DOI: https://doi.org/10.26089/NumMet.v20r434

Численный метод оптимизации процесса формообразования панелей обтяжкой

Авторы


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.


Загрузки

Опубликован

29.10.2019

Выпуск

Раздел

Раздел 1. Вычислительные методы и приложения

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


Библиографические ссылки

  1. M. V. Molod, “Control of a Shell-Forming Process Using the NC-Machining Technique,” Vestn. Voronezh Gos. Tekh. Univ. 7 (12), 62-64 (2011).
  2. S. V. Belykh, A. A. Krivenok, V. V. Mironenko, and V. A. Mishagin, “Stretch Die Position Determination in Fet-Type Sheet Stretch Press Workspace during Preproduction Engineering,” Vestn. Irkutsk Gos. Tekh. Univ., No. 12, 36-40 (2013).
  3. V. A. Miheev, F. V. Grechnikov, S. G. Dementyev, et al., “Simulation of Kinematic Scheme Serial of Shells Stretch-Forming Double-Convex Form on Stretch-Forming Press FEKD,” Izv. Samara Nauch. Tsentra Ross. Akad. Nauk 16 (6), 172-179 (2014).
  4. V. A. Miheev, Y. S. Klochkov, A. A. Kuzina, et al., “The Choice of the Kinematic Forming Scheme by Stretch Forming of Contour Shells of Complex Spatial Shape,” Vestn. Samara Gos. Aerokosm. Univ., No. 5, 239-245 (2012).
  5. A. V. Kolesnikov, V. V. Mironenko, A. A. Cheslavskaya, and A. K. Shmakov, “Optimization of Technological Processes of Manufacturing Parts from Sheets by Virtual Technological Simulation Tools,” Vestn. Irkutsk Gos. Tekh. Univ., No. 12, 73-77 (2013).
  6. R. F. Krupskiy, A. A. Krivenok, A. V. Stankevich, et al., “Modeling Motion Kinematics of FET Stretch Forming Press Working Elements,” Vestn. Irkutsk Gos. Tekh. Univ., No. 9, 40-44 (2014).
  7. V. V. Mironenko, A. A. Cheslavskaya, and S. V. Belykh, “Simulation of Stretch-Forming of Airborne Vehicle Skin with Regard to the Effects Arising in the Zones of the Workpiece Blank Clamping by Jaws,” Uchen. Zap. Komsomolsk-on-Amur Gos. Tekh. Univ. 1 (2), 13-18 (2014).
  8. J. Peng, W. Li, J. Han, et al., “Kinetic Locus Design for Longitudinal Stretch Forming of Aircraft Skin Components,” Int. J. Adv. Manuf. Technol. 86 (9-12), 3571-3582 (2016).
  9. S. Kurukuri, A. Miroux, H. Wisselink, and T. van den Boogaard, “Simulation of Stretch Forming with Intermediate Heat Treatments of Aircraft Skins,” Int. J. Mater. Form. 4 (2), 129-140 (2011).
  10. K. S. Bormotin and Win Aung, “Method of Solving the Inverse Problem in the Process of Panel Stretch-Forming,” Vestn. Chuvash Gos. Univ., Ser. Mekh., No. 3, 48-58 (2018).
  11. K. S. Bormotin, “A Method for Solving Inverse Problems of Inelastic Deformation of Thin-Walled Panels,” Vychisl. Metody Programm. 18, 359-370 (2017).
  12. V. P. Radchenko and M. N. Saushkin, Creep and Relaxation of Residual Stresses in Hardened Structures (Mashinostroenie-1, Moscow, 2005) [in Russian].
  13. P. Wriggers, Computational Contact Mechanics (Springer, Heidelberg, 2006).
  14. S. N. Korobeinikov, Nonlinear Deformation of Solids (Izd. Ross. Akad. Nauk, Novosibirsk, 2000) [in Russian].
  15. K.-J. Bathe, Finite Element Procedures (Prentice Hall, Upper Saddle River, 1982).
  16. Marc 2016, Vol. A: Theory and User Information, MSC.Software Corporation.
    http://www.mscsoftware.com/product/marc . Cited September 30, 2019.
  17. F. P. Vasil’ev, Methods of Optimization (Faktorial Press, Moscow, 2002) [in Russian].
  18. N. N. Moiseev, Elements of the Theory of Optimal Systems (Nauka, Moscow, 1975) [in Russian].
  19. K. S. Bormotin and Win Aung, “A Method of Dynamic Programming in the Problems of Optimal Panel Deformation in the Creep Mode,” Vychisl. Metody Programm. 19, 470-478 (2018).