方法，決定了實(shí)驗(yàn)順序，并選擇最佳分析方法。對(duì)于一個(gè)設(shè)計(jì)，有兩個(gè)或更多的互動(dòng)很多參數(shù)，發(fā)現(xiàn)有兩個(gè)參數(shù)可預(yù)測(cè)的互動(dòng)，信息是犧牲。因此，一個(gè)表是用??于一個(gè)帶有少量的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃。該表被稱(chēng)為是“正交表的表?！? 響應(yīng)曲面法（RSM）的主要用來(lái)獲得一個(gè)明確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的功能。最近，它已被用來(lái)表示與實(shí)驗(yàn)參數(shù)和數(shù)值作為明確的功能[18]實(shí)驗(yàn)值反應(yīng)之關(guān)系。兩種方法可用于計(jì)算響應(yīng)面。首先，假設(shè)一個(gè)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(gè)變量和函數(shù)值的關(guān)系。其次，利用近似函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算[19]。在這項(xiàng)研究中，二階回歸模型，如式（1）給出的用于計(jì)算響應(yīng)面 其中，xi表示設(shè)計(jì)變量，第二，設(shè)計(jì)變量的數(shù)目βi，未知系數(shù)。式（2）用于丹參的系數(shù)計(jì)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(jì)矩陣，包括實(shí)驗(yàn)點(diǎn)，Y為響應(yīng)向量。 2.2不同形狀的因素 如果產(chǎn)品是通過(guò)輥壓成型工藝生產(chǎn)的不符合因設(shè)計(jì)錯(cuò)誤的標(biāo)準(zhǔn)，所以有必要糾正設(shè)計(jì)缺陷，如圖1所示?；売幸粋€(gè)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(guò)程[20]。這是很難確定的設(shè)計(jì)相容性，因?yàn)樵摦a(chǎn)品具有復(fù)雜的形狀。一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是必要的定量評(píng)價(jià)所形成的形狀質(zhì)量;一個(gè)這樣的標(biāo)準(zhǔn)是所謂的形態(tài)差異的因素（基金）。為了定量評(píng)估由輥成型工藝制造的產(chǎn)品的形狀精度，模擬或?qū)嶒?yàn)結(jié)果斷面上設(shè)置了一個(gè)與原計(jì)劃網(wǎng)格上繪制斷面中心，如圖2所示。日本自衛(wèi)隊(duì)決定由在所測(cè)量的原始計(jì)劃之間的模擬或?qū)嶒?yàn)結(jié)果沿厚度方向。 其中di表示之間的結(jié)果，在第i個(gè)元素的原計(jì)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(duì)稱(chēng)的，自衛(wèi)隊(duì)的測(cè)量位置在右側(cè)的產(chǎn)品截面 3. 仿真和實(shí)驗(yàn)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(jìn)行了分析，因?yàn)橐粋€(gè)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(dòng)輥，并evennumbered通行證設(shè)置為空閑卷起來(lái)，和每個(gè)通過(guò)滾動(dòng)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(jìn)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(xiàng)計(jì)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(biāo)準(zhǔn)化。速度場(chǎng)的計(jì)算采用三維有限元分析和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定狀態(tài)的最終形狀是由一個(gè)迭代方法，校準(zhǔn)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(chǎng)。的形狀射頻可靠性已得到驗(yàn)證前幾屆文件[9-13]。在有限元模擬工藝條件見(jiàn)表2。斯威夫特的流動(dòng)應(yīng)力公式用于（4） 其中fσ表示流變應(yīng)力; K時(shí)，強(qiáng)度系數(shù)，ε，有效應(yīng)變?chǔ)?，初始有效的應(yīng)變和n，應(yīng)變硬化系數(shù)。對(duì)加沙地帶的流動(dòng)應(yīng)力獲得通過(guò)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(duì)從實(shí)驗(yàn)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(jì)劃多發(fā)生在地方滑軌彎曲。