鎂合金3C 產(chǎn)品覆蓋件沖壓成形是材料非線性、幾何非線性和邊界非線性的成形過(guò)程，極易出現(xiàn)沖壓開(kāi)裂和起皺等缺陷，沖壓成形工藝的制定及優(yōu)化成本高、難度大，一直是鎂合金3C 產(chǎn)品塑性成形領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

本文基于有限元數(shù)值模擬和粒子群優(yōu)化算法的沖壓成形優(yōu)化方法，引入了非線性自變慣性權(quán)值和非線性自變加速因子，對(duì)多目標(biāo)粒子群優(yōu)化算法進(jìn)行針對(duì)性改進(jìn)(Improved Particle Swarm Optimization，IPSO)，構(gòu)建了工藝參數(shù)與成形質(zhì)量之間的數(shù)學(xué)分析模型，利用IPSO 粒子群優(yōu)化算法求解數(shù)學(xué)分析模型，獲得了最優(yōu)沖壓成形工藝。

改進(jìn)粒子群優(yōu)化算法

在非線性大變形的覆蓋件沖壓成形中，由于非線性約束的問(wèn)題，易導(dǎo)致粒子群優(yōu)化計(jì)算時(shí)，求解出局部最優(yōu)而全局空間非劣的次優(yōu)解。為了解決此類非最優(yōu)問(wèn)題，本文在傳統(tǒng)的多目標(biāo)粒子群優(yōu)化算法中，針對(duì)性地引入了非線性自變慣性權(quán)值和非線性自變加速因子。

非線性自變慣性權(quán)值

在多目標(biāo)粒子群優(yōu)化算法中，慣性權(quán)值ω 是描述各粒子對(duì)現(xiàn)速度繼承的閾值，是權(quán)衡各粒子全局空間搜索能力和局部空間搜索能力的重要平衡參數(shù)。當(dāng)慣性權(quán)值ω 較小時(shí)，多目標(biāo)粒子群優(yōu)化算法的局部空間搜索能力變強(qiáng)；當(dāng)慣性權(quán)值ω 較大時(shí)，多目標(biāo)粒子群優(yōu)化算法的全局空間搜索能力變強(qiáng)。

在不同的計(jì)算迭代中，采用非線性自變慣性權(quán)值ω

要比采用固定慣性權(quán)值的尋優(yōu)效果更好。因此，本文根據(jù)非線性大變形覆蓋件沖壓成形特性，將非線性自變慣性權(quán)值ω

與目標(biāo)函數(shù)值相掛鉤，在每次迭代計(jì)算中，非線性自變慣性權(quán)值ω

都會(huì)隨著目標(biāo)函數(shù)值的不同而自動(dòng)發(fā)生改變，其公式如(1)所示。

在成形極限圖FLD 中，距離安全成形區(qū)域越遠(yuǎn)的單元開(kāi)裂和起皺的危險(xiǎn)程度越大，本文以安全距離的指數(shù)為權(quán)重，構(gòu)造開(kāi)裂目標(biāo)函數(shù)R

和起皺目標(biāo)函數(shù)W

如(5)、(6)所示。

非線性自變加速因子

在多目標(biāo)粒子群優(yōu)化算法中，加速因子σ

和σ

是各粒子向群體中優(yōu)秀粒子靠近的調(diào)節(jié)因子。使用每次迭代計(jì)算中不斷變化的加速因子σ

和σ

的初始值和終了值，而非線性自變的加速因子σ

(t)和σ

(t)，可使各粒子在優(yōu)化過(guò)程中不斷增強(qiáng)全局空間搜索能力，最終提升最優(yōu)解的捕獲能力，其公式如(2)所示。

沙溝溝域形態(tài)呈不規(guī)則的的“V”形，右側(cè)反向坡坡度較陡，左側(cè)順向坡與巖層傾角基本一致，沖溝流域長(zhǎng)度為1.5km，寬度為0.35～0.45km，匯水面積為0.6km2。區(qū)域內(nèi)最高點(diǎn)位于北東側(cè)，高程為1150m，最低點(diǎn)位于柏枝溪溝口，高程為700m，相對(duì)高差450m。主溝平均縱坡降為300‰，屬于易發(fā)泥石流的溝床比降范圍[3]。

