隨著制造業(yè)的飛速發(fā)展,汽車的輕量化、安全性能成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)
。為了保證汽車安全性能的同時實現(xiàn)輕量化,高強(qiáng)鋼被應(yīng)用于汽車車身的制造。然而高強(qiáng)鋼成形性能較差,傳統(tǒng)沖壓較難滿足汽車高強(qiáng)度零件的生產(chǎn),因此工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用熱沖壓技術(shù),在提高高強(qiáng)鋼成形性能的同時可降低回彈,保證零件成形精度
。
熱沖壓工藝一般包含加熱、轉(zhuǎn)移、成形、保壓淬火、鐳射等流程。高強(qiáng)鋼的馬氏體轉(zhuǎn)化在模內(nèi)保壓淬火環(huán)節(jié)完成,馬氏體轉(zhuǎn)化情況主要取決于冷卻溫度和冷卻速率
。冷卻水道的結(jié)構(gòu)、排布等對該過程的冷卻溫度、速率、均勻程度等方面有著重要影響,決定了成形零件的最終性能。同時,水道設(shè)計還會影響模具的強(qiáng)度和使用壽命
。因此,熱沖壓模冷卻水道設(shè)計的合理性成為了當(dāng)前熱沖壓行業(yè)所關(guān)心的核心問題之一。熱沖壓模的設(shè)計僅憑借工程經(jīng)驗較難達(dá)到預(yù)期的成形與冷卻效果,在最初設(shè)計后常需經(jīng)過多次試模與修模,而在設(shè)計過程中借助數(shù)值仿真和數(shù)學(xué)模型進(jìn)行模擬預(yù)測能夠節(jié)約時間與試模成本,提高效率。以下基于響應(yīng)面法(response surface methodology,RSM)函數(shù)模型與NSGA-II結(jié)合的數(shù)值仿真對熱沖壓模冷卻水道設(shè)計和尋找最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)組合的方法展開討論,為熱沖壓模設(shè)計與生產(chǎn)提供參考和依據(jù)。
如圖1所示,以某汽車門檻加強(qiáng)板總成為例,對其熱沖壓模下模開展水道設(shè)計與優(yōu)化。由于門檻加強(qiáng)板總成的對稱性,取其中一側(cè)作為研究對象,該加強(qiáng)板總成的外形尺寸為1 271 mm×201.8 mm×75.8 mm。沖壓板料為異形板,規(guī)格為1 281.4 mm×314.5 mm×1 mm,如圖2所示。
板料材料為22MnB5鋼,圖3所示為材料應(yīng)力應(yīng)變曲線,由熱模擬試驗機(jī)模擬生產(chǎn)線上板料加熱保溫出爐自然冷卻到進(jìn)入模具沖壓的溫度后進(jìn)行恒溫拉深獲得,熱物理性能如表1所示
。
成形該零件的模具如圖4所示,凸、凹模的規(guī)格 分別為1 360 mm×303.5 mm×137.5 mm和1 360 mm×316 mm×138 mm。上模由兩側(cè)壓邊部分和中心部分組成凹模,凸模在下模。凸、凹模材料為H13鋼,材料熱物理性能如表2所示
。
為了研究模具在服役過程中的受力情況,在ABAQUS中對該汽車門檻加強(qiáng)板總成的沖壓過程進(jìn)行仿真計算,上模沖壓速度設(shè)置為0.25 m/s,時間為0.3 s,板料溫度為750℃,獲得了板料成形后應(yīng)力分布及板料、模具接觸面的接觸壓強(qiáng)分布情況,分別如圖5、圖6所示。
按GB3358-1982《統(tǒng)計學(xué)名詞及符號》的規(guī)定一律采用斜體排印。(1)樣本的算術(shù)均數(shù)用英文小寫中位數(shù)用M;(2)標(biāo)準(zhǔn)差用英文小寫s;(3)標(biāo)準(zhǔn)誤用英文小寫Sx;(4)t檢驗用英文小寫t;(5)F檢驗用英文大寫F;(6)卡方檢驗用希文小寫χ2;(7)相關(guān)系數(shù)用英文小寫r;(8)q檢驗用英文小寫q;(9)概率用英文大寫P(P值前應(yīng)給出具體檢驗值,如t值、F值等);(10)比值比用英文大寫OR。
