Algorithmische Vorformoptimierung
-
, , and
Kurzfassung
Ziel einer Vorformoptimierung ist die Auslegung einer Geometrie für ein Schmiedeteil, die eine vollständige und faltenfreie Ausformung ermöglicht. Zusätzlich stehen die Maximierung des Umformgrades sowie die Minimierung der im Bauteil auftretenden Umformkräfte und der Werkzeugbelastung im Fokus. Die erfolgreiche Auslegung der Stadienfolge für einen Schmiedeprozess ist derzeit maßgeblich abhängig von dem Erfahrungswissen des Konstrukteurs. Um die Auslegung einer Vorform zu vereinfachen und die Entwicklungszeit für eine Stadienfolge zu verkürzen, sollen die zeit- und arbeitsintensiven Trial-and-Error-Verfahren im Konstruktions- und Simulationsprozess in Zukunft mittels stochastischer Optimierungsverfahren unterstützt werden. Im diesem Beitrag wird ein Ansatz vorgestellt, der die Optimierung der Vorform durch die Kopplung von Umformsimulationen auf Basis der Finiten-Elemente-Methode mit einem Evolutionären Algorithmus realisiert.
Abstract
At present, the successful design of an optimal forging sequence of precission forging considerably depends on the know-how of the technical designer. In future, this trial and error procedure is to be supported by means of stochastic optimization procedures, in order to simplify the design process of a suitable preform geometry and to shorten the development time of a forging sequence clearly. Pre-form optimization aims at designing a form under the condition of complete and fold-free form-filling. Additionally, it is focused to maximizing the deformation degree and minimizing the forming forces arising in the component and the tool load. In the article an approach is introduced, which combines forging simulation with genetic algorithms for the above mentioned optimization.
References
1 Wienströer, M.: Prozesssimulation der Stadienfolge beim Schmieden mittels Rückwärtssimulation. Dissertation, Universität Hannover, 2004Search in Google Scholar
2 Meyer, M.; Faßnacht, P.; Nickel, R.: Rückwärts simuliert – Evolutionäre Algorithmen zum Entwerfen von optimalen Vorformstufen im Schmiedeprozess. konstruktionspraxis (2008) 11, S. 32–34Search in Google Scholar
3 Behrens, B.-A.; Faßnacht, P.; Meyer, M.; Nickel, R.: Evolution (in) der Stadienauslegung – Anwendung von evolutionären Algorithmen zum Entwerfen von optimalen Vorformstufen. Umformtechnik43 (2009) 1, S. 20–21Search in Google Scholar
4 Goldberg, D. E.: Genetic Algorithms in Search, Optimization, and Machine Learning. Addison-Wesley, New York1989Search in Google Scholar
5 Weickert, K.: Evolutionäre Algorithmen. 2. Auflage, Teubner Verlag, Wiesbaden2007Search in Google Scholar
6 Wiesmann, D.: Anwendungsorientierter Entwurf evolutionärer Algorithmen. Berichte aus der Informatik. Shaker Verlag, Aachen2001, zugl. Dissertation, Universität DortmundSearch in Google Scholar
7 Nissen, V.: Einführung in evolutionäre Algorithmen: Optimierung nach dem Vorbild der Evolution. Vieweg Verlag, Braunschweig199710.1007/978-3-322-93861-9Search in Google Scholar
8 Bruns, R.: Wissensbasierte Genetische Algorithmen. Infix Verlag, Sankt Augustin1996, zugl. Dissertation, Universität OldenburgSearch in Google Scholar
9 Chung, J. S.; Hwang, S. M.: Process Optimal Design in Forging by Genetic Algorithm. Journal of Manufacturing Science and Engineering124 (2002) 2, S. 397–40810.1115/1.1406954Search in Google Scholar
10 Castro, C. F.; António, C. A. C.; Sousa, L. C.: Optimisation of Shape and Process Parameters in Metal Forging Using Genetic Algorithms. Journal of Materials Processing Technology146 (2004) 3, S. 356–36410.1016/j.jmatprotec.2003.11.027Search in Google Scholar
11 António, C. A. C.; Castro, C. F.; Sousa, L. C.: Eliminating Forging Defects Using Genetic Algorithms. Materials and Manufacturing Processes20 (2005) 3, S. 509–52210.1081/AMP-200053557Search in Google Scholar
12 Cockcroft, M.G.; Latham, D.J.: A Simple Criterion of Fracture for Ductile Metals. National Engineering Laboratory Report, no. 240, 1966Search in Google Scholar