對(duì)板材溫度T

、凸模溫度T

、壓邊力F 和沖壓速度S 等4 個(gè)連續(xù)的設(shè)計(jì)變量，以正交試驗(yàn)均勻選取64 組樣本進(jìn)行有限元數(shù)值模擬計(jì)算，其中48 組作為訓(xùn)練樣本，16 組作為測(cè)試樣本，將試驗(yàn)得到的主應(yīng)變?chǔ)?/p>

和次應(yīng)變?chǔ)?/p>

帶入公式(3)～公式(6)，即可求解出相應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)值。

4.1.2 分析：從芯片日志可以看到，芯片在覆蓋等級(jí)0接入時(shí)，最低發(fā)送功率-7db大于協(xié)議規(guī)定的-40dbm,對(duì)鄰區(qū)干擾也有影響。

構(gòu)建算例數(shù)學(xué)分析模型

本文以某鎂合金3C 產(chǎn)品覆蓋件的沖壓成形為研究對(duì)象，該覆蓋件的有限元數(shù)值模擬三維模型見(jiàn)圖1。

設(shè)定分析模型參數(shù)

鎂合金是世界上最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，是3C 產(chǎn)品覆蓋件的理想選材。室溫下鎂合金的塑性變形能力差，沖壓成形時(shí)易發(fā)生開(kāi)裂和起皺缺陷；隨著變形溫度的升高，鎂合金的塑性變形能力增強(qiáng)，特別是在復(fù)雜溫變條件下，沖壓成形性能更好。因此，本文選用板材溫度T

和凸模溫度T

作為首要設(shè)計(jì)變量，再選擇對(duì)沖壓成形影響較大的壓邊力F 和沖壓速度S 作為次要設(shè)計(jì)變量，其他影響因素以設(shè)計(jì)常量處理。

沖壓板材為AZ31B 鎂合金，材料性能參數(shù)為：板材厚度τ=0.9mm，彈性模量E=44.8GPa，泊松比v=0.35，熱膨脹系數(shù)α=2.5×10

℃

，摩擦系數(shù)μ=0.125，板材尺寸為140mm×75mm，板材圓角r=10mm。沖壓模具設(shè)定為剛體，凸凹模間隙Z=0.99mm，凸模圓角半徑R

=3.5mm，凹模直壁圓角半徑R

=4.2mm，拉延筋阻力R=230N/mm。

建構(gòu)目標(biāo)函數(shù)

根據(jù)成形極限圖FLD(圖2)，定義開(kāi)裂和起皺曲線如(3)、(4)所示。

式中，n 為板材單元總數(shù)；ε

為主應(yīng)變；ε

為次應(yīng)變。

沖壓成形的缺陷主要有開(kāi)裂、起皺和成形不足3類。在鎂合金3C 產(chǎn)品覆蓋件沖壓成形中，成形不足缺陷的影響很小，因此，本文主要考慮開(kāi)裂缺陷和起皺缺陷。

式中，

(ε

)為拉裂極限曲線；

(ε

)為拉裂安全曲線；η(ε

)為起皺安全曲線；ε

為次應(yīng)變；s 為拉裂安全度；θ 為起皺安全度。

式中，ω

為慣性權(quán)值ω 的最大值；ω

為慣性權(quán)值ω 的最小值；f 為各粒子現(xiàn)速度目標(biāo)函數(shù)值；f

為各粒子目標(biāo)平均值；f

為各粒子目標(biāo)最小值；

式中，σ

為σ

的初始值，σ

為σ

的終了值；σ

為σ

的初始值，σ

為σ

的終了值；t 為迭代次數(shù)，t

為最大迭代次數(shù)。

自動(dòng)焊接設(shè)備選用林肯焊接電源R350和某公司的焊接小車系統(tǒng)。焊接電源具備平特性電流及脈沖電流MIG/MAG焊功能，具有控制精度高，穩(wěn)定性好，性能卓越等特點(diǎn)。同時(shí)，焊接電流、電弧電壓及焊接速度等參數(shù)可以數(shù)字顯示并連續(xù)可調(diào)。焊接小車采用有軌道式，能夠滿足平、橫、立、仰四個(gè)位置的平穩(wěn)焊接。

