CN110717272A - 材料成型与改性工艺的耦合仿真方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种材料成型与改性工艺的耦合仿真方法，将成型工艺仿真系统与改性工艺仿真系统通过数据接口集成为一体；得到成型工艺仿真结果和在成型工艺仿真模型；在成型工艺仿真模型的基础上，去除成型工艺系统、工装以及辅助工艺模型，保留产品核模型，同时增加改性工艺所需的改性仿真工装模型形成改性工艺仿真模型；将成型工艺仿真结果数据作为改性工艺仿真模型的初始条件，同时设置改性工艺仿真所需的其它边界条件，输出改性工艺仿真结果。本发明确保仿真零件核模型一致，控制了仿真的数据源模型，继承了上游工序在工件中遗留的应力、组织等数据，最终实现工艺仿真流程与产品实际制造流程的一致性，保证仿真结果的真实性与可指导性。
Description
技术领域
本发明属于数字化制造领域，具体涉及一种材料成型与改性工艺的耦合仿真方法。
背景技术
工艺仿真技术作为数字化制造的核心，在制造行业得以广泛应用，工艺技术人员用几何数据来模拟物理世界，将新产品放入虚拟环境中，在实际生产前，对新产品的工艺进行测试和优化，从而减少产品试制时间，提高产品质量。目前，工艺仿真采取单工序仿真模式，过程中并不考虑上下道工序材料组织、应力、强度等遗传性，与实际生产流程不相吻合，导致仿真结果的置信度差，不能体现工件制造的真实状态，与实际生产情况差距很大，因为实际生产过程中，上道制造工序对工件的影响会传递至下道工序，但是目前工艺仿真技术在应用过程中仅考虑本专业制造过程，仿真结果自然也是理想状态，指导性不强；不能有效代替物理试验，不能真实反映该工艺是否合理以及产品存在的缺陷。
另外工件整体可靠性无法验证，设计只是针对单个工件的强度进行了计算，但是在制造过程中，通过铸造、锻造、焊接、热处理成形后，工件强度能否满足设计要求，无法得以考证，导致产品可靠性下降。
发明内容
本发明提供一种材料成型与改性工艺的耦合仿真方法，考虑材料在制造工艺间的遗传性，取代单一环节仿真模拟时初始状态材料均匀、无应力变形等理想假设，从而能够更准确地预测工艺过程。
为了解决以上技术问题，本发明提供了一种材料成型与改性工艺的耦合仿真方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1、将成型工艺仿真系统与改性工艺仿真系统通过数据接口集成为一体；
S2、通过成型工艺仿真系统对成型工艺进行仿真得到成型工艺仿真结果和在成型工艺仿真模型；
S3、对S2中的仿真结果进行验证确定其是否合理，如果合理则通过数据接口发送给改性工艺仿真系统；
S4、在成型工艺仿真模型的基础上，去除成型工艺系统、工装以及辅助工艺模型，保留产品核模型，同时增加改性工艺所需的改性仿真工装模型形成改性工艺仿真模型；
S5、将S2得到的成型工艺仿真结果数据作为改性工艺仿真模型的初始条件，同时设置改性工艺仿真所需的其它边界条件，输出改性工艺仿真结果。
有益效果：本发明通过将成型工艺与改性工艺进行有效集成，实现成型工艺仿真结果数据向改性工艺仿真过程传递，使之成为改性工艺仿真的原始条件及仿真边界条件的一部分，改性工艺仿真模型由成型工艺仿真模型通过去除工艺系统、工装后获得，确保仿真零件核模型一致，控制了仿真的数据源模型，继承了上游工序在工件中遗留的应力、组织等数据，最终实现工艺仿真流程与产品实际制造流程的一致性，保证仿真结果的真实性与可指导性。
附图说明
图1为传统材料成型或改性单工序仿真流程图；
图2为本发明仿真流程图；
图3为本发明系统集成示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
本发明提出的一种材料成型与改性工艺的耦合仿真方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1、将成型工艺仿真系统与改性工艺仿真系统通过数据接口集成为一体，如图3所示。
S2、通过成型工艺仿真系统对成型工艺进行仿真得到成型工艺仿真结果，包括应力应变场、微观组织、强度硬度、产品缺陷等；如图1所示；
S3、对S2中的仿真结果进行验证确定其是否合理，如果合理则通过数据接口发送给改性工艺仿真系统；
S4、在成型工艺仿真模型的基础上，去除成型工艺系统、工装以及辅助工艺模型，保留产品核模型，即是各环节制造过程中的产品模型，同时增加改性工艺所需的改性仿真工装模型形成改性工艺仿真模型；
S5、将S2得到的成型工艺仿真结果数据作为改性工艺仿真模型的初始条件，实现改性工艺仿真时对成型工艺遗留的应力应变、微观组织、强度硬度等状态继承；同时设置改性工艺仿真所需的其它边界条件，输出改性工艺仿真结果，实现与产品实际制造过程相一致的工艺仿真工作，有效提升工艺仿真技术的置信度；
S6、通过改性工艺仿真结果确定该改性工艺流程是否合理，以及得到的产品是否合格，如果产品不合格，则修改工艺流程。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种材料成型与改性工艺的耦合仿真方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1、将成型工艺仿真系统与改性工艺仿真系统通过数据接口集成为一体；
S2、通过成型工艺仿真系统对成型工艺进行仿真得到成型工艺仿真结果和在成型工艺仿真模型；
S3、对S2中的仿真结果进行验证确定其是否合理，如果合理则通过数据接口发送给改性工艺仿真系统；
S4、在成型工艺仿真模型的基础上，去除成型工艺系统、工装以及辅助工艺模型，保留产品核模型，同时增加改性工艺所需的改性仿真工装模型形成改性工艺仿真模型；
S5、将S2得到的成型工艺仿真结果数据作为改性工艺仿真模型的初始条件，同时设置改性工艺仿真所需的其它边界条件，输出改性工艺仿真结果。
2.根据权利要求1所述的一种材料成型与改性工艺的耦合仿真方法，其特征在于，成型工艺仿真结果包括应力应变场、微观组织、强度硬度、产品缺陷。
3.根据权利要求1所述的一种材料成型与改性工艺的耦合仿真方法，其特征在于，产品核模型是各环节制造过程中的产品模型。
4.根据权利要求1所述的一种材料成型与改性工艺的耦合仿真方法，其特征在于，通过改性工艺仿真结果确定该改性工艺流程是否合理，以及得到的产品是否合格，如果产品不合格，则修改相应工艺流程。
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