13 Cockcroft, M.G.; Latham, D.J.: Ductility and the Workability of Metals. Journal of the Institute of Metals96 (1968) 2, S. 33–39Search in Google Scholar
14 Roy, S.; Ghosh, S.; Shivpuri, R.: A New Approach to Optimal Design of Multi-stage Metal Forming Processes with Micro Genetic Algorithms. International Journal of Machine Tolls Manufacturing37 (1997) 1, S. 29–4410.1016/0890-6955(95)00120-4Search in Google Scholar
15 Doege, E.; Behrens, B.-A.: Handbuch Umformtechnik – Grundlagen. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg2007Search in Google Scholar
16 Lange, K.: Umformtechnik Band 1: Grundlagen. 2. völlig neubearbeitete Aufl., Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg198410.1007/978-3-642-61760-7Search in Google Scholar
© 2009, Carl Hanser Verlag, München
Articles in the same Issue
- Editorial
- Stark aus der Krise
- Inhalt/Contents
- Inhalt
- Leitartikel
- Aufbruch zur digitalen Produktionsplanung
- WGP-Mitteilungen
- Aktuelle Informationen und Veranstaltungen
- Berliner Kreis-Mitteilungen
- Berliner Kreis-Mitteilungen
- Werkzeugmaschinen
- Die virtuelle Werkzeugmaschine in einer Simulationsumgebung
- Modellbasierte Temperaturkompensation für Werkzeugmaschinen
- Aktiv gedämpfte Maschinenstruktur
- Ressourceneffizienzbewertung einer Werkzeugmaschine zur Steigerung ihrer Wirtschaftlichkeit
- Innovative Fertigungsprozesse
- Beeinflussung der Zerspanung durch Ultraschallschwingungen
- Abschätzung der Lebenszykluskosten neu entwickelter Fertigungsprozesse
- Anforderungen generieren fertigungstechnische Innovationen
- Hybride Erbringung
- Dynamische HLB-Netzwerke und die Erbringung hybrider Leistungsbündel auf Basis von Softwareagenten
- Hybride Fertigung für Hochlohnländer
- Fertigungsoptimierung
- Neue Ansätze zur Optimierung der Kegelradfertigung
- Fabrikplanung
- Zyklenorientiertes Produktionsstruktur-Monitoring
- Prozesskettenverkürzung
- Langhubhonen in der Kombinationsbearbeitung
- Adaptronik
- Untersuchungsergebnisse zur Wirksamkeit der Impulskompensation von Lineardirektantrieben
- Evolutionäre Algorithmen
- Algorithmische Vorformoptimierung
- Technische Sauberkeit
- Bauteilreinigung im Spritzverfahren
- Produktentwicklung
- Lean Innovation – Anleitung zum Innovationsvorsprung
- Datenmanagement
- Analyse und Optimierung des Datenmanagements in variantenreicher Werkstattfertigung
- Layoutplanung
- Dreidimensionales Layout für Mikrofabriken
- Vorschau/Preview
- Vorschau
Articles in the same Issue
- Editorial
- Stark aus der Krise
- Inhalt/Contents
- Inhalt
- Leitartikel
- Aufbruch zur digitalen Produktionsplanung
- WGP-Mitteilungen
- Aktuelle Informationen und Veranstaltungen
- Berliner Kreis-Mitteilungen
- Berliner Kreis-Mitteilungen
- Werkzeugmaschinen
- Die virtuelle Werkzeugmaschine in einer Simulationsumgebung
- Modellbasierte Temperaturkompensation für Werkzeugmaschinen
- Aktiv gedämpfte Maschinenstruktur
- Ressourceneffizienzbewertung einer Werkzeugmaschine zur Steigerung ihrer Wirtschaftlichkeit
- Innovative Fertigungsprozesse
- Beeinflussung der Zerspanung durch Ultraschallschwingungen
- Abschätzung der Lebenszykluskosten neu entwickelter Fertigungsprozesse
- Anforderungen generieren fertigungstechnische Innovationen
- Hybride Erbringung
- Dynamische HLB-Netzwerke und die Erbringung hybrider Leistungsbündel auf Basis von Softwareagenten
- Hybride Fertigung für Hochlohnländer
- Fertigungsoptimierung
- Neue Ansätze zur Optimierung der Kegelradfertigung
- Fabrikplanung
- Zyklenorientiertes Produktionsstruktur-Monitoring
- Prozesskettenverkürzung
- Langhubhonen in der Kombinationsbearbeitung
- Adaptronik
- Untersuchungsergebnisse zur Wirksamkeit der Impulskompensation von Lineardirektantrieben
- Evolutionäre Algorithmen
- Algorithmische Vorformoptimierung
- Technische Sauberkeit
- Bauteilreinigung im Spritzverfahren
- Produktentwicklung
- Lean Innovation – Anleitung zum Innovationsvorsprung
- Datenmanagement
- Analyse und Optimierung des Datenmanagements in variantenreicher Werkstattfertigung
- Layoutplanung
- Dreidimensionales Layout für Mikrofabriken
- Vorschau/Preview
- Vorschau