让它帮你解决问题-DEFORM软件DOE/OPT多目标优化设计系统

2017-08-31 by:CAE仿真在线来源:互联网

试验设计(Design of Experiment,简称DOE)是研究和处理多个设计变量和目标变量关系的一种科学方法,它通过合理的挑选试验条件,安排试验,并通过对试验数据的分析,从而找出总体最优的改进方案。试验设计是当今产品开发、过程优化等环节中的最重要的统计方法之一。Deform在同行业中率先将DOE/OPT多目标优化技术应用于金属成形、热处理和机加工等工艺模拟仿真。

质量管理中,不论是设计新的工艺方案,还是改革旧工艺,我们希望通过模拟仿真能够提高产品质量和设计效率,降低生产成本,而这些往往都需要做大量的模拟仿真试验。如何改进工艺方案获得高质量和低成本的产品,以及如何快速获得最佳工艺方案是我们工程师一直以来所面临的一道难题。DEFORM软件DOE/OPT多目标优化技术可以自动、快速、合理的生成多组优化工艺方案,模拟仿真完成后,我们可以准确获得设计安全区间和最佳工艺方案,也可以考虑产品质量的稳定性,提高模具使用寿命。

(一)DOE/OPT模块功能描述

DEFORM DOE/OPT运行在MO环境下,可以用于金属成形、热处理和机加工等工艺的模具结构设计尺寸及成形工艺参数的多目标自动优化设计;

具备专业的DOE/OPT前、后处理界面。前处理器使用户简单快捷的定义所要进行优化的条件和目标;专业后处理器可以方便直观的获得多种优化设计方案及数据、参数敏感性结果等;

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DOE/OPT系统可以对坯料和模具结构、工艺条件、材料等参数进行优化设计,同时也可以考虑填充状况和折叠等缺陷的约束,获得最佳工艺设计方案;

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高级几何工具Geo Tool可以帮助工程师完成二维、三维坯料或模具几何形状及尺寸变量的定义,优化几何设计尺寸;

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DOE/OPT模块可以直接读取SolidWorks模型文件及尺寸参数,同时可以与SolidWorks软件进行交互性参数传递。SolidWorks模型尺寸参数可以直接定义为DOE/OPT设计变量;

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具有多种高效的DOE/OPT抽样算法,如Latin Hypercube,Full Factorial 和 Taguchi ,同时支持用户自定义,加快优化速度;

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具有独特的关心区域(region of interest)定义功能,可以对特定区域的结果输出,排除干扰结果,提高优化精度;

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后处理具有多种结果显示方式,如响应面、敏感图、旋风图、柱状图、散点图和列表等;

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(一)OE应用案例

齿轮齿形的锻造过程中可能存在一些潜在的缺陷,齿顶的应力集中会造成模具损坏。齿轮锻造成形工艺分为预锻和终锻。通过对预锻模具几何形状优化设计,提高了终锻模具使用寿命,降低了生产成本。将预锻上模内腔倾角和下模内深定义为设计变量,目标使得终锻上模最大等效应力最小。DEFORM DOE/OPT采用全因素抽样法自动生成25组工艺方案,最终找到齿轮工艺设计规律以及工艺安全设计区域,提高了模具使用寿命和产品质量稳定性。