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摘要
开展了基于拓扑优化的预成形设计方法研究，以坯料完全充满型腔和锻件整体变形均匀为优化目标，提出了一种基于充填性、变形均匀性以及形状控制的多目标增删准则。详细给出了基于拓扑优化的预成形设计实现步骤和算法，包括单元场量追踪和传递、单元增删过程、单元增删数目的确定以及边界节点的拟合。基于拓扑优化算法，结合Deform-2D有限元模拟软件，开发了预成形优化设计程序。利用预成形拓扑优化程序对H形锻件预成形形状进行了优化设计。采用优化后的预成形方法进行终锻成形。结果表明，材料能完全充满型腔，飞边较小，没有折叠缺陷，应变均匀性得到了改善，最大成形载荷大大降低。优化后的预成形形状与终锻件的外形相似，形状复杂度适中，验证了算法的可靠性。
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