[發明專利]骨鉆削溫度預測方法及裝置在審
| 申請號： | 202210957015.1 | 申請日： | 2022-08-10 |
| 公開（公告）號： | CN115408904A | 公開（公告）日： | 2022-11-29 |
| 發明（設計）人： | 高相勝;王伯旭;王民;昝濤;高鵬 | 申請（專利權）人： | 北京工業大學 |
| 主分類號： | G06F30/23 | 分類號： | G06F30/23;G06F30/20;G06T17/20 |
| 代理公司： | 北京路浩知識產權代理有限公司 11002 | 代理人： | 張文玄 |
| 地址： | 100124 *** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 骨鉆削 溫度 預測 方法 裝置 | ||
1.一種骨鉆削溫度預測方法，其特征在于，包括：
構建骨鉆削溫度樣本集和輔助變量樣本集；
基于骨鉆削溫度樣本集和輔助變量樣本集構建用于預測骨鉆削溫度的協同克里金模型，根據所述的協同克里金模型計算骨鉆削溫度的預測值；
其中，所述的協同克里金模型的主變量為骨鉆削溫度。
2.根據權利要求1所述的一種骨鉆削溫度預測方法，其特征在于，所述的協同克里金模型為：
其中，Z*(x0)為待預測樣本點x0的骨鉆削溫度的估值，ai為主變量權重系數，Z1(xi)為骨鉆削溫度樣本集中樣本點xi的骨鉆削溫度，n為主變量的樣本數量，i為主變量的樣本序號，bj為輔助變量權重系數，Z2(xj)為輔助變量樣本集中樣本點xj的輔助變量值，m為輔助變量的樣本數量，j為輔助變量的樣本序號。
3.根據權利要求1所述的一種骨鉆削溫度預測方法，其特征在于，所述的輔助變量樣本集中的輔助變量包括鉆削力、鉆削扭矩、鉆削主軸電流。
4.根據權利要求1所述的一種骨鉆削溫度預測方法，其特征在于，所述的構建骨鉆削溫度樣本集和輔助變量樣本集的步驟包括：
構建骨組織鉆削的有限元模型；
基于所述的有限元模型進行樣本采集，形成構建骨鉆削溫度樣本集和輔助變量樣本集。
5.根據權利要求4所述的一種骨鉆削溫度預測方法，其特征在于，所述的構建骨組織鉆削的有限元模型的步驟包括：
構建鉆頭和骨組織的三維模型并裝配；
定義鉆削約束和載荷，劃分有限元單元網格，并以鉆頭與骨組織間形成鉆孔的內表面最高溫度作為輸出的骨鉆削溫度進行鉆削模擬計算，形成有限元模型。
6.根據權利要求5所述的一種骨鉆削溫度預測方法，其特征在于，所述的骨組織的三維模型的骨組織模型材料的特性描述模型為Johnson-Cook本構模型。
7.根據權利要求5所述的一種骨鉆削溫度預測方法，其特征在于，所述的骨組織的三維模型的骨組織模型材料的應力表達式為：
其中，σ為總的流動應力，ε為等效塑性應變，為等效塑性應變率，為靜態塑性應變率，A為屈服應力，B為加工硬化模量，C為應變率敏感性系數，n為硬化系數，Tm為熔化溫度，Tr為室溫，m為熱軟化系數。
8.根據權利要求5所述的一種骨鉆削溫度預測方法，其特征在于，所述的定義鉆削約束和載荷的步驟包括：
設定所述骨組織的三維模型為完全固定狀態，并定義所述鉆頭的主軸轉速和進給速度，設定骨組織和鉆頭的初始溫度。
9.根據權利要求4所述的一種骨鉆削溫度預測方法，其特征在于，所述的基于所述的有限元模型進行樣本采集中樣本采集的方法為正交實驗采樣方法或拉丁超立方實驗采樣方法。
10.一種骨鉆削溫度預測裝置，其特征在于，包括：
采集模塊，構建骨鉆削溫度樣本集和輔助變量樣本集；
預測模塊，基于骨鉆削溫度樣本集和輔助變量樣本集構建用于預測骨鉆削溫度的協同克里金模型，根據所述的協同克里金模型計算骨鉆削溫度的預測值；
其中，所述的協同克里金模型的主變量為骨鉆削溫度。
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