[發明專利]一種大型環件軋制用環坯推演設計方法及系統

有效

• 申請號: 202010190590.4
• 申請日: 2020-03-18
• 公開（公告）號: CN111444580B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 錢東升;程奇林;鄧加東;華林;蘭箭
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F119/18
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 程力

1.一種大型環件軋制用環坯推演設計方法，其特征在于：先分別通過歷史工藝案例庫和工藝設計規則庫進行鍛件工藝方案的推演，再對比分析兩種設計結果并決策鍛件工藝方案，然后基于設計的鍛件工藝方案，再分別通過歷史工藝案例庫和工藝設計規則庫進行環坯工藝方案的推演，最后對比分析兩種設計結果并決策環坯工藝方案；其中，歷史工藝案例庫存儲有已設計并軋制成功的大型環件工藝案例數據；工藝設計規則庫存儲有針對一般大型環件軋制時鍛件工藝和環坯工藝設計的規則，所述規則基于經驗總結得出，為保證大型環件軋制工藝設計的可行性和通用性，采用保守策略；

設計鍛件工藝方案時，包括以下步驟，

1)、相似查詢；

接收目標環件信息，目標環件信息包括目標環件的材料和尺寸，尺寸包括外徑、內徑和高度，通過歷史工藝案例庫，篩選出與目標環件相似的歷史環件，提取出相似度靠前的多個歷史環件；

2)、目標推演；

根據篩選后的歷史環件的余量值取均值得到目標環件的余量推演值；

3)、對比得出結果；

通過工藝設計規則庫，查找目標環件尺寸所處范圍內環件的余量通用值，將余量通用值進行區間劃分，根據余量推演值與余量通用值的差距進行歸檔，根據檔位匹配得到最終的余量值，進而得到目標環件的鍛件尺寸。

2.如權利要求1所述的大型環件軋制用環坯推演設計方法，其特征在于：在步驟1)中，相似環件查詢的篩選方法為，

1.1)、對目標環件進行特征定義，特征包括材料和尺寸，尺寸包括外徑、內徑和高度；

1.2)、將環件分為新環件和舊環件，新環件表示需要進行鍛件設計的目標環件，舊環件表示歷史工藝案例庫中存儲的歷史環件，對新、舊環件的特征進行編碼，在篩選過程中，新環件與舊環件的對應關系為一對多；

1.3)、為環件的材料和尺寸特征確定適應度函數；

1.4)、目標環件與歷史環件是否相似取決于材料和尺寸特征，根據材料特征的適應度函數和尺寸特征的適應度函數處理得到相似度函數；

1.5)、將目標環件與歷史工藝案例庫中的歷史環件進行逐一比較計算之后，得到相應的相似度，將相似度降序排列，根據相似度的臨界值對排名第R₁的相似度進行判定，如果第R₁名的相似度高于臨界值，則提取排名前R₁的相似歷史環件工藝數據用于下一步的設計，反之則判定相似環件數量不足，無法進行基于案例和規則的推演設計，直接采用規則設計。

3.如權利要求2所述的大型環件軋制用環坯推演設計方法，其特征在于：

在步驟1.3)中，適應度函數的設計和取值根據環件各特征的取值來確定—對于環件材料特征K_m，當新環件與提取的舊環件材料牌號相同時，則環件材料特征的適應度Δ₁(K_m)為1，反之為0；對于環件尺寸特征K_s，采用明可夫斯基距離的推廣變形公式來確定外徑、內徑和高度的適應度，并進行歸一化處理得到尺寸特征的適應度Δ₂(K_s)，

其中，D、d、H分別表示新環件外徑、內徑、高度，D₀、d₀、H₀分別表示歷史環件的外徑、內徑、高度；

在步驟1.4)中，相似度函數為，

S₁＝Δ₁(K_m)·Δ₂(K_s)

相似度S₁的值域范圍為(0，1)，當S₁的結果越趨近于1則表示新、舊環件的相似度越高，反之相似度越低。

4.如權利要求1所述的大型環件軋制用環坯推演設計方法，其特征在于：在步驟3)中，推演值和通用值的對比函數為，

其中，M_d為余量推演數值，M_c為余量通用值，M_f為最終的余量值，k₁和k₂為對比函數的臨界系數且k₁k₂。