基于拓扑优化的锻造预成形设计研究
Journal of Plasticity Engineering（2022）
Abstract
开展了基于拓扑优化的预成形设计方法研究,以坯料完全充满型腔和锻件整体变形均匀为优化目标,提出了一种基于充填性、 变形均匀性以及形状控制的多目标增删准则.详细给出了基于拓扑优化的预成形设计实现步骤和算法,包括单元场量追踪和传递、 单元增删过程、 单元增删数目的确定以及边界节点的拟合.基于拓扑优化算法,结合Deform-2D有限元模拟软件,开发了预成形优化设计程序.利用预成形拓扑优化程序对H形锻件预成形形状进行了优化设计.采用优化后的预成形方法进行终锻成形.结果表明,材料能完全充满型腔,飞边较小,没有折叠缺陷,应变均匀性得到了改善,最大成形载荷大大降低.优化后的预成形形状与终锻件的外形相似,形状复杂度适中,验证了算法的可靠性.
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