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《西南交通大学》 2019年
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考虑参数和代理模型不确定性的板料成形回弹稳健控制研究

潘贝贝  
【摘要】:板料成形是现代工业中一种非常重要的加工方法,特别是在汽车领域得到了广泛的应用。汽车车身的大部分零件是由覆盖件组成,在覆盖件的成形过程中,出现的回弹缺陷会严重影响汽车的装配精度。通过优化工艺参数的方法可以对回弹进行控制,从而获得满足生产要求的汽车覆盖件。在板料成形过程中,材料参数和工艺参数存在着不同程度的波动,这种参数的不确定性会降低产品的成形质量,需要进行稳健设计。同时,稳健设计中广泛使用代理模型替代真实模型,不可避免地存在代理模型不确定性,如果忽略这种不确定性,可能会导致最优解失效。因此,综合考虑参数不确定性和代理模型不确定性的影响,提出了一种新的稳健设计方法,并将该方法应用到复杂冲压件的回弹控制中,主要的工作内容如下:为了分析影响产品质量的因素,采用了一种似然函数因素筛选法。利用一个案例对似然函数因素筛选法的可行性进行验证。考虑代理模型不确定性对稳健设计的影响,根据遗传算法和贝叶斯估计理论,运用了一种基于遗传算法的贝叶斯估计方法,对代理模型的系数进行估计。利用四个数学算例对基于遗传算法的贝叶斯估计方法的有效性进行验证。考虑参数不确定性对冲压件产品质量稳健性的影响,在基于单层优化结构的容差稳健模型的基础上,根据区间分析理论改进了一种基于内外层优化结构的容差稳健模型。将提出的模型应用到NUMISHEET93方盒件的稳健设计中,并选择确定性优化设计方法作对比研究。结果表明:基于内外层优化结构的容差稳健设计方法可以有效地提高冲压件产品质量的稳健性。利用提出的稳健设计方法对NUMISHEET2016路虎件的回弹进行控制,并选择3个特定截面的最大回弹量作为优化目标。首先,利用似然函数因素筛选法,确定对优化目标影响显著的关键因素。其次,通过基于遗传算法的贝叶斯估计方法,建立关键因素与优化目标之间的代理模型。然后,建立基于内外层优化结构的容差稳健模型。最后,利用遗传算法对容差稳健模型进行优化,获得最优工艺参数。利用基于单层优化结构的容差稳健设计方法作对比研究,结果表明:提出的稳健设计方法使3个优化目标的稳健性分别提高了28%、29.2%和35.3%。因此,利用提出的综合考虑两种不确定性的稳健设计方法对工艺参数进行优化,可以有效地控制回弹,且稳健性更好。
【学位授予单位】:西南交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:U466;TG386

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