一、發(fā)展趨勢概述和運(yùn)用情況
塑膠工業(yè)近20年來發(fā)展趨勢十分迅速，早在七年前塑膠的總產(chǎn)量按體積計算公式早已超出鋼材和稀有金屬總產(chǎn)量的總數(shù)，塑膠制品在轎車、機(jī)電工程、儀表盤、航空航天等我國主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)及與老百姓日常日常生活有關(guān)的各行各業(yè)中獲得了普遍的運(yùn)用。塑膠制品成形的方式盡管許多 ，但最關(guān)鍵的方式是注塑加工成形，全球塑膠成形模貝生產(chǎn)量大約過半數(shù)是塑料模具。
伴隨著塑膠制品復(fù)雜性和精密度規(guī)定的提升 及其生產(chǎn)周期的減少，關(guān)鍵借助工作經(jīng)驗(yàn)的傳統(tǒng)式?jīng)_壓模具方式已不可以融入銷售市場的規(guī)定，在大中型繁雜和中小型精細(xì)注入模貝層面在我國還必須從海外進(jìn)口模貝。
二、核心技術(shù)和基本功能
1．用三維數(shù)字模型替代中心層實(shí)體模型
傳統(tǒng)式的注塑加工成形模擬仿真軟件根據(jù)制品的中心層實(shí)體模型?？蛻糇钕纫獙⒑癖谒苣z制品抽象性成類似的平面圖和斜面，這種面被稱作中心層。在這種中心層上形成二維平面圖三角網(wǎng)格圖，運(yùn)用這種二維平面圖三角網(wǎng)格圖開展有限元分析測算，并將最后的分析結(jié)果在中國表面顯示信息。而注塑件實(shí)體模型多采用三維數(shù)字模型，因?yàn)槎邔?shí)體模型的不一致，二次模型難以避免。但因?yàn)樽⑺芗臉幼臃彪s多種多樣、千姿百態(tài)，從三維實(shí)體線中抽象性出中心方面是一件十分困難的工作中，獲取全過程十分繁雜費(fèi)時間，因而設(shè)計方案工作人員對模擬仿真軟件有抵觸情緒，這已變成注塑加工成形模擬仿真軟件應(yīng)用推廣的短板。
HSCAE 三維主要是接納三維實(shí)體線/表層實(shí)體模型的STL格式文件。如今流行的CAD/CAM系統(tǒng)，如UG、Pro/ENGINEER、CATIA和SolidWorks等，均可輸出品質(zhì)較高的STL文件格式。換句話說，客戶可依靠一切商業(yè)化的CAD/CAE系統(tǒng)形成所需制品的三維幾何模型的STL文件格式，HSCAE 三維能夠全自動將該STL文檔轉(zhuǎn)換為有限元分析網(wǎng)格圖實(shí)體模型，根據(jù)表層匹配和導(dǎo)入新的初始條件確保相匹配表層的融洽流動性，完成根據(jù)三維數(shù)字模型的分析，并顯示信息三維分析結(jié)果，免除了中心層仿真模擬技術(shù)性中先抽象性出中心層，再形成網(wǎng)格圖這一繁雜流程，提升了模擬仿真系統(tǒng)應(yīng)用推廣的短板，大大的緩解了客戶模型的壓力，減少了對客戶的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對客戶的學(xué)習(xí)培訓(xùn)時間也由以往的數(shù)日減少為幾個小時。圖1為根據(jù)中心層實(shí)體模型和根據(jù)三維實(shí)體線/表層實(shí)體模型流動性分析仿真模擬狀況前后對比。
2．有限元分析、比較有限差分信號、操縱容積方式的綜合性應(yīng)用
注塑加工制品全是厚壁制品，制品薄厚方位的規(guī)格遠(yuǎn)低于別的2個方位的規(guī)格，溫度等標(biāo)量在薄厚方位的轉(zhuǎn)變又十分大，若采用單純性的有限元分析或比較有限差分信號方式必然導(dǎo)致分析時間太長，不能滿足沖壓模具與生產(chǎn)制造的具體必須。我們在流動性平面圖采用有限元原理，薄厚方位采用有限差分法，各自創(chuàng)建與流動性平面圖和薄厚方位規(guī)格相一致的網(wǎng)格圖并開展藕合求得，在確保精度的前提條件下促使處理速度考慮工程項(xiàng)目的必須，并采用操縱容積法解決了成形中的挪動邊界爭端。針對內(nèi)外相匹配表層存有差別的制品，可區(qū)劃為兩一部分容積，并分別產(chǎn)生操縱方程組，根據(jù)在相接處開展插值法比照確保這兩一部分的融洽。
3．?dāng)?shù)值計算方法與人工智能技術(shù)技術(shù)性的融合
首選注塑加工成形加工工藝主要參數(shù)一直是眾多沖壓模具工作人員關(guān)心的難題，傳統(tǒng)式的CAE手機(jī)軟件盡管能夠在電子計算機(jī)上模擬仿真出特定加工工藝標(biāo)準(zhǔn)下的注塑加工成形狀況，但沒法全自動對加工工藝主要參數(shù)開展提升。CAE軟件應(yīng)用工作人員務(wù)必設(shè)定不一樣的加工工藝標(biāo)準(zhǔn)開展數(shù)次CAE分析，并聯(lián)系實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)在各計劃方案中間開展較為，才可以得到較令人滿意的加工工藝計劃方案。