[发明专利]基于响应面法优化弯曲模成形工艺参数的方法及装置

说明书

本发明公开了基于响应面法优化弯曲模成形工艺参数的方法及装置，所述方法：采用有限元模拟的数据获取设计空间的散射点集；所述散射点集包括将设计域散射成均匀分布的设计点，所述设计点包括设计域网格内点X_i和近邻域网格内点X_i+1；采用所述设计域网格内点X_i搜索所述近邻域网格内点X_i+1，构建目标函数，通过响应面网格近邻搜索的策略获取所述目标函数的最优解。本发明采用散射近似和响应面网格近邻搜索优化的方法，在满足弯曲工艺参数的优化设计的高精度的同时，又能够以较低的时间成本实现弯曲工艺参数的设计优化。

技术领域

本发明涉及弯曲工艺参数优化的技术领域，尤其涉及一种基于响应面法优化弯曲模成形工艺参数的方法及装置。

背景技术

航空、航天、汽车工业、船舶制造业中的零件需要用弯曲的方法进行成形，对于弯曲模成形工艺参数的优化设计，有限元(FEM)模拟是常用的方法，经常被用来替代真实的弯曲工艺实验，但是大型复杂零件的弯曲成形工艺参数的模拟与优化的时间成本仍然较高。例如，一个汽车大型覆盖件的弯曲成形全过程FEM模拟往往需要十多个小时才可以完成，因此直接用一个模拟程序来优化设计方案，以找出最佳设计空间的时间成本仍然是很高的。同时存在很多近似计算方法可以完成工艺参数的优化设计，如人工神经网络、径向基函数、最小二乘法、支持向量回归等都可以在减少大量计算费用的情况下尽可能模拟原系统。上述这些模型的质量对优化设计的收敛精度和计算量有重要影响，其质量依赖于计算机模拟和真实工艺实验的样本点，通常更多的样本点能提供更多的计算信息，但是这也大大提高了计算的成本，采用少的样本点成本则低，但会造成模型不精确，因此，在弯曲模成形工艺参数的优化设计与建模过程中，如何在高精度与低成本之间寻求平衡是一个重要的工程问题。

在使用弯曲模进行金属板料弯曲成形时，通常会采用各种最优化设计技术来解决金属板料弯曲的工艺参数的优化问题，而这往往会导致时间成本昂贵的函数评估过程，特别是当成本和约束函数是通过包含大量精细网格、非线性几何和材料行为的有限元模拟获得的时候。

发明内容

本发明目的在于，提供一种基于响应面法优化弯曲模成形工艺参数的方法及装置，采用散射近似和响应面网格近邻搜索优化的算法，其中，所述响应面网格近邻搜索优化的算法采用局部非线性近似的方法来完成对目标函数的迭代拟合，以减少弯曲成形工艺参数优化中函数评估的成本，在满足弯曲工艺参数的优化设计的高精度的同时，又能以较低的时间成本实现弯曲工艺参数的设计优化，从而实现高精度与低成本之间的均衡。

为实现上述目的，本发明实施例提供一种基于响应面法优化弯曲模成形工艺参数的方法，包括：

采用有限元模拟的数据获取设计空间的散射点集；

所述散射点集包括将设计域散射成均匀分布的设计点，所述设计点包括设计域网格内点X_i和近邻域网格内点X_i+1；

采用所述设计域网格内点X_i搜索所述近邻域网格内点X_i+1，构建目标函数，通过响应面网格近邻搜索的策略获取所述目标函数的最优解。

优选地，所述采用所述设计域网格内点X_i搜索所述近邻域网格内点X_i+1，构建目标函数，通过响应面网格近邻搜索的策略获取所述目标函数的最优解，包括：

所述根据所述设计域网格内点X_i搜索所述近邻域网格内点X_i+1，由所述近邻域网格内点X_i+1的虚拟设计集、网格大小和规模进行搜索。

优选地，所述采用所述设计域网格内点X_i搜索所述近邻域网格内点X_i+1，构建目标函数，通过响应面网格近邻搜索的策略获取所述目标函数的最优解，包括：