在小學(xué)體育教學(xué)中,足球教學(xué)是不可或缺的重要組成部分,對于學(xué)生的身心發(fā)展有著重要的意義。同時,小學(xué)足球教學(xué)效果還承擔(dān)著培養(yǎng)學(xué)生足球興趣的責(zé)任,是為我國培養(yǎng)足球運(yùn)動人才的首要階段。但目前來說,小學(xué)體育足球教學(xué)中還存在著許多的問題和不足,影響了學(xué)生足球運(yùn)動能力的提高,也限制了體育課堂的總體教學(xué)效果。因此,小學(xué)體育教師應(yīng)不斷提高自身的教學(xué)能力,引入現(xiàn)代化的教育理念和教學(xué)方式,反思和優(yōu)化當(dāng)前的足球教學(xué)模式,使其更加符合新時期小學(xué)體育教學(xué)的要求和學(xué)生身心發(fā)展的需要,促進(jìn)學(xué)生足球運(yùn)動能力的提升。
式中:
——待定系數(shù)
,
β
,
β
,
……
β
所構(gòu)成的向量;
——各樣本點(diǎn)的
值所構(gòu)成的向量;
——各樣本點(diǎn)的
值所構(gòu)成的向量。
通過ABAQUS內(nèi)部映射接觸壓強(qiáng)到無水道的凸模實體模型表面進(jìn)行穩(wěn)態(tài)靜力學(xué)仿真計算,獲得未加工水道的凸模實體在沖壓階段的應(yīng)力分布情況,如圖9所示。將凸模頂端凸臺附近的高應(yīng)力區(qū)視為水道設(shè)計的特殊區(qū)域并記為區(qū)域1;將區(qū)域1以外的視為水道設(shè)計的一般區(qū)域,如圖10所示。
對于一般區(qū)域,模具水道附近型面較為一致且多為平面,將一般區(qū)域力學(xué)模型進(jìn)行簡化,如圖11所示,該模型可用于試算主要結(jié)構(gòu)變量(模具水道中心距
、水道直徑
、水道中心與模具型面距離)在不同接觸壓強(qiáng)下的屈服風(fēng)險。
截取計算所得最大應(yīng)力區(qū)域附近的模具段,并根據(jù)模具分塊情況將中間部分作為區(qū)域1的設(shè)計參數(shù)試算模型,如圖12所示,紫色箭頭(淺色)示意映射到表面的最大接觸壓強(qiáng)分布。該模型可預(yù)測模具不同水道結(jié)構(gòu)參數(shù)在最危險情況下的屈服風(fēng)險。
對于多項式響應(yīng)面函數(shù)的待定系數(shù)可以采用最小二乘法進(jìn)行求解,如式(4)所示:
根據(jù)模具零件型面的特征,圖14所示中間方框內(nèi)型面在
方向上的延伸更長,與板料的接觸面積更大,所以該區(qū)域的水道分布設(shè)計需要適應(yīng)下模部分的結(jié)構(gòu)需求,將模具這部分區(qū)域記為區(qū)域2。將區(qū)域2內(nèi)水道的中心距作為單獨(dú)變量
進(jìn)行設(shè)計,區(qū)域2內(nèi)水道的數(shù)目、直徑以及與模具零件型面間距離與一般區(qū)域內(nèi)的水道設(shè)計參數(shù)一致。
關(guān)于不同區(qū)域間過渡部分的水道結(jié)構(gòu)參數(shù),按照圖15中的方法進(jìn)行設(shè)計。過渡部分的水道中心距
變更為第1個區(qū)域水道中心距
與第2個區(qū)域水道中心距
之和的一半,其余水道結(jié)構(gòu)參數(shù)與各自區(qū)域內(nèi)結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)保持一致。
將計算結(jié)果和各參數(shù)進(jìn)行整理,最終設(shè)計變量為
、
、
、
、
、
共 6 個,結(jié)構(gòu)參數(shù)及范圍如表3所示。
采用基于最小距離最大優(yōu)化準(zhǔn)則、最優(yōu)超立方采樣的方法進(jìn)行仿真參數(shù)組合試驗設(shè)計,取樣本數(shù)為40,維度與變量數(shù)一致(即六維),共進(jìn)行40組仿真試驗
