بهينه‌سازي چند هدفه قالب شكل‌دهي ورق با استفاده از آناليز اجزا محدود همراه با مدل سطح پاسخ

Multi-objective optimization of sheet metal forming die using FEA coupled with RSM

اين پژوهش يك روش را براي كمك به مهندسين در بهينه‌سازي شكل‌دهي ورق شرح مي دهد كه در آن از مدل سطح پاسخ همراه الگوريتم ژنتيك چند هدفه بر پايه جبهه پارتو، استفاده شده است. در بسياري از مقاله‌ها، براي دست‌يابي به پارامترهاي بهينه فرايند شكل‌دهي ورق، مساله چند هدفه به يك مساله تك هدفه تبديل شده و سپس از آناليز اجزا محدود و تكنيك بهينه‌سازي استفاده شده است. در اين پژوهش هدف كمينه كردن توابع ناسازگار گسيختگي و چروكيدگي به صورت همزمان بوده است. متغير‌هاي طراحي نيروي ورقگير و هندسه بيدهاي كششي (طول و قطر) در نظر گرفته شده اند. براي طراحي فضاي آزمايش و پيدا كردن رابطه بين متغير‌ها و توابع هدف از مدل سطح پاسخ استفاده شده است. همچنين منحني حد شكل‌دهي براي تعريف توابع هدف به كار گرفته شده است. براي شبيه‌سازي فرايند از آناليز اجزا محدود استفاده شده است. روش ارايه شده روي يك فنجان صليبي شكل كشيده شده بررسي شده و اين روش موثرتر و دقيقتر از روش سنتي آناليز اجزا محدود و آزمون و خطا مشاهده شده است.

Present study describes the approach of applying Response Surface Methodology (RSM) with a Pareto-based multi-objective genetic algorithm to assist engineers in optimization of sheet metal forming. In many studies, Finite element analysis and optimization technique have been integrated to solve the optimal process parameters of sheet metal forming by transforming multi objective problem into a single-objective problem. This paper aims to minimize the objective functions of fracture and wrinkle simultaneously. Design variables are blank-holding force and draw-bead geometry (length and Diameter). Response surface model has been used for design of experiment and finding relationships between variables and objective functions. Forming Limit Curve (FLC) has been used to define the objective functions. Finite element analysis applied for simulating the forming process. Proposed approach has been investigated on a cross-shaped cup drawing case and it has been observed that it is more effective and accurate than traditional finite element analysis methods and the ‘trial and error’ procedure.