構(gòu)建優(yōu)化模型

在鎂合金3C 產(chǎn)品覆蓋件的沖壓成形中，構(gòu)建優(yōu)化數(shù)學(xué)模型如(7)所示。

在經(jīng)費(fèi)方面，由于社工組織提供的服務(wù)基本上是以無(wú)償或低償為主，為了保障組織的日常運(yùn)行，社工組織在硬件設(shè)施的購(gòu)買、社工薪酬、辦公經(jīng)費(fèi)等幾乎都依靠政府的財(cái)政支持。廣州市政府在頒布《關(guān)于加快街道家庭綜合服務(wù)中心建設(shè)的實(shí)施辦法》明確提出“政府購(gòu)買社會(huì)服務(wù)資金要納入常態(tài)化財(cái)政預(yù)算。街道家庭綜合服務(wù)中心購(gòu)買社會(huì)服務(wù)及評(píng)估經(jīng)費(fèi)按照市、區(qū)(縣級(jí)市)財(cái)政分擔(dān)比例共同資助。廣州市財(cái)政將按每個(gè)家庭綜合服務(wù)中心每年200萬(wàn)元的項(xiàng)目購(gòu)買經(jīng)費(fèi)預(yù)算來(lái)預(yù)留市的分擔(dān)比例預(yù)算④?！庇纱丝磥?lái)，街道作為政府購(gòu)買服務(wù)的監(jiān)管方，為社工開(kāi)展服務(wù)提供了場(chǎng)地方面的資源支持，而秉承不以營(yíng)利為目的的社工組織也對(duì)政府的場(chǎng)地存在依賴。

優(yōu)化計(jì)算與結(jié)果分析

優(yōu)化計(jì)算

設(shè)定粒子種群大小為35；終止迭代次數(shù)t=200；設(shè)定最大慣性權(quán)值ω

=1.2，最小慣性權(quán)值ω

=0.6；加速因子σ

的初始值σ

=3，加速因子σ

的初始值σ

=0.5；加速因子σ

的終了值σ

=0.5，加速因子σ

的終了值σ

=3。

婚前一見(jiàn)面就親嘴，婚后一見(jiàn)面就斗嘴；婚前生活妙不可言，婚后日子苦不堪言；婚前謊話都是情話，婚后情話都是廢話；婚前的男人很幽默，婚后的男人很沉默；婚前做什么都浪漫，婚后做什么都浪費(fèi)；婚前情話綿綿，婚后謊話連連；婚前愛(ài)情是神話，婚后愛(ài)情是笑話！

利用IPSO 粒子群算法，求得二次多項(xiàng)式響應(yīng)面數(shù)學(xué)模型如下：

結(jié)果分析

經(jīng)過(guò)IPSO 粒子群算法優(yōu)化計(jì)算后，運(yùn)用最小距離選解法，將求得的開(kāi)裂目標(biāo)函數(shù)R

值和起皺目標(biāo)函數(shù)W

值在空間解集中選取距離最短的最優(yōu)粒子P

。P

對(duì)應(yīng)的工藝參數(shù)為：板材溫度T

=271.33℃，凸模溫度T

=45.61℃，壓邊力F=20201.17N，沖壓速度S=1.70mm/s。

將IPSO 計(jì)算的最優(yōu)粒子P

的工藝參數(shù)輸入Dynaform 有限元軟件進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算，得到的成形極限圖FLD 如圖3 所示。從圖中可知，鎂合金3C 產(chǎn)品覆蓋件的開(kāi)裂和起皺得到了有效地控制，未產(chǎn)生開(kāi)裂和嚴(yán)重起皺等缺陷，覆蓋件沖壓成形安全且充分。

實(shí)施國(guó)土資源所巡察“五個(gè)三”行動(dòng)計(jì)劃 整體提升基層國(guó)土資源一線工作水平（殷金蘭） ..........................3-12

結(jié)論

本文成功將非線性自變慣性權(quán)值和非線性自變加速因子引入到多目標(biāo)粒子群優(yōu)化算法中，構(gòu)建了工藝參數(shù)與成形質(zhì)量之間的數(shù)學(xué)分析模型。在此基礎(chǔ)上，將IPSO 粒子群算法應(yīng)用于鎂合金3C 產(chǎn)品覆蓋件沖壓成形后，取得了滿意的效果。實(shí)例證明，IPSO粒子群算法能有效優(yōu)化鎂合金3C 產(chǎn)品覆蓋件沖壓成形工藝，顯著提升復(fù)雜溫變條件下覆蓋件的沖壓成形質(zhì)量。