。
對于熱沖壓工藝,成形零件性能均勻性和回彈取決于保壓淬火時模具接觸面溫度的均勻性,生產(chǎn)效率取決于模具的冷卻效率,模具零件的疲勞失效也與溫度均勻性和冷卻效率密切相關(guān)
。為了在確保成形零件質(zhì)量的基礎(chǔ)上提高生產(chǎn)效率、延長模具使用壽命,以模具零件型面溫度的均勻度、最高溫度和平均溫度作為優(yōu)化目標(biāo)。其中,模具零件型面的最高溫度記為
,可直接讀??;模具零件型面的平均溫度記為
,由式(1)表達(dá);模具零件型面溫度的均勻度通過溫度標(biāo)準(zhǔn)偏差表征,記為
,由式(2)表達(dá),
的值越小說明溫度分布越均勻。
式中:
T
——模具零件型面單元平均溫度,℃;
V
——模具零件型面單元體積,m
;
——模具零件型面單元總數(shù)。
在事件營銷中,企業(yè)要想達(dá)到傳播的廣度和深度,首先第一傳播媒介一定要選對。信息化社會的今天,網(wǎng)絡(luò)媒體之所以成為企業(yè)營銷渠道中不可缺失的一環(huán),就在于其帶來的巨大效應(yīng)。杜蕾斯“百人試戴”直播能夠掀起如此大的熱議,得益于直播平臺、社交平臺等網(wǎng)絡(luò)媒介的助力。
將第1個周期的模具零件型面溫度與分布高低作為評判模具內(nèi)冷卻水道結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)合理性的依據(jù),冷卻水溫度為10℃、水路出入口壓差為0.8 MPa,保壓淬火為8 s、脫模時間為6 s。計算結(jié)果如表4所示。
造林密度與平均冠幅整體上呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系;其回歸方程分別表示平均冠幅y=-0.000 6x+4.063 5,相關(guān)指數(shù)R2=0.897 5,見圖4。
健全的法律法規(guī)是金融風(fēng)險防控的前提,目前對大數(shù)據(jù)的應(yīng)用仍有很大的法律空白,國家應(yīng)順應(yīng)形勢的發(fā)展,出臺行之有效的適應(yīng)大數(shù)據(jù)發(fā)展的法律法規(guī),讓大數(shù)據(jù)在法律體制的保護(hù)下防范金融風(fēng)險,為其保駕護(hù)航,這樣大數(shù)據(jù)才能發(fā)揮出其應(yīng)用的功效。
借助專業(yè)試驗設(shè)計分析軟件Design-Expert可以更快捷地處理試驗結(jié)果,獲得響應(yīng)面函數(shù)并實現(xiàn)數(shù)據(jù)擬合分析等功能。使用簡化二階響應(yīng)面函數(shù)模型擬合仿真結(jié)果所構(gòu)建的
、
和
預(yù)測函數(shù),分別通過式(5)、式(6)、式(7)表達(dá)。
根據(jù)試算的仿真計算結(jié)果可以描繪存在高屈服風(fēng)險的設(shè)計區(qū)域,如圖13所示,所有水道中心位置的設(shè)計應(yīng)分布于該高風(fēng)險設(shè)計區(qū)域的外部,同時參考各區(qū)域的參數(shù)范圍選取表進(jìn)行結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計,可以保證模具的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求。將水道中心點(diǎn)
與型面偏置曲線上
點(diǎn)間的距離占偏置曲線
段(高風(fēng)險設(shè)計區(qū)域外部分)的比例記為位置參數(shù)
,以此來選定區(qū)域水道的位置分布。
截取凸模具有形狀尺寸特征的3個截面,如圖7所示,在每個截面按
軸方向沿模具零件型面繪制各自路徑上的接觸壓強(qiáng)分布趨勢曲線,如圖8所示。各特征截面的接觸壓強(qiáng)分布趨勢類似,大部分區(qū)域的接觸壓強(qiáng)小于400 MPa,而在距截面路徑起始點(diǎn)100~125 mm的區(qū)域具有較大的接觸壓強(qiáng),該受力段對應(yīng)頂端小凸臺的凸圓角附近區(qū)域。