另外，在對零件開展CAE分析后，系統(tǒng)會造成相關(guān)該計劃方案的很多信息內(nèi)容(制品、加工工藝標(biāo)準(zhǔn)、分析結(jié)果等)，在其中分析結(jié)果通常以各種各樣數(shù)據(jù)信息場的方式出現(xiàn)，規(guī)定客戶務(wù)必具有分析和了解CAE分析結(jié)果的工作能力，因此 傳統(tǒng)式的CAE手機(jī)軟件是一種主動式的計算方法，沒法出示給客戶形象化、合理的產(chǎn)品化結(jié)果，對手機(jī)軟件使用人的規(guī)定過高，危害了CAE系統(tǒng)在更高范疇內(nèi)的運(yùn)用和普及化。對于之上不夠，HSCAE 3D軟件在原來CAE系統(tǒng)精確的測算作用基本上，把專業(yè)知識工程設(shè)計導(dǎo)入系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計中，運(yùn)用人工智能技術(shù)所具備的邏輯思維和推理能力，替代客戶進(jìn)行很多信息內(nèi)容的分析和解決工作中，立即出示具備指導(dǎo)作用的加工工藝結(jié)果和提議，合理解決了CAE系統(tǒng)的多元性與客戶應(yīng)用規(guī)定的簡易性中間的分歧，減少了CAE系統(tǒng)與客戶中間的間距，將模擬仿真軟件由傳統(tǒng)式的“主動式”計算方法提高為“主動型”提升系統(tǒng)。HSCAE 三維系統(tǒng)關(guān)鍵將人工智能技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)于原始加工工藝設(shè)計方案、CAE分析結(jié)果的表述和點(diǎn)評、分析計劃方案的改善與提升3個層面。
三、在根據(jù)專業(yè)知識的模擬仿真系統(tǒng)中關(guān)鍵采用的優(yōu)化方法：
(1) 根據(jù)案例邏輯推理的提升。關(guān)鍵運(yùn)用于具備離散變量賦值室內(nèi)空間的成形加工工藝原始設(shè)計方案。制品樣子和澆筑系統(tǒng)構(gòu)造采用編碼方法，而規(guī)格信息內(nèi)容采用特征參數(shù)敘述。在對過去取得成功工藝技術(shù)的搜集和抽象性的基本上，創(chuàng)建以架構(gòu)方式敘述的案例庫數(shù)據(jù)庫索引和查找體制。
(2) 根據(jù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的提升。對工藝技術(shù)中如注入時間、注入溫度那樣具備持續(xù)賦值室內(nèi)空間的主要參數(shù)，采用根據(jù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的方式來提升。運(yùn)用提升目標(biāo)函數(shù)并在一定的優(yōu)化策略下，獲得提升系統(tǒng)確定的最優(yōu)化主要參數(shù)。
(3) 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)邏輯推理的提升。關(guān)鍵用以對分析結(jié)果的表述和點(diǎn)評。本系統(tǒng)所創(chuàng)建的權(quán)威專家系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)庫是以注塑模具行業(yè)的權(quán)威專家專業(yè)知識為基本的，包含了相關(guān)短射、流動性均衡、溶體溶解、溫度差操縱、保壓時間、批準(zhǔn)剪應(yīng)力、剪切速率、鎖合模力等層面的專業(yè)知識，在對數(shù)值開展分析和提煉出的基本上，驅(qū)動器權(quán)威專家系統(tǒng)開展邏輯推理，對成形計劃方案開展分析點(diǎn)評，并得出實(shí)際的提升改善提議。
4．制品與過流道系統(tǒng)的三維流動性保壓集成化分析
流道系統(tǒng)一般采用圓柱模塊，而制品采用的是三角形模塊，HSCAE 三維系統(tǒng)采用半解析法處理混和模塊的集成化求得難題，那樣，HSCAE 三維系統(tǒng)不但能分析一模一腔大中型繁雜的制品，并且可以分析一模兩腔中小型精細(xì)制品，大大的擴(kuò)寬了系統(tǒng)的應(yīng)用范疇?，F(xiàn)階段HSCAE 三維系統(tǒng)是全世界優(yōu)秀的可以分析一模兩腔流動性均衡難題的三維仿真手機(jī)軟件。
5．塑膠制品焊接紋預(yù)測分析的高效率優(yōu)化算法
焊接紋對制品的抗壓強(qiáng)度、外型等有關(guān)鍵危害，精確預(yù)測分析焊接紋部位是模擬仿真軟件的難點(diǎn)。HSCAE 三維系統(tǒng)根據(jù)連接點(diǎn)特點(diǎn)實(shí)體模型方式進(jìn)一步提高了焊接紋預(yù)測分析的精確性和高效率，其精確度做到國際性同行業(yè)的優(yōu)秀水準(zhǔn)。并運(yùn)用神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)方式對焊接紋的危害水平做出定性評價，為客戶對成形品質(zhì)的評定出示了立即的分辨根據(jù)。
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