專利名稱：：一種基于優(yōu)化理論的汽車包邊模邊界縮進(jìn)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種包邊模邊界縮進(jìn)控制技術(shù)，特別涉及一種基于優(yōu)化理論的汽車包邊模邊界縮進(jìn)控制方法。
背景技術(shù)：
：汽車的左右車門、前后車門，發(fā)動(dòng)機(jī)蓋和行李箱蓋，即四門兩蓋，是汽車車身總成的重要組成部分，也是汽車上需要包邊的部件。在包邊時(shí)，待包邊向內(nèi)翻折90。包住內(nèi)板邊緣。理論分析和試驗(yàn)表明，很難做到將待包邊從90。一步翻折至O。包住內(nèi)板邊緣。因此，其包邊工藝(參照?qǐng)D1至圖3)包括先定位、壓緊(圖1所示)；將待包邊從90°翻折至45°(圖2所示)，然后再將其從45。翻折至(T并壓實(shí)(圖3所示)。目前普遍采用的是模具壓合包邊，通過采用一套模具同時(shí)完成45。包邊和90°包邊。板料包邊是汽車的四門兩蓋部件生產(chǎn)的最后一道工序，所以包邊質(zhì)量的好壞會(huì)對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量有很大影響。而板料包邊后的邊界縮進(jìn)P(參見圖4、圖5)對(duì)汽車板料包邊后的裝配及板料之間的縫隙是否均勻有很大的影響，所以如何使邊界縮進(jìn)為最小是企業(yè)十分關(guān)心的問題。但由于汽車板料包邊模的復(fù)雜性，影響板料包邊后邊界縮進(jìn)的影響參數(shù)的不確定性，且板料變形區(qū)域小，在利用商業(yè)軟件計(jì)算汽車板料包邊的邊界縮進(jìn)時(shí)計(jì)算時(shí)間很長(zhǎng)，且不能對(duì)板料包邊后的邊界縮進(jìn)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，在實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)邊界縮進(jìn)的控制都是依靠設(shè)計(jì)者和模型調(diào)試人員的經(jīng)驗(yàn)，就造成了包邊模邊界縮進(jìn)控制難度大，其設(shè)計(jì)和調(diào)試的成本高。目前尚未有一種效率高、成本低、易掌握的邊界縮進(jìn)控制技術(shù)來(lái)給包邊模的設(shè)計(jì)人員以指導(dǎo)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的問題是提供一種效率高、成本低、易掌握的基于優(yōu)化理論的汽車包邊模邊界縮進(jìn)控制方法。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是基于優(yōu)化理論的汽車包邊模邊界縮進(jìn)控制方法包括以下步驟1.選擇翻邊轉(zhuǎn)角半徑Rd、立邊邊高度H、內(nèi)外板之間的間隙G作為板料包邊后邊界縮進(jìn)P的設(shè)計(jì)參數(shù)；2.對(duì)所述設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行參數(shù)轉(zhuǎn)化，以消除它們之間的大小關(guān)系；3.用拉丁超立方實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法在上述設(shè)計(jì)參數(shù)Rd、H、G組成的空間中進(jìn)行采樣，得到能反映整個(gè)采樣空間特征的一系列樣本點(diǎn)；4.用有限元軟件對(duì)所述樣本點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，得到在樣本點(diǎn)的邊界縮進(jìn)P;5.根據(jù)得到的邊界縮進(jìn)P建立基于徑向基函數(shù)的近似模型；6.用近似模型進(jìn)行確定性優(yōu)化，得到使邊界縮進(jìn)P達(dá)到最小的所述設(shè)計(jì)參數(shù)的最優(yōu)組合。本發(fā)明的特點(diǎn)是通過選擇影響板料包邊后邊界縮進(jìn)P的敏感性設(shè)計(jì)參數(shù)翻邊轉(zhuǎn)角半徑Rd、立邊邊高度H、內(nèi)外板之間的間隙G，建立板料包邊的徑向基函數(shù)近似模型，并用近似模型代替真實(shí)模型進(jìn)行優(yōu)化，獲得使邊界縮進(jìn)達(dá)到最小的設(shè)計(jì)參數(shù)的最優(yōu)組合，使得優(yōu)化結(jié)果可以在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用，用以指導(dǎo)包邊模的設(shè)計(jì)人員。本發(fā)明方法使得包邊模的設(shè)計(jì)更加容易，計(jì)算效率大大的提高，從而可以大大的縮減包邊模的設(shè)計(jì)成本，而且容易掌握。