《精密矯直行程－撓度複合關聯模型及行程精確預測研究》是依託武漢理工大學，由盧紅擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：精密矯直行程－撓度複合關聯模型及行程精確預測研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：盧紅
- 依託單位：武漢理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
提出建立精密矯直行程－撓度複合關聯模型及行程精確預測的新方法。首先研究彈塑性形變及撓度和曲率變化規律，建立行程－撓度原始模型,同時採用多係數的各向異性屈服準則，研究求解彈塑性本構關係模型和識別提取材料性能參數的方法；然後運用自主研發的邊緣測量系統進行撓度測量研究，並通過矯直試驗獲取撓度、跨距、回彈與行程關聯數據，分析其複合關聯度，建立回彈控制矩陣。最後提出回彈控制矩陣修正行程－撓度原始模型，建立基於回彈控制的行程－撓度複合關聯模型，並套用預測函式控制方法來進行模型求解和實現矯直行程精確預測。通過最佳化多點多步控制算法，以精密直線導軌為對象，進行行程預測與控制試驗，驗證回彈控制的精密矯直行程精確預測機理。產生的理論創新，對控制機械零件彈塑性小變形和提高其精度具有理論指導意義；產生的自主智慧財產權成果，將改變矯直行程精確預測難題制約矯直精度的現狀，為改變精密矯直技術裝備依賴進口奠定理論技術基礎。
結題摘要
本項目圍繞精密矯直技術及矯直行程精確預測問題展開研究，目的是提高精密矯直精度。首先在矯直載荷－撓度關係模型基礎上，結合彈塑性形變分析應力應變及撓度和曲率變化規律，研究矯直行程－撓度複合關聯模型的表征方法和建模原理，並通過控制回彈量完成矯直行程預測；為了明確矯直過程中金相組織和材料性能參數之間的關聯關係，採用多係數的各向異性屈服準則，建立了彈塑性小變形的本構關係模型；針對材料性能參數的非線性變化規律及材料硬化現象，運用模式識別算法，引入梯度信息提高遺傳算法的尋優能力，對材料性能參數進行線上識別提取研究；然後運用多點多步矯直載入試驗方法獲取跨距、撓度、回彈與行程關係數據，引入預測函式控制基本方法，最佳化多點多步載入矯直行程的控制算法，實現高精度的多點多步精密矯直行程預測；為了實現工件的多撓度線上測量及誤差識別，基於FPGA搭建了測量數據的線上採集與處理系統，主要對測量回響及傳輸速度進行分析研究，建立工況現場主要噪聲信號標定數學模型，實現撓度測量信號的高速採集與處理和試驗驗證；在前期矯直試驗機研發的基礎上，開展矯直機系統的伺服系統最佳化匹配，以直線導軌為實例對象，進行精密矯直試驗，驗證本項目所提出的矯直行程－撓度複合關聯模型及行程預測方法，並建立相關的矯直工藝資料庫。 本項目的研究形成了金屬條材精密矯直的相關關鍵技術，首先圍繞矯直過程中跨距－回彈－撓度－行程之間的複合關聯關係，建立了矯直行程－撓度複合關聯度的表征方法和理論模型；為了實現精確的行程預測，考慮材料在循環載荷作用下的力學特性變化及存在的各向異性狀態，展開對多係數的各向異性屈服準則和連續性介質的應力應變算法的研究，實現了彈塑性小變形的本構關係模型求解，並建立了相應的材料性能提取方法；有效結合矯直行程預測控制的基本理論方法和多點多步矯直綜合試驗，完成了多點多步載入矯直行程的控制算法的最佳化及實際套用，為相關矯直設備的設計製造提供了理論基礎。 本項目的實施對矯直行程－撓度複合關聯模型及其行程預測產生理論創新，對控制機械零件彈塑性小變形和提高其精度具有理論指導意義；提出的精密矯直行程預測新方法，將改變精密矯直行程精確預測難題制約精密矯直精度的現狀，產生具有自主智慧財產權的研究成果，為精密矯直裝備提供理論依據和技術支持，為改變我國精密矯直技術裝備依賴進口並促進其高精度高精密化進程奠定理論基礎和技術儲備。
