[发明专利]基于计算机仿真优化铝合金构件机加工序列的方法及计算机设备

权利要求书

1.一种基于计算机仿真优化铝合金构件机加工序列的方法，其特征在于，所述方法包括：

获取构件坯料的材料参数；

根据所述构件的工程图，获取所述构件坯料切割后的三维模型；

对所述切割后的三维模型进行网格划分；

根据所述材料参数，对所述网格划分后的三维模型进行热处理仿真，获取热处理仿真后模型的应力场分布和变形场分布，具体包括：通过ABAQUS有限元分析软件对所述网格划分后的三维模型进行热处理仿真，具体包括：

根据热处理工艺，根据所述材料参数，通过ABAQUS设置材料的密度、热膨胀系数、比热容、热导率、弹性模量、泊松比、屈服强度参数、构件初始的温度场、网格的几何约束和热处理的时间；

对所述网格划分后的三维模型进行热传导计算和热力耦合计算，获取热处理仿真后模型的应力场分布和变形场分布；

根据所述热处理仿真后模型的应力场分布和变形场分布，对所述热处理仿真后的三维模型进行机加工仿真，获取机加工仿真后模型的应力场分布和变形场分布，具体包括：

根据所述热处理仿真后模型的应力场分布和变形场分布，通过生死单元技术模拟构件的机加工过程，得到机加工后构件的应力场分布和变形场分布；

根据所述机加工仿真后模型的应力场分布和变形场分布，利用遗传算法，获取优化的机加工序列，包括：确定加工序列中需要优化的序列，并将序列编号，将加工序列的先后顺序作为遗传变量，目标函数设置为机加工中构件的变形量，利用遗传算法过程中的变异、交叉，获取优化的机加工序列，具体包括：

根据父代适应度函数的大小排序，留下适应度函数排在前50的父体，设当前适应度函数最大的个体为G_Best；根据适应度函数的大小采用轮盘赌的方式选出一对父代：P₁、P₂；生成一个(0，1)之间的随机数R，若R0.5则将P₂替换为所述个体G_Best；迭代以上步骤，选出50对交叉父体；

选择好父代后，进入父代交叉过程，父代交叉流程如下：

在父代P₁中随机选择一个位置j，设j后第n个位置为k；

根据P₂中的顺序调整P₁中j-k之间的顺序；

生成新的子代C₁；

找出父代P₂中P₁对应的j，k序列片段；

同理生成子代C₂；其中j≤18-n；

变异过程采用如下流程：

生成随机序列N_r，生成一个(0，1)之间的随机数R；

序列变异的数量：

取随机序列N_r中前W个数字；

将原染色体D₁中相同数字的顺序变换成N_r中的顺序。

2.根据权利要求1所述的一种基于计算机仿真优化铝合金构件机加工序列的方法，其特征在于，所述材料参数包括但不限于：密度、热膨胀系数、比热容、热导率、弹性模量、泊松比和屈服强度。

3.根据权利要求1所述的一种基于计算机仿真优化铝合金构件机加工序列的方法，其特征在于，所述获取构件坯料的材料参数，具体包括：

测定密度、热膨胀系数、比热容、热导率、弹性模量、泊松比和屈服强度；

通过蠕变试验获得坯材蠕变本构关系；

通过热压缩实验获得坯材本构关系；

通过结构元件多点测温确定热处理工艺边界条件。

4.根据权利要求1所述的一种基于计算机仿真优化铝合金构件机加工序列的方法，其特征在于，所述根据所述构件的工程图，获取所述构件坯料切割后的三维模型，具体包括：

通过CATIA软件构建构件坯料的三维模型；

对所述三维模型进行机加工序列编号；

根据拟定的机加工序列切割所述三维模型，获取所述构件坯料切割后的三维模型。