圖1至圖3是板料包邊工藝示意圖；圖4、圖5是板料在包邊后的邊界縮進(jìn)P示意圖；圖6是板料在包邊時(shí)的翻邊轉(zhuǎn)角半徑Rd、立邊邊高度H、內(nèi)外板之間的間隙G示意圖；圖7是包邊板料設(shè)計(jì)參數(shù)及經(jīng)過轉(zhuǎn)化后各個(gè)參數(shù)的關(guān)系示意圖。具體實(shí)施例方式本發(fā)明包括以下步驟1、見圖6，板料的內(nèi)板1和外板2在包邊時(shí)，對(duì)可能影響板料包邊后邊界縮進(jìn)(P)的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行單因素敏感性分析，找到影響包邊板料邊界縮進(jìn)的三個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)翻邊轉(zhuǎn)角半徑Rd、立邊邊高度H、內(nèi)外板之間的間隙G，其中0.5mm《Rd《4.0mm，0.5mm《G《4.0線3.Omm《H《16.Omm;2、因?yàn)樵谶@些設(shè)計(jì)參數(shù)中存在條件Rd《G《H，所以需要對(duì)包邊板料的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，在拉丁超立方實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法方法進(jìn)行采樣中所采的樣本參數(shù)之間應(yīng)該是沒有大小關(guān)系的，所以需要對(duì)包邊板料的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，H=G+A(1)G=Rd+B(2)由式(1)和式(2)可將板料包邊的設(shè)計(jì)參數(shù)轉(zhuǎn)化為A、Rd和B，其中A表示在板料包邊后外板與內(nèi)板相重疊的部分，B就表示立邊內(nèi)側(cè)圓弧根部與內(nèi)板外側(cè)的距離(如圖7所示)，這三個(gè)參數(shù)之間就沒有了大小關(guān)系。當(dāng)然也可采用其他的參數(shù)轉(zhuǎn)化方法。3.用拉丁超立方實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法(MorrisM.D.，MitchellT.J.，Exploratorydesignsforcomputationalexperiments.JournalofStatisticalPlanningandInference,1995，43(3):381-402.)在上述三個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)A、Rd和B所組成的空間中進(jìn)行采樣得到樣本點(diǎn)(如表1所示)；4.用有限元軟件Ls-dyna對(duì)樣本點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，得到樣本點(diǎn)的邊界縮進(jìn)P值，見表1;5.根據(jù)轉(zhuǎn)化后的設(shè)計(jì)參數(shù)和有限元軟件Ls-dyna在采樣點(diǎn)的計(jì)算結(jié)果，建立基于徑向基函數(shù)的近似模型(穆雪峰，姚衛(wèi)星，余雄慶等.多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化中+常用代理模型的研究.計(jì)算力學(xué)學(xué)報(bào)，2005，22(5):608-612.)，待測(cè)點(diǎn)x處響應(yīng)值f(x)的徑向基模型的基本形式如下/p(x)-力w,O0')(3)其中，n為樣本數(shù)目，Wi(i=1，2，...，)為權(quán)系數(shù)，一=||x_Xi||為估計(jì)點(diǎn)和樣本點(diǎn)之間的歐氏距離，①(r)為徑向函數(shù)(距離r的單調(diào)函數(shù))，本實(shí)施例選用Gauss函數(shù)作為徑向基函數(shù)①(r)=exp(-r2/c2)(4)c為給定大于零的常數(shù)。根據(jù)插值原理，當(dāng)知道n個(gè)樣本點(diǎn)和每個(gè)樣本點(diǎn)對(duì)應(yīng)的響應(yīng)函數(shù)值的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可以得到以下方程組，寫成矩陣形式f=(5)可以求出對(duì)應(yīng)的n個(gè)權(quán)系數(shù)w=4(6)6.用由包邊板料設(shè)計(jì)參數(shù)和有限元軟件Ls-dyna在采樣點(diǎn)的計(jì)算結(jié)果(如表1所示)建立的近似模型對(duì)板料包邊后的邊界縮進(jìn)進(jìn)行確定性優(yōu)化(Xu，Y.G.，LiuG，R.，Wu，Z.P.，2001.Anovelhybridgeneticalgorithmusinglocaloptimizerbasedonheuristicpatternmore.AppliedArtificallntelligence15，601-631.)