2.產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)也需要進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。發(fā)達(dá)國家實際上很早就開始走綠色經(jīng)濟(jì)和持續(xù)發(fā)展的道路,它們將污染較高且資源消耗嚴(yán)重的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移到發(fā)展中國家或者落后地區(qū)。對于我國來說,其作為有責(zé)任感的國家,自然不能學(xué)習(xí)這一方法,但是給我們的啟迪就是,我國必須對自身的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,針對污染型產(chǎn)業(yè)必須予以取締,并大力支持和鼓勵綠色環(huán)保企業(yè)。對于政府來說,也要為企業(yè)提供必要的政策支持,特別是要對那些高科技、綠色產(chǎn)業(yè)予以扶持,為綠色社會構(gòu)建好的平臺與空間。對于我們自身來說,也必須要有維護(hù)生態(tài)的社會責(zé)任,不奢侈消費(fèi),堅決舉報環(huán)境污染現(xiàn)象。
多項式響應(yīng)面模型是常用的近似模型
,以確定性的試驗結(jié)果為基礎(chǔ),通過多項式擬合設(shè)計空間的方法,將代數(shù)多項式作為基函數(shù),用最小二乘法求出代數(shù)多項式的系數(shù),構(gòu)建響應(yīng)面函數(shù)模型
。多項式響應(yīng)面函數(shù)模型的基本形式如式(3)所示:
表5所示為3個函數(shù)模型的擬合統(tǒng)計分析結(jié)果,3個函數(shù)模型的
均在0.8以上,符合擬合精度要求。Adeq精度用于測量信噪比,比率大于4表明信號充足,模型可用于導(dǎo)航設(shè)計空間。
圖16所示為3個響應(yīng)函數(shù)模型的誤差分析,圖16中斜線表示45°無誤差線,預(yù)測值數(shù)據(jù)點(diǎn)越靠近45°無誤差線表示預(yù)測值與實際值越接近,模型預(yù)測越準(zhǔn)確。3個函數(shù)預(yù)測點(diǎn)均分布在45°無誤差線附近,其中平均溫度
的預(yù)測點(diǎn)在45°無誤差線附近分布最為緊密,預(yù)測效果最佳;溫度均勻度
的預(yù)測點(diǎn)在45°無誤差線附近分布較為稀疏,預(yù)測能力最弱。
借助MATLAB應(yīng)用NSGA-II遺傳算法流程如圖17所示
,結(jié)合上述3個優(yōu)化目標(biāo)的預(yù)測函數(shù)進(jìn)行尋優(yōu)獲得Pareto最優(yōu)解集。NSGA-II遺傳算法參數(shù)設(shè)置如下:最優(yōu)個體系數(shù)為0.3,種群大小為300,最大進(jìn)化代數(shù)為600,停止代數(shù)為400,適應(yīng)度函數(shù)偏差為1×10
。
為了尋求能夠使最終模具表面溫度最大值、均勻性、平均值均達(dá)到較小的結(jié)構(gòu)參數(shù)組合,希望在Pareto最優(yōu)點(diǎn)集中尋求三者同時分別與其所能達(dá)到的最小值最為接近的點(diǎn)。將Pareto點(diǎn)集中3個目標(biāo)響應(yīng)所能達(dá)到的最小值分別作為3個空間坐標(biāo)值,獲得空間內(nèi)的參考點(diǎn)記為極值原點(diǎn)(見圖18)。將3個響應(yīng)在其Pareto點(diǎn)集空間范圍的值分別進(jìn)行歸一化處理,通過計算選取到極值原點(diǎn)距離最小的Pareto點(diǎn)即為目標(biāo)的預(yù)測最優(yōu)選取點(diǎn)(見圖18)。
