[发明专利]一种大型复杂筋板件预锻成形初始毛坯优化设计方法

权利要求书

1.一种大型复杂筋板件预锻成形初始毛坯优化设计方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤，

(1)、提取预锻件结构，设计初始毛坯；

(2)、参数化建模，基于UG三维造型软件对预锻模具建模及初始毛坯进行参数化建模，构建初始毛坯关键尺寸参数化模型；

(3)、有限元模型，基于Deform-3D有限元模拟软件设置预锻成型边界条件，在步骤(2)的基础上进一步构建初始毛坯有限元模型；

(4)、找出初始毛坯各尺寸范围，确定优化目标；

(5)、构建响应面模型，采用Box-Benhnken(BBD)实验设计方法，设计响应面试验方案；

(6)、基于Deform-3D有限元软件模拟的基础上对步骤(5)得到的试验样本进行有限元模拟分析计算；

(7)、对模拟充填结果进行分析，建立坯料关键尺寸与充填之间的定量关联关系；

(8)、根据步骤(7)得到的响应值建立坯料关键尺寸与预锻模具之间充填的响应面模型；

(9)、极值求解，采用极值求解方法在步骤(8)建立的响应面模型的基础上确定最佳充填毛坯形状尺寸；

(10)、通过Deform-3D有限元模拟软件验证毛坯优化结果，采用物理缩比实验验证优化后初始毛坯充填情况。

2.根据权利要求1所述的一种大型复杂筋板件预锻成形初始毛坯优化设计方法，其特征在于：在确定初始毛坯厚度，模具中的放置位置，摩擦条件温度等工艺参数后，只对初始毛坯关键尺寸进行优化。

3.根据权利要求1所述的一种大型复杂筋板件预锻成形初始毛坯优化设计方法，其特征在于：采用UG三维造型软件对预锻模具及毛坯进行参数化建模，步骤(2)预锻模具与初始毛坯模型以stl.的格式导入Deform-3D有限元模拟软件。

4.根据权利要求1所述的一种大型复杂筋板件预锻成形初始毛坯优化设计方法，其特征在于：所述步骤(3)中所建立的有限元模型包括组合模具与初始预制坯的几何外形、初始预制坯与组合模具之间的摩擦因子、上模的下压速度及压下量、初始预制坯和组合模具的温度。

5.根据权利要求1所述的一种大型复杂筋板件预锻成形初始毛坯优化设计方法，其特征在于：对步骤(10)通过Deform-3D有限元模拟软件验证毛坯优化结果进行充填分析，和物理缩比实验；如果优化后的初始毛坯显著提高充填效果，使飞机隔框预锻件同时靠模，则满足要求，优化结束并输出优化结果，否则，重新构建响应面，继续优化。

6.根据权利要求1所述的一种大型复杂筋板件预锻成形初始毛坯优化设计方法，其特征在于：所述步骤(8)中在响应面模型中，将初始毛坯关键尺寸作为输入变量，模拟充填面积与实际面积差作为输出变量，根据初始毛坯关键尺寸不同构建出坯料关键尺寸与预锻模具之间充填的响应面模型。