Численный метод оптимизации процесса формообразования панелей обтяжкой

  • К.С. Бормотин Комсомольский-на-Амуре государственный университет https://orcid.org/0000-0003-3154-3481
  • Аунг. Вин Комсомольский-на-Амуре государственный университет
Ключевые слова:

упругость, пластичность, обтяжка, вариационные принципы, метод конечных элементов, поврежденность, дискретная задача оптимального управления, метод динамического программирования.

Аннотация

Рассматривается моделирование технологий обтяжки на прессе для изготовления обшивок двойной кривизны. Автоматизированное формообразование деталей требует разработки управляющей программы и электронной модели пуансона. Качество полученной детали будет зависеть от точности вычисленной и изготовленной формы оснастки, задающей упреждающую форму панели, и траектории деформирования листовой заготовки. При условии заданной оснастки ставится задача оптимального управления для поиска наилучшей траектории движения зажимов в оборудовании. Вводятся критерии оптимизации процессов деформирования, которые обеспечивают минимальную поврежденность и максимальные остаточные деформации. Вычисление критериев выполняется с помощью моделирования и анализа нелинейного деформирования панели с контактными ограничениями методом конечных элементов. Формулируется дискретная задача оптимального управления, которая решается методом динамического программирования. Алгоритмы численного метода, реализованные в пакете программ MSC.Marc, позволяют вычислить оптимальные параметры работы обтяжного пресса. Программная реализация алгоритма выполнена в последовательном и параллельном режимах. На основе вычислительных экспериментов показана эффективность параллельного расчета на кластере вычислительных машин.

Об авторах

К.С. Бормотин,

Комсомольский-на-Амуре государственный университет
проспект Ленина, 27, 681013, Комсомольск-на-Амуре
• профессор

Аунг. Вин,

Комсомольский-на-Амуре государственный университет
проспект Ленина, 27, 681013, Комсомольск-на-Амуре
• профессор

Литература

  1. Молод М.В. Управление процессом формообразования обшивок на оборудовании с ЧПУ // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2011. 7, № 12. 62-64.
  2. Белых С.В., Кривенок А.А., Мироненко В.В., Мишагин В.А. Определение положения пуансона в рабочем пространстве обтяжного пресса FET в процессе технологической подготовки производства // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2013. № 12. 36-40.
  3. Михеев В.А., Гречников Ф.В., Дементьев С.Г., Самохвалов В.П., Савин Д.В., Сурудин С.В. Моделирование кинематической схемы последовательной обтяжки оболочек двояковыпуклой формы на обтяжном прессе FEKD // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2014. 16, № 6. 172-179.
  4. Михеев В.А., Клочков Ю.С., Кузина А.А., Гречникова А.Ф., Савин Д.В. Выбор кинематической схемы формообразования обтяжкой обводообразующих оболочек сложной пространственной формы // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета. 2012. № 5. 239-245.
  5. Колесников А.В., Мироненко В.В., Чеславская А.А., Шмаков А.К. Оптимизация технологических процессов изготовления деталей из листа средствами виртуального технологического моделирования // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2013. № 12. 73-77.
  6. Крупский Р.Ф., Кривенок А.А., Станкевич А.В., Белых С.В., Мироненко В.В. Моделирование кинематики движения рабочих элементов обтяжного пресса FET // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2014. № 9. 40-44.
  7. Мироненко В.В., Чеславская А.А., Белых С.В. Моделирование обтяжки летательных аппаратов с учетом эффектов, возникающих в зонах зажатия губками // Ученые записки Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета. 2014. 1, № 2. 13-18.
  8. Peng J., Li W., Han J., Wan M., Meng B. Kinetic locus design for longitudinal stretch forming of aircraft skin components // Int. J. Adv. Manuf. Technol. 2016. Vol. 86, N 9-12. 3571-3582.
  9. Kurukuri S., Miroux A., Wisselink H., van den Boogaard T. Simulation of stretch forming with intermediate heat treatments of aircraft skins // Int. J. Mater. Form. 2011. Vol. 4, N 2. 129-140.
  10. Бормотин К.С., Вин Аунг. Метод решения обратной задачи в процессе обтяжки панели // Вестник ЧГПУ им. И.Я. Яковлева. Серия: Механика предельного состояния. 2018. № 3. 48-58.
  11. Бормотин К.С. Метод решения обратных задач неупругого деформирования тонкостенных панелей // Вычислительные методы и программирование. 2017. 18. 359-370.
  12. Радченко В.П., Саушкин М.Н. Ползучесть и релаксация остаточных напряжений в упрочненных конструкциях. М.: Машиностроение-1, 2005.
  13. Wriggers P. Computational contact mechanics. Heidelberg: Springer, 2006.
  14. Коробейников C.H. Нелинейное деформирование твердых тел. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2000.
  15. Bathe K.-J. Finite element procedures. Upper Saddle River: Prentice Hall, 1982.
  16. Marc 2016. Vol. A: Theory and User Information, MSC.Software Corporation (http://www.mscsoftware.com/product/marc).
  17. Васильев Ф.П. Методы оптимизации. М.: Факториал Пресс, 2002.
  18. Моисеев Н.Н. Элементы теории оптимальных систем. М.: Наука, 1975.
  19. Бормотин К.С., Вин Аунг. Метод динамического программирования в задачах оптимального деформирования панели в режиме ползучести // Вычислительные методы и программирование. 2018. 19. 470-478.
Опубликован
2019-10-29
Как цитировать
Бормотин К.С., Вин Аунг. Численный метод оптимизации процесса формообразования панелей обтяжкой // Вычислительные методы и программирование. 2019. 20. 386-395. doi 10.26089/NumMet.v20r434
Раздел 1. Вычислительные методы и приложения

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)

1 2 > >>