最優(yōu)點(diǎn)原始參數(shù)組合和調(diào)整后參數(shù)的組合預(yù)測值如表6所示。
(3)流程化、人性化的設(shè)備養(yǎng)護(hù)及維修管理。設(shè)備的維護(hù)和維修費(fèi)用對醫(yī)院來說,常常是一筆糊涂賬,因為沒有體系化的管理和分析〔11〕。通過本系統(tǒng),可以對設(shè)備的養(yǎng)護(hù)、維修進(jìn)行全流程化、全電腦化、人性化的管理,管理者可輕松掌握全院各科室設(shè)備的維護(hù)、維修情況以及通過對設(shè)備的故障率進(jìn)行分析,為將來的決策提供參照。另外,可對設(shè)備進(jìn)行有效的監(jiān)控和提醒,對定期需要保養(yǎng)的設(shè)備進(jìn)行主動提醒,從而避免因忽視保養(yǎng)引起設(shè)備故障,讓科室輕松地管理全院設(shè)備的使用、養(yǎng)護(hù)和維修狀態(tài)〔12〕。
比較經(jīng)驗設(shè)計(見圖20(a))與優(yōu)化設(shè)計(見圖20(b))的水路結(jié)構(gòu)及分布情況,經(jīng)驗設(shè)計的水道排布較為保守,對于截面不同位置均采用了相同的排布方式,而優(yōu)化設(shè)計的水道排布則有明顯區(qū)域性特征。
模具零件型面最高溫度、平均溫度和溫度均勻度的結(jié)果記錄在表7中。預(yù)測值均小于仿真計算結(jié)果,誤差絕對值均在1℃以內(nèi)。其中最高溫度
的預(yù)測最為準(zhǔn)確,絕對值誤差百分比僅為2.05%;平均溫度
的預(yù)測準(zhǔn)確度也較高,絕對值誤差百分比為4.96%;溫度均勻度
的預(yù)測準(zhǔn)確度欠佳,絕對值誤差百分比達(dá)到了23.88%,由于其數(shù)值較小,在預(yù)測趨勢無誤的情況下預(yù)測值誤差在可接受的范圍內(nèi)。
預(yù)測最優(yōu)參數(shù)組合的單周期仿真結(jié)束時模具零件型面的溫度分布情況如圖19所示。
對分離出的7株產(chǎn)蛋白酶菌株的菌落形態(tài)進(jìn)行觀察鑒定。通過革蘭氏染色和霉菌的乳酸石碳酸棉藍(lán)染色,觀察菌株的個體形態(tài),并確定有6株菌為革蘭氏陽性菌,觀察結(jié)果見表4。
對2種水道結(jié)構(gòu)的模具進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn)仿真,并監(jiān)測模具熱量累積點(diǎn)的溫度變化情況,如圖21所示,由于水道設(shè)計的不同模具熱量累積區(qū)域的位置也不同,如圖22所示,經(jīng)驗設(shè)計水道的模具高溫區(qū)域分布在模具零件型面中部凸緣區(qū)域,優(yōu)化設(shè)計水道的模具高溫區(qū)域集中分布在模具零件型面的相對外側(cè)區(qū)域。經(jīng)驗設(shè)計水道的模具高溫區(qū)域溫度明顯高于優(yōu)化設(shè)計,且高溫點(diǎn)溫度變化幅度較優(yōu)化設(shè)計更高。
騎桶前去的想法似乎是突如其來的,但顯然是在騎桶者想象自己像一個乞丐從而獲得了老板夫婦的同情與幫助的幻象刺激下產(chǎn)生的。這二者之間有什么邏輯關(guān)聯(lián)呢?這兩種想法看起來都有些走火入魔想入非非,但隱藏著深刻的心理潛流。
黃岡市貧困地區(qū)26家農(nóng)村基層醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)基本藥物使用情況調(diào)查 ……………………………………… 王文杰等(2):156
提取2種水道設(shè)計方式的模具在穩(wěn)定階段周期結(jié)束時的模具零件型面單元的仿真結(jié)果數(shù)據(jù),計算獲得模具零件型面最高溫度、平均溫度和溫度均勻度如表8所示。優(yōu)化設(shè)計的模具較經(jīng)驗設(shè)計的模具在服役時型面溫度明顯降低,最高溫度下降19.48℃,平均溫度降低16.55℃;溫度均勻程度大幅度提高,改善了39.01%。
