[发明专利]一种铝合金厚板铣削过程加工变形控制方法

权利要求书

1.一种铝合金厚板铣削过程加工变形控制方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

步骤一：建立毛坯有限元模型，其长为L，宽为W，高为H；

步骤二：在毛坯上开槽，槽深为H₀，槽宽为W₀，槽长为L₀；

步骤三：在ABAQUS软件中根据零件的形状、位置h₀以及毛坯初始残余应力分布状态在毛坯中划分单元分隔面，并生成网格；

步骤四：依据零件加工过程中需要去除的材料及其去除顺序分别定义槽单元集合和零件单元与节点集合；

步骤五：沿厚度方向设置残余应力单元集合并施加对应的初始残余应力，采用“单元生死”技术杀死对应槽单元集合，模拟开槽效应并计算毛坯释放变形和相应的应力；

步骤六：选用零件单元反向集合，继续利用“单元生死”技术模拟零件的加工过程，施加位置约束条件后计算可获得有限元结果，得到零件加工变形与毛坯释放变形的关系；

步骤七：确定开槽方向是沿轧制方向还是横向方向；

步骤八：使用神经网络预测加工变形；

具体步骤如下：

S01：确定输入变量槽深x₁、槽宽x₂、位置x₃，使用有限元方法，计算出每组输入样本对应的毛坯释放变形或零件加工变形y；

S02：确定神经网络结构；

S03：对输入输出量进行数据归一化处理，把数据转化为[0,1]之间的数，计算方法如下：

式中，x_i,min、y_min为相应样本的最小值，x_i,max、y_max为相应样本的最大值；

S04：利用MATLAB的sim函数对上述建立的网络进行训练，得毛坯释放变形的网络预测模型：

y＝sim(net,x)

式中，net—BP网络，sim—网络仿真函数，x＝[x₁,x₂,x₃]^T—输入样本；

步骤九：开槽方式的优化模型进一步改进为：

步骤十：采用遗传算法来解算步骤九中改进开槽方式的优化模型。

2.根据权利要求1所述的一种铝合金厚板铣削过程加工变形控制方法，其特征在于：所述步骤七中的确定开槽方向是沿轧制方向还是横向方向的方式为，分别在两个方向上的毛坯表面上开通槽，选取零件下表面的中点作为观测点来揭示开槽方位对变形的影响规律，计算两个方向上毛坯释放最大变形和零件最小变形值，判断哪种方式使零件加工变形最小。

3.根据权利要求1所述的一种铝合金厚板铣削过程加工变形控制方法，其特征在于：所述步骤十中采用遗传算法来解算步骤九中改进开槽方式的优化模型的方式为；

采用二进制编码方法先解算空间的数据x₁、x₂、x₃编码为长度为30的染色体U，即遗传空间的基因串结构；

随机产生N个初始串结构数据，每个串结构数据称为一个个体U^k(1≤k≤N)，N个个体构成了一个种群，染色体U^k中第一个10位代表槽深x₁的取值，第二个10位代表槽宽x₂的取值，第三个10位代表位置x₃取值，并确定遗传代数；

定义适应度函数；

在MATLAB中求解计算得到观测点处的目标函数值max{|y|}和此时毛坯释放的最大变形y_max，得到相应的开槽参数x₁、x₂和x₃。