用優(yōu)化方法確定覆蓋件的最佳沖壓方向

　　沖壓方向優(yōu)化模型的建立最優(yōu)化設(shè)計(jì)是根據(jù)最優(yōu)化原理和方法綜合各方面的因素，以人機(jī)結(jié)合的方式或自動(dòng)探索方式，在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行的自動(dòng)或半自動(dòng)設(shè)計(jì)。通過(guò)最優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以選出在現(xiàn)有工程條件下的最佳設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)上的最優(yōu)值是指在定條件各種設(shè)計(jì)因素影響下所能得到的最佳設(shè)計(jì)值。最優(yōu)值是個(gè)相對(duì)概念，它不同于數(shù)學(xué)上的極值，但在很多情況下可以用最大值或最小值來(lái)。

　　對(duì)于任何個(gè)覆蓋件模具設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)，總希望獲得最優(yōu)設(shè)計(jì)方案，使所設(shè)計(jì)的模具具有最好的使用性能和最低的材料消耗與制造成本，以獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。因此，就應(yīng)采用最優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法。

　　覆蓋件最佳沖壓方向的確定，就是選定覆蓋件在模具中的最佳坐標(biāo)位置，也就是覆蓋件繞坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)角因?yàn)楦采w件沖壓方向的確定是由多個(gè)因素決定的，要確定沖壓方向的最優(yōu)值，必須使包括這些因素的綜合指標(biāo)達(dá)到最優(yōu)，而這涉及到多目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化問(wèn)。對(duì)多目標(biāo)函數(shù)相對(duì)重要性，以及他們?cè)诹烤V和量級(jí)上的差異。目標(biāo)函數(shù)的達(dá)式為其中X設(shè)計(jì)變量fjX第個(gè)目標(biāo)函數(shù)Wj權(quán)數(shù)fX最終目標(biāo)函數(shù)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，般取截面最大深度的150140作為初始接觸部位，3線以下部位，該截面垂直于2軸?？紤]開(kāi)始拉深時(shí)凸模與板料的接觸狀態(tài)與進(jìn)料阻力，用截面形與接觸線38的相交部分凸模與板料的接觸部分，建立單目標(biāo)優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)如下1.1初始接觸面積使初始接觸面積盡量大，即在可行域內(nèi)maxf1a為該目標(biāo)最優(yōu)值。在截面內(nèi)接觸面積為接觸部分的長(zhǎng)度，由于接觸線高度不變，因此可采用相交部分的線段長(zhǎng)度。

　　初始接觸點(diǎn)的分布均勻程度用截面與接觸線的交點(diǎn)，坐標(biāo)的平均值和截面形的幾何中心坐標(biāo)之差來(lái)評(píng)價(jià)初始接觸點(diǎn)的分布均勻程度。在可行域內(nèi)，2，0為該目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)值。

　　初始接觸點(diǎn)的分散用截面與接觸線的交點(diǎn)，坐標(biāo)的最大與最小值之差初始接觸點(diǎn)的分散程度，在可行域內(nèi)為該目標(biāo)的最優(yōu)值。

　　進(jìn)料阻力均勻程度數(shù)的最優(yōu)值。

　　在上述達(dá)式中，為相交部分的段數(shù)，1分別為第1個(gè)相交部分的起點(diǎn)終點(diǎn)和中點(diǎn)為截面形幾何中心的，坐標(biāo)；為截面形的起點(diǎn)與終點(diǎn)的坐標(biāo)。

　　為了在考慮的問(wèn)中綜合優(yōu)化各個(gè)目標(biāo)，采用評(píng)價(jià)函數(shù)法，將多目標(biāo)優(yōu)化轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)，評(píng)價(jià)函數(shù)，可為，為公共可行域。權(quán)系數(shù)的這種取法所形成的評(píng)價(jià)函數(shù)反映了各個(gè)單目標(biāo)函數(shù)值離開(kāi)各自最優(yōu)侑的榪度，這樣就確定了覆蓋件沖汛方向的優(yōu)化方法。汕，所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)角即為該棧把的，優(yōu)沖今肉，2，0系統(tǒng)中最佳沖壓方向的確定在用優(yōu)化方法確定沖壓方向時(shí)，首先沿2軸按定步距截取若干個(gè)垂直于該軸的截面，設(shè)截面數(shù)為札再對(duì)每個(gè)截面進(jìn)行分析確定設(shè)計(jì)變量的可行域角的搜索范圍，求所有截面可行域的交集，便可得到2方向上的設(shè)計(jì)變量的公共可行域，即繞該軸旋轉(zhuǎn)角的搜索范圍。在公共域內(nèi)，對(duì)每個(gè)截面的沖壓方向進(jìn)行優(yōu)化選擇。最后，將所有截面的轉(zhuǎn)角值進(jìn)行加權(quán)平均，得到拉深件繞2軸的旋轉(zhuǎn)角度。同理，沿，軸取垂直于，軸的截面數(shù)為義用同樣2.1單截面的可行域確定單截面的可行域時(shí)，在截面所在平面內(nèi)將設(shè)計(jì)變量1定義為截面形繞坐標(biāo)軸原點(diǎn)旋轉(zhuǎn)的角度，即拉深件繞坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)角，規(guī)定順時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎亩x域?yàn)?。

　　在確定沖壓方向的過(guò)程中，約束條件是不得存在死區(qū)。設(shè)垂直方向?yàn)闆_壓方向，要判斷某，角是否滿足約束條件，可做與截面形相交的垂線，求其交點(diǎn)個(gè)數(shù)。線段重合時(shí)約定交點(diǎn)個(gè)數(shù)為零。若滿足約束條件，則交點(diǎn)個(gè)數(shù)不會(huì)多于1.這種方法很直觀，但要頻繁地進(jìn)行求交，程序運(yùn)行效率低。可以按2方法進(jìn)行判斷。

　　將截面形按定的步距離散，得到組離散點(diǎn)汗，從左到右求出連接兩離散點(diǎn)之間的向量方向Vi與X軸的夾角。令于是，便可得到截面1的轉(zhuǎn)角的可行域隊(duì)！6及域?qū)?1.根據(jù)域?qū)捵魅缦屡袛?時(shí)，無(wú)解，即不滿足沖壓成形的工藝要求；01=，時(shí)的值為零，即存在唯的沖壓方向；c開(kāi)始輸入拉延件形狀廠計(jì)，撤麗數(shù)抱！

　　離敗敢面數(shù)據(jù)汁箅截面可行域！

　　是否滿足工怎耍澩1毛十筅公兵可行域備，滿足工闈求或沖既方向啡涵定袋的搜脅劍01.時(shí)，有無(wú)數(shù)解，即需要優(yōu)化求解；2.2公共可行域的確定在每個(gè)截面的可行域確定之后，便可求得各截面轉(zhuǎn)角的公共可行域，令當(dāng)心0！4，時(shí)，任何沖壓方向都不能滿足沖壓工藝要求；當(dāng)0，08=，時(shí)，僅存在唯的沖壓方向；當(dāng)汁80時(shí)，需優(yōu)化求解；3沖壓方向的優(yōu)化計(jì)算拉深件沿Z軸取了ra個(gè)截面，沿X軸取了n個(gè)截面，分別確定繞各軸的可行域后，利用上述公式，采用搜索法求出各個(gè)截面的最佳轉(zhuǎn)角，然后加權(quán)平均確定繞2軸或，軸4單截面沖壓方向確定實(shí)例15.975，15.08相對(duì)于當(dāng)前位置。經(jīng)過(guò)優(yōu)化計(jì)算確定其最優(yōu)轉(zhuǎn)角為7.69，48。