水道設(shè)計不同的模具在穩(wěn)定階段的成形零件脫模溫度分布如圖23所示,優(yōu)化設(shè)計模具生產(chǎn)的零件脫模溫度明顯低于經(jīng)驗設(shè)計。提取板料單元仿真結(jié)果計算得到板料最高溫度、平均溫度、均勻程度如表9所示,優(yōu)化設(shè)計模具生產(chǎn)的板料脫模時最高溫度較經(jīng)驗設(shè)計降低了12.38℃,平均溫度降低了13.52℃,板料均勻程度改善了2.06%。
對穩(wěn)定階段成形零件不同區(qū)域(見圖24)的溫度變化情況進(jìn)行監(jiān)測并獲得監(jiān)測點(diǎn)不同溫度下的平均冷卻速率,如圖25所示。板料各監(jiān)測點(diǎn)的冷卻情況在2種設(shè)計中的趨勢較為一致,優(yōu)化設(shè)計中模具具有更大的冷卻速率,在實際生產(chǎn)時將更有利于板料完成馬氏體轉(zhuǎn)變和提高生產(chǎn)效率。
按照模具在熱沖壓過程中所受到的最大接觸力計算2種水道設(shè)計模具的應(yīng)力分布情況,如圖26所示。2種設(shè)計的模具最高應(yīng)力位置相同且大小相近,均低于1 400 MPa;其余位置應(yīng)力分布也較為類似,從截面應(yīng)力分布可以看出優(yōu)化設(shè)計的水道分布合理,沒有降低模具零件的強(qiáng)度。
對2種模具生產(chǎn)的零件不同位置(見圖27)的仿真回彈量進(jìn)行測量,結(jié)果如圖28所示。其中,柱狀圖為2種模具生產(chǎn)的零件各點(diǎn)回彈量絕對值的數(shù)值差,曲線展示了各點(diǎn)的回彈趨勢。從圖28可以看出,優(yōu)化設(shè)計模具所生產(chǎn)的零件各點(diǎn)回彈在零件周圍分布密度更高,且零件75%的點(diǎn)回彈量得到了改善,回彈量最高點(diǎn)(編號7)位置的回彈量減少了0.31 mm,總回彈量減少了4.17 mm。
通過對模具服役時應(yīng)力分布情況進(jìn)行分析劃分,并借助特征替代模型確定了不同區(qū)域的結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計范圍和設(shè)計區(qū)域。通過RSM函數(shù)法構(gòu)建了優(yōu)化目標(biāo)量(模具零件型面的最高溫度
、平均溫度
、溫度均勻度
)的預(yù)測模型,結(jié)合NSGA-II算法得到了水道結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)的最優(yōu)組合。經(jīng)過單周期仿真驗證,優(yōu)化設(shè)計模具零件型面的最高溫度
為34.08℃、平均溫度
為14.31℃、溫度均勻度
為 4.02 ℃,誤差分別為-0.07、-0.71、-0.97℃,預(yù)測結(jié)果較為準(zhǔn)確。將優(yōu)化設(shè)計水道的模具與經(jīng)驗設(shè)計水道的模具進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn)仿真,并從溫度、強(qiáng)度和成形零件質(zhì)量3個方面進(jìn)行了比較,結(jié)果表明:優(yōu)化設(shè)計模具零件型面最高溫度下降19.49℃,平均溫度降低16.55℃,溫度均勻程度提高了39.01%;優(yōu)化設(shè)計模具生產(chǎn)的零件脫模時最高溫度降低了12.38℃,平均溫度降低了13.52℃,均勻程度改善了2.06%;優(yōu)化設(shè)計水道模具最高應(yīng)力大小與經(jīng)驗設(shè)計相近,強(qiáng)度滿足設(shè)計要求;優(yōu)化設(shè)計模具生產(chǎn)的零件最大回彈量相對于經(jīng)驗設(shè)計減少了0.31 mm,總回彈量減少了4.17 mm。
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