复杂形状叶片精密成形的预锻形状拓扑优化算法研究-材料加工工程专业论文.docx

万方数据 万方数据 A Dissertation Submitted to Shanghai Jiao Tong University for Ph.D. Degree in Engineering RESEARCH ON TOPOLOGICAL ALGORITHM FOR PREFOM OPTIMIZATION OF COMPLEX STRUCTRUAL BLADE IN PRECISION FORGING PROCESS By SHAO Yong Supervisor: Prof. Chen Jun Dr. LU Bin Speciality: Materials Processing Engineering Shanghai Jiao Tong University Shanghai, P.R.China Nov, 2014 上海交通大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明:所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论 文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文 的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本 人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 口MUI日川 口M UI 日川 dv f hw H门( fuF 口川 上海交通大学 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定， 同意学校保留并向因家有关部门豆豆机构送交论文的复印件和电子版， 允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的 全部成部分内容编入有关数据库进行栓索，可以采用影印、缩印或扫 描等复制于段保存和汇编本学位论文。 必威体育官网网址口，在一一年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 / 不必威体育官网网址 o (请在以上方框内打(( ..; ) M文时名:咱 t_，.， :侈刷刷íp%:4S :侈 日Wj: 年月 AYO Vl 日Wj: 年月 A [J 期: 年月-日 J.) I cf I IJ 上海交通大学博士学位论文答辩决议书  mmmm名0102919001 mmmm 名 0102919001 I 所在学科 材料科学与工程 2014-11-19 I答辩地点 模具所二楼会议室 勇一军邵一 陈fm·一 切一 勇一 军 邵一 陈 fm· 一 切 一 导 姓一 旨 投票表决结果: 7/1/7 ( 同意票数f实到委员数/应到委员数〉 答辩结论:臼适过 口未通过 评语和决议: 召E男同学的博士学位论文针对复杂形状体积成形预成形设计问题进行了优化。通过王型论建板、数值模拟和 实验研究相结合，探索了基于拓:11;; 优化思想解决复杂体积成形预成形设计的新方法，成功实现了二维模型和复杂 三 维模型预成形形状的优化设计 。选题具有理论意义与工程应用价 l值，论文取得了如下创新性的成果 z ! (1) 基于连续体结构拓扑优化理论及方法，提出了针对复杂大变形问题的预成形多目标约束优化设计方法 。 r (2) 探讨了网格依赖性、初始预成形形状与最终优化结巢之间的关系，设计了动态的!P元处理方法 ，实现了优化精度与效率的综合提高。 (3) 利用提出的方法，对叶片预成形工艺进行了二维和三维拓扑优化， :!í:完成了实验验证，结果表明充填良好，材料消耗显著降低。 论文条理清晰，理论推导与实验数据翔实，结论正确，写作规范，达到了工学博士学位论文的要求。表明作者已经掌握了本专业宽广深厚的 基础理论和系统深入的专业知识，具备了独立从事科学研究工作的能力。 作者在论文陈述与答辩过程中，思路消晰，回答问题正确。经答辩委员会时论， 叫致通过邵亮的博士学位论文答辩，并建议授予其工学博士 !学位。 ?毛J付 职务 姓名 职称 单位 签名 主席 崔振山 i 教授 上海交术通与大壮.学1u塑;E性市成附 形技 委员 周雄辉 教授 交EE 委员 董湘怀 教授 、、 万方数据 万方数据 万方数据 上海交通大学工学博士学位论文 摘 要 航空叶片有着复杂的外形形状、严格的尺寸精度以及力学性能要求，热模锻成形一直是其 主要的制坯方式。叶片锻造工艺复杂，毛坯通常需经多道次变形工步，逐渐接近最终形状而成 形。其中，预锻工序―承上启下‖，合理的预成形形状是保证锻件成形质量的关键。因此，深入 研究锻件预成形设计方法，对提高材料利用率、改善锻件成形质量、简化后期加工工序以及降 低模具磨损与锻造能耗等，具有重要的现实意义。 本文以复杂航空叶片精密锻造预成形优化设计为主要研究内容，探索针对大变形问题的拓 扑优化方法以实现对三维复杂形状叶片锻造预成形形状的优化设计。复杂形状三维预成形优