，/(X)(7)XG[XL，XK]X表示n維設(shè)計(jì)矢量，取值范圍為Qn。f表示目標(biāo)函數(shù)，是關(guān)于X的非線性連續(xù)函數(shù)，上標(biāo)L和R分別表示了區(qū)間數(shù)的下界和上界。由以上步驟計(jì)算得到使邊界縮進(jìn)達(dá)到最小的三個(gè)敏感設(shè)計(jì)參數(shù)的最優(yōu)組合為A=2.5127mm，Rd=0.5mm，B=0mm，把這三個(gè)參數(shù)帶入公式(1)禾P(2)中得到H、G和Rd的設(shè)計(jì)值如表2所示。根據(jù)這三個(gè)設(shè)計(jì)值建立有限元模型進(jìn)行計(jì)算得到有限元的仿真邊界縮進(jìn)，并與優(yōu)化邊界縮進(jìn)進(jìn)行對(duì)比，其結(jié)果如表2所示，經(jīng)過對(duì)比顯示優(yōu)化邊界縮進(jìn)和仿真邊界縮進(jìn)值差別不大，證明優(yōu)化邊界縮進(jìn)是可信的。表1采樣點(diǎn)參數(shù)和在采樣點(diǎn)邊界縮進(jìn)的計(jì)算結(jié)果A(mm)Rd(咖)B(咖)P(mm)5.19100.85000.47100.55913.33851.15100.72900.70685.56153.95100.81301.67405.75000.95152.61300.68984.45002.64901.41301.13952.96153.34902.01301.49107.05001.85101.58700.91176.30902.95000.04201.1507<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表2確定性優(yōu)化邊界縮進(jìn)和仿真邊界縮進(jìn)對(duì)比<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>權(quán)利要求一種基于優(yōu)化理論的汽車包邊模邊界縮進(jìn)控制方法，其特征在于按以下步驟進(jìn)行1)選擇翻邊轉(zhuǎn)角半徑Rd、立邊邊高度H、內(nèi)外板之間的間隙G作為板料包邊后邊界縮進(jìn)P的設(shè)計(jì)參數(shù)；2)對(duì)所述設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行參數(shù)轉(zhuǎn)化，以消除它們之間的大小關(guān)系；3)用拉丁超立方實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法在上述設(shè)計(jì)參數(shù)Rd、H、G組成的空間中進(jìn)行采樣，得到能反映整個(gè)采樣空間特征的一系列樣本點(diǎn)；4)用有限元軟件對(duì)所述樣本點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，得到在樣本點(diǎn)的邊界縮進(jìn)P；5)根據(jù)得到的邊界縮進(jìn)P建立基于徑向基函數(shù)的近似模型；6)用近似模型進(jìn)行確定性優(yōu)化，得到使邊界縮進(jìn)P達(dá)到最小的所述設(shè)計(jì)參數(shù)的最優(yōu)組合。全文摘要本發(fā)明公開了一種基于優(yōu)化理論的汽車包邊模邊界縮進(jìn)控制方法，其按以下步驟進(jìn)行1)選擇Rd、H、G作為板料包邊后邊界縮進(jìn)P的設(shè)計(jì)參數(shù)；2)對(duì)所述設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行參數(shù)轉(zhuǎn)化，以消除它們之間的大小關(guān)系；3)用拉丁超立方實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法在上述設(shè)計(jì)參數(shù)Rd、H、G組成的空間中進(jìn)行采樣，得到能反映整個(gè)采樣空間特征的一系列樣本點(diǎn)；4)用有限元軟件對(duì)所述樣本點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，得到在樣本點(diǎn)的邊界縮進(jìn)P；5)根據(jù)得到的邊界縮進(jìn)P建立基于徑向基函數(shù)的近似模型；6)用近似模型進(jìn)行確定性優(yōu)化，得到使邊界縮進(jìn)P達(dá)到最小的所述設(shè)計(jì)參數(shù)的最優(yōu)組合。本發(fā)明方法使得包邊模的設(shè)計(jì)更加容易，計(jì)算效率大大的提高，從而可以大大的縮減包邊模的設(shè)計(jì)成本，而且容易掌握。文檔編號(hào)G06F17/50GK101714175SQ20091004444公開日2010年5月26日申請(qǐng)日期2009年9月28日優(yōu)先權(quán)日2009年9月28日發(fā)明者姜潮,袁鵬飛,韓旭申請(qǐng)人:湖南大學(xué)