相對(duì)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(shí)的過(guò)程，因?yàn)槟：齾?shù)在生產(chǎn)過(guò)程中的網(wǎng)站存在。例如，對(duì)于任何摩擦模型表示對(duì)象之間的聯(lián)系是有效的，它必須解釋不同負(fù)荷下的摩擦兩個(gè)機(jī)構(gòu)的行為，相對(duì)滑動(dòng)速度，溫度，表面條件，環(huán)境等，在實(shí)踐中觀察到的。因此，許多型號(hào)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(yàn)證之間的有限元模擬和實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行評(píng)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(jì)目標(biāo) 4.1目標(biāo)指示通 設(shè)計(jì)變量命名方法被應(yīng)用到了實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)過(guò)程，他們應(yīng)該受到限制，因?yàn)樵S多過(guò)程變量在輥壓成型過(guò)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(shí)被指定為目標(biāo)的設(shè)計(jì)變量，通過(guò)有限元模擬過(guò)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(guò)在左，右輥彎曲。由于滑軌有對(duì)稱(chēng)形狀，設(shè)計(jì)變量是有限的權(quán)利滾動(dòng)。設(shè)計(jì)變量一個(gè)是X坐標(biāo)右滾的扁平部分和B是y坐標(biāo)相同的一部分。設(shè)計(jì)變量和水平列于表3和正交陣列采用L9表4顯示了對(duì)日本自衛(wèi)隊(duì)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(zhǎng)速率，由式： 其中1 x表示一個(gè)設(shè)計(jì)變量; 2個(gè)，設(shè)計(jì)變量B和3個(gè)，設(shè)計(jì)變量c.為檢查的成本函數(shù). 其中Φc表示自衛(wèi)隊(duì)??從每個(gè)模擬計(jì)算和角φA表示的成本函數(shù)值相同的變量時(shí)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(guò)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(duì)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(duì)跌幅5.34％最低要求的巨大差距相比.如圖6示。 圖.6.原計(jì)劃的比較和優(yōu)化的仿真結(jié)果 一個(gè)重要的區(qū)別是觀察和角φA，，因?yàn)閺脑O(shè)計(jì)變量取得不考慮目標(biāo)成本函數(shù)的所有條件，如通過(guò)頂部和底部的滾動(dòng)設(shè)計(jì)。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(jì)變量。如果有更多的過(guò)程變量在設(shè)計(jì)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(huì)比上面的結(jié)果要小 5．結(jié)論 為了提高軋輥成型過(guò)程的效率，這是非常重要的，立即糾正的設(shè)計(jì)，有一定的缺陷。有一種產(chǎn)品叫一個(gè)滑軌，有一個(gè)復(fù)雜的形狀，其設(shè)計(jì)是難以修改。在這個(gè)文件中，冷彎成型設(shè)計(jì)，糾正了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。日本自衛(wèi)隊(duì)還介紹了確定的軋輥設(shè)計(jì)的兼容性。從這項(xiàng)研究得出的結(jié)論如下。該目標(biāo)通過(guò)，它是通過(guò)沿軋制方向的全過(guò)程指定的縱向應(yīng)變測(cè)量，設(shè)計(jì)糾正影響到產(chǎn)品的最終成型輥的形狀。自衛(wèi)隊(duì)，代表之間的是由設(shè)計(jì)變量和原始計(jì)劃更改影響的產(chǎn)品截面的差異，建議作為標(biāo)準(zhǔn)。此外，成本函數(shù)，可以推導(dǎo)出評(píng)估自衛(wèi)隊(duì)使用諸如在RSM的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。最佳設(shè)計(jì)是決定通過(guò)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(biāo)孔型設(shè)計(jì)，也減少了5.34％的自衛(wèi)隊(duì)。因此，由模擬得到滑軌截面形狀的方法由設(shè)計(jì)意圖的形狀