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挤压模具型腔轮廊曲线设计的原则

来源:http://www.jnhjgs.cn/news/79.html发布时间:2017-06-16

在成形过程中模具的几何形状是非常重要的,其变形程度、变形速度、塑变区的应力应变状态等与模具型腔轮廓形状密切相关,对整个成形过程性能的影响十分关键。最佳的挤压模具型腔轮廓应有利于获得更接近的工件形状和提高模具使用寿命两个要求。通常,模具型腔轮廓形状往往是根据经验来选择成形参数,如挤压比、成形速率、金属流动应力曲线及模具与工件间的摩擦条件等,即所谓“经验设计”。

这是近似表达模具型腔轮廓形状的最简单的方法,其数学表达式简单,n段分段直线表达的轮廓形状需要设定n+1个节点。优化过程中决定轮廓曲线形状的设计变量与节点的坐标相关联,显然它表达的不是一条光滑曲线,曲线的光滑程度完全依赖于所取节点数的多少,也就是设计变量数的多少。这样,要获得较光滑的模具型腔轮廓曲线,必须取很多的设计变量数。在实际的优化设计中一般较少采用。

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曲线插值采用插值三次样条函数来求出模具型腔轮廓形状,是较早期的方法。插值三次样条函数实际上是由分段三次曲线拼接而成,在连接点即样点上要求二阶导数连续。插值三次样条函数由一系列控制点x,X,xn)来表达,要求曲线过这一系列控制点。

优化过程中设计变量与控制点的坐标相关联,控制点数目较大。插值方法要求曲线通过控制点,在模具型腔轮廓的优化设计中,控制点的值每次迭代后都会有相应的改变,不断修正优化后得到最优控制点。但插值三次样条函数无法处理斜率为无穷大的曲线问题,存在不具备几何不变性,无局部性等问题。

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