[發明專利]一種水表結構進行響應面優化方法及系統

在審

• 申請號: 202111034839.3
• 申請日: 2021-09-03
• 公開（公告）號: CN113722858A
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 王天垚;蔣彥華;朱海瀅;烏駿;凌玲;唐臻吉
• 申請（專利權）人: 寧波水表（集團）股份有限公司
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F111/04;G06F111/06;G06F119/14
• 代理公司: 廣州市越秀區哲力專利商標事務所(普通合伙) 44288
• 代理人: 葛燕婷

本發明公開了一種水表結構進行響應面優化方法，屬于設計領域，通過給定零部件參數、定義需要優化的幾何參數、網格劃分、實驗設計、計算方案、生成候選方案、得出各參數的取值范圍步驟，通過參數化設計和響應面優化確定出較優設計結構，縮短了設計周期，降低了設計成本，本發明還涉及一種執行上述水表結構進行響應面優化方法的水表結構進行響應面優化系統。

技術領域

本發明涉及水表，尤其是涉及一種水表結構進行響應面優化方法。

背景技術

水表作為日常生活中不可缺少的計量器具，且幾年便需進行更換，需求量巨大。在保證水表機械性能足夠的情況下，降低金屬、塑料等材料的使用量利于降本及環保。

此前水表的設計手段都是通過經驗設計，產品成型前往往需要經過若干輪模具更改，耗費大量時間和金錢，而且設計出的結構往往還不是最優，限制了產品的競爭力和利潤。

隨著計算機技術的不斷發展，CAE分析現在在機械類產品設計中使用越來越廣泛，日益成為不可或缺的設計輔助工具。僅通過三維模型便能知道產品的強度、剛度等參數，能識別出變形較大、應力集中等情況，在實物制作出來前便能了解其大致性能，實現仿真指導設計，仿真驅動設計。但單獨使用CAE進行結構仿真時，僅僅能了解大概性能，不能獲得尺寸參數的最佳取值，使性能達到最優。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明的目的之一在于提供一種水表結構進行響應面優化方法，使水表實物出來前，便能通過參數化設計和響應面優化確定出較優設計結構。

為了克服現有技術的不足，本發明的目的之二在于提供一種水表結構進行響應面優化系統，使水表實物出來前，便能通過參數化設計和響應面優化確定出較優設計結構。

本發明的目的之一采用以下技術方案實現：

一種水表結構進行響應面優化方法，包括以下步驟：

給定零部件參數：啟動CAE靜態結構模塊，給定零部件各材料參數；

定義需要優化的幾何參數：打開三維幾何模型，定義需要優化的幾何參數；

網格劃分：賦予各零部件相對應材料，進行網格劃分，設置約束邊界條件，設置輸出參數；

實驗設計：添加響應面優化流程到靜態模塊，進入實驗設計，設置各幾何參數的取值范圍；

計算方案：計算自動生成的若干個組合方案；

生成候選方案：遍歷多種響應面類型，設置優化的目標與約束，生成多個候選方案；

得出各參數的取值范圍：記錄多個候選方案，在參數集內計算得到計算結果，得出最優方案各參數的取值范圍。

進一步地，所述水表結構進行響應面優化方法還包括縮小參數取值范圍步驟，所述縮小參數取值范圍步驟位于得出各參數的取值范圍步驟之后。

進一步地，所述縮小參數取值范圍步驟中將各參數取值范圍減小為原來的30％。

進一步地，所述水表結構進行響應面優化方法還包括判斷步驟，所述判斷步驟位于所述縮小參數取值范圍步驟之后，所述判斷步驟具體為：判斷最優方案各參數取值與上一次優化的參數取值是否一致，若一致就結束，否則一直重復計算方案步驟至得出各參數的取值范圍步驟。

進一步地，在所述生成候選方案步驟中，所述響應面類型為遺傳聚合、標準響應表面、Kriging、非參數回歸、神經網絡和稀疏網格。

進一步地，每一所述響應面類型生成3個候選方案。

進一步地，當所述水表結構進行響應面優化方法應用于在水表底部添加三圈槽結構，尋找最優深度時，所述網格劃分步驟中，所述約束邊界條件為：水壓、進出口管固定約束和夾緊力；所述輸出參數為最大形變和最大等效應力。