第42卷第3期 VoL. 42No.3
假压技木
FORGING &STAMPING TECHNOLOGY
基于BP-GA的大锻件过渡区宏观成形性能优化
肖红，戴甲洪，刘阁
（长江师范学院机械与电气工程学院，重庆408100）
2017年3月 Mar.2017
摘要：针对铝合金大型锻件局部加载成形工艺下过渡区筋部充填不满的间题，借助于BP神经网络和GA遗传算法与数值模拟技术相结合的策略对锻件的局部加载成形工艺参数进行了研究。以锻件过渡区填充性作为质量评价目标，建立了坏料温度压力机加载速度、第1道次压下量、进给量与质量指标之间的关系模型，利用遗传算法求解得到了合理的工艺参数：坏料温度为435℃，压力机加载速度为5mm·s-"，第1道次压下量为18mm，进给量为1165mm，并将得到的工艺参数进行再模拟，并应用于生产试制，生产后的锻件筋部过渡区充填完整，对比模拟结果，表明所提出的策略能有效对大型锻件局部加载成形过渡区充填问题进行控制。
关键调：铝合金大锻件；局部加载：填充性；人工神经网络；遗传算法 DOI:10. 13330/j issn. 1000-3940. 2017. 03, 034
中图分类号：TG316
文献标识码：A
文章编号：1000-3940（2017）03-0180-04
Optimization on forming capacityfor transition area of heavy
forgingbasedonBP-GA Xiao Hong,Dai Jiahong,Liu Ge
(College of Mechanical and Electrical Engineering, Yangtze Normal University, Chongqing 408100, China)
Abstract : For the problems of under flling for aluminum alloy heavy forging, the forming parameters under the local loading were studied by combining back propagation neural network and genetic algorithm with FEM. Then, the filling capacity of transition zone was regarded as e valuation objectives, a relationship model between billet temperature, press velocity, amount of depression, feed rate and quality index wa established, and the reasonable parameters were obtained with billet temperature 435 °C , press velocity 5 mm · s -', amount of depression 18 mm and feed rate 1165 mm. The forming process was simulated again with the above obtained parameters, and the practical manufacture was carried out. Therefore, the capacity of filling was good. It can be concluded that the filling problem can be effectively managed by the strategy proposed.
Key words: aluminum alloy heavy forging; local loading; fling capacity; artificial neural network; genetic algorithm
随着航空航天事业的不断发展，铝合金筋板类锻件因其优良的综合力学、物理性能而应用日趋广泛，以满足构件在轻量化、重载方面的要求(1-3)。这类锻件通常体积庞大，整体成形所需要的载荷远远超过实际工厂设备的加工能力，因此，须采用局部加载成形手段进行加工成形。但局部加载成形在有效降低成形载荷的同时，其成形过程的加载区、变形区和变形过渡区交替存在导致过渡区变形过程复杂，金属流动难以控制，而筋板类锻件由于其较大的高宽比，筋部成形本身相对困难[4-5]。因此，局部加载条件下成形大型筋板类锻件一直是一大工
收稿日期：20161008；修订日期：2016-12-10 作者筒介：肖红（1989-），男，硕士，助敦
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艺难题。为此，国内外学者针对局部加载成形工艺开展了相关研究。ZhangDW等[]研究了圆角半径以及拔模斜度对局部加载成形金属流动的影响。孙志超等{研究了加载方式以及加载工艺参数对局部加载成形过程过渡区宏观变形的影响，得到了各参数与筋部充填之间的规律。李志燕等[*]基于Defom 3D平台，针对大型复杂锻件建立了等温局部加载有限元模型，模拟分析了过渡区宽度、锻造温度、道次以及加载方式对过渡区成形的影响。而局部加载成形是一个多场多因素耦合作用下的高度非线性复杂过程，上述研究针对某单一因素或目标进行的控制手段往往不能很好地解决大型锻件的成形质量控制要求。
以某T型截面铝合金大型锻件为例，为控制其局部加载筋部充填问题，提出了将人工神经网络与遗传算法、试验设计和有限元相结合的综合解决方