文档介绍：上海交通大学
硕士学位论文
基于知识和神经网络的筒形件强力旋压工艺计算机辅助设计系
统研究
姓名:张剑
申请学位级别:硕士
专业:材料加工工程
指导教师:周雄辉
20070301
摘要
基于知识和神经网络的筒形件强力旋压工艺计算机辅助设计系
统研究
摘要
强力旋压是一种综合了锻造、挤压、拉伸、弯曲、环轧和滚压等工艺特点,用
于成形薄壁空心回转体零件的一种金属压力加工方法,被广泛用于工程机械、航空
航天、武器装备等制造领域。强力旋压是一个复杂的塑性成形过程,加工精度受多
种因素的影响,所以成形工艺的合理制定一直是该领域的一大难题。在实际生产过
程中,旋压工艺的制定主要依靠工艺人员通过一些简单的经验计算公式并结合个人
的实际经验,然后进行大量试旋的方法来确定最终的工艺参数。这种方式往往不仅
提高了对工艺人员经验素质的要求,而且带有很强的主观性和不确定性,容易导致
人力、物力和时间的浪费。本文结合某企业生产实际需求,对基于知识和神经网络
的筒形件强力旋压工艺计算机辅助设计系统进行研究与开发。
本文将知识工程引入旋压工艺领域中,对筒形件强力旋压工艺设计经验和知识
进行系统化处理,建立了旋压产品及工艺设计知识库,包括材料库、规则库、事例
库;提出了适合于筒形件强力旋压工艺事例表示、事例检索的方法,建立了事例的
相似度计算模型。
针对二次多项式响应曲面在解决非线性问题时的局限性,提出了以BP神经网络
为基础构建响应曲面的方法,建立材料参数、筒形件强力旋压工艺参数等与旋压力
最大变化值之间的映射关系,并结合粒子群优化算法求解,从而实现对筒形件强力
旋压工艺参数的优化。在对有限元基本理论和筒形件强力旋压工艺特点进行深入分
析的基础上,,建立了强力旋压的三维弹塑性有限元模,并对
优化实例进行了有限元模拟验证。
在以上研究的基础上,本文以AutoCAD为平台,开发了基于知识和神经网络的
强力旋压工艺辅助设计系统,该系统建立旋压产品及工艺设计知识库与数据库,提
II
摘要
供与CAD、数据库的接口;能完成产品建模、毛坯设计、工装设计、工艺参数的生
成、和对旋压知识的管理等功能;从而实现旋压工艺设计智能化,快速高效地制定
出合理的强力旋压工艺方案。最后过典型实例的应用介绍了软件模块的运行过程及
其特点。
通过本系统的研究,能加快旋压工艺参数的制定过程,具有一定的实际应用价
值。
关键词: 筒形件强力旋压人工神经网络知识库有限元智能设计工艺优
化
III
Abstract
Research puter Aid design of tube spinning process
parameters based on knowledge and work
ABSTRACT
Power spinning is a metal forming process, bine with the characteristic of
forging, extrusion, bending, deep drawing, ring roller, rolling and is frequently used for
manufacturing hollow rotational symmetric shapes. Power spinning is widely used in the
fields of aeronautics, astronautics, manufacture of weapons, is plicated plastic
forming process, because of plication of its deformation mechanism and the
multiple forming factors, the design techniques of its process parameters is immature. As a
result, engineers have to establish process parameters by some experience formulae,
trial-and-error approach. This means is usually of great subjectivity and uncertainty.
Highly qualified operators are needed towork out corresponding p