CN112612772B - 一种聚氨酯发泡仿真的数据库构建方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种聚氨酯发泡仿真的数据库构建方法及装置，其中所述方法包括：获取聚氨酯发泡材料对应的杯泡实验参数以及杯泡实验数据；基于杯泡实验参数，构建杯泡实验模型；基于杯泡实验模型进行发泡仿真模拟，获得第一杯泡模拟结果；基于杯泡实验数据和第一杯泡模拟结果，获得第二杯泡模拟结果；基于第二杯泡模拟结果，构建聚氨酯发泡数据库。本发明可构建更加准确和完整的聚氨酯发泡数据库，可为铁路冷链设备中的聚氨酯发泡的应用提供重要参考。

Description

一种聚氨酯发泡仿真的数据库构建方法及装置

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种聚氨酯发泡仿真的数据库构建方法及装置。

背景技术

现阶段我国对铁路冷链装备的需求越来越高，为保障隔热保温类的货物运输质量，冷链产品中的聚氨酯发泡体部分的质量就显得尤为重要。聚氨酯发泡模拟仿真软件能模拟出其不同参数下的聚氨酯发泡体过程，为冷链设备的质量带来可靠的保障。仿真软件的仿真结果的可靠性依赖于聚氨酯发泡料的参数的准确性。但是，现阶段还没有一套能够准确构建聚氨酯发泡料参数的数据库的方法。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提出了一种聚氨酯发泡仿真的数据库构建方法及装置，可构建更加准确和完整的聚氨酯发泡数据库，可为铁路冷链设备中的聚氨酯发泡的应用提供重要参考。

第一方面，本申请通过一实施例提供如下技术方案：

一种聚氨酯发泡仿真的数据库构建方法，包括：

获取聚氨酯发泡材料对应的杯泡实验参数以及杯泡实验数据；基于所述杯泡实验参数，构建杯泡实验模型；基于所述杯泡实验模型进行发泡仿真模拟，获得第一杯泡模拟结果；基于所述杯泡实验数据和所述第一杯泡模拟结果，获得第二杯泡模拟结果；基于所述第二杯泡模拟结果，构建所述聚氨酯发泡数据库。

可选的，所述基于所述杯泡实验数据和所述第一杯泡模拟结果，获得第二杯泡模拟结果，包括：

基于所述杯泡实验数据，获得发泡实验曲线；基于所述第一杯泡模拟结果，获得发泡仿真曲线；调整所述发泡仿真模拟的模拟参数，使所述发泡仿真曲线与所述发泡实验曲线之间的拟合度大于预设的第一阈值，获得所述第二杯泡模拟结果。

可选的，所述模拟参数包括：全局斜度参数、前段斜度参数、后段斜度参数和反应初始时间参数；所述调整所述发泡仿真模拟的模拟参数，使所述发泡仿真曲线与所述发泡实验曲线之间的拟合度大于预设的第一阈值，获得所述第二杯泡模拟结果，包括：

调整所述发泡仿真模拟的全局斜度参数，以使所述发泡仿真曲线的全局斜度与所述发泡实验曲线的全局斜度的拟合度大于第一斜度阈值；调整所述发泡仿真模拟的前段斜度参数，以使所述发泡仿真曲线的前段斜度与所述发泡实验曲线的前段斜度的拟合度大于第二斜度阈值；调整所述发泡仿真模拟的后段斜度参数，以使所述发泡仿真曲线的后段斜度与所述发泡实验曲线的后段斜度的拟合度大于第三斜度阈值；调整所述发泡仿真模拟的反应初始时间参数，以使所述发泡仿真曲线的反应初始时间与所述发泡实验曲线的反应初始时间的拟合度大于预设的时间阈值；获得所述第二杯泡模拟结果。

可选的，所述基于所述第二杯泡模拟结果，构建所述聚氨酯发泡数据库，包括：

获取所述聚氨酯发泡材料对应的粘度实验参数和粘度实验数据；基于所述粘度实验参数，构建粘度实验模型；基于所述粘度实验模型进行粘度仿真模拟，获得第一粘度模拟结果；基于所述粘度实验数据和所述第一粘度模拟结果，获得第二粘度模拟结果；基于所述第二杯泡模拟结果和所述第二粘度模拟结果，构建所述聚氨酯发泡数据库。

可选的，所述基于所述粘度实验数据和所述第一粘度模拟结果，获得第二粘度模拟结果，包括：

基于所述粘度实验数据，获得实验发泡形状；基于第一粘度模拟结果，获得模拟发泡形状；调整所述粘度仿真模拟的模拟参数，使所述模拟发泡形状与所述实验发泡形状之间的拟合度大于预设的第二阈值，获得所述第二粘度模拟结果。

可选的，所述基于所述第二杯泡模拟结果，构建所述聚氨酯发泡数据库，包括：

获取所述聚氨酯发泡材料对应的填充实验参数和填充实验数据；基于所述填充实验参数，构建填充实验模型；基于所述填充实验模型进行填充仿真模拟，获得第一填充模拟结果；基于所述填充实验数据和所述第一填充模拟结果，获得第二填充模拟结果；基于所述第二杯泡模拟结果、所述第二粘度模拟结果和所述第二填充模拟结果，构建所述聚氨酯发泡数据库。

第二方面，基于同一发明构思，本申请通过一实施例提供如下技术方案：

一种聚氨酯发泡仿真的数据库构建装置，包括：

第一获取模块，用于获取聚氨酯发泡材料对应的杯泡实验参数以及杯泡实验数据；第一建模模块，用于基于所述杯泡实验参数，构建杯泡实验模型；第一模拟模块，用于基于所述杯泡实验模型进行发泡仿真模拟，获得第一杯泡模拟结果；第一优化模块，用于基于所述杯泡实验数据和所述第一杯泡模拟结果，获得第二杯泡模拟结果；数据库构建模块，用于基于所述第二杯泡模拟结果，构建所述聚氨酯发泡数据库。

可选的，所述第一优化模块，具体用于：

基于所述杯泡实验数据，获得发泡实验曲线；基于所述第一杯泡模拟结果，获得发泡仿真曲线；调整所述发泡仿真模拟的模拟参数，使所述发泡仿真曲线与所述发泡实验曲线之间的拟合度大于预设的第一阈值，获得所述第二杯泡模拟结果。

可选的，所述模拟参数包括：全局斜度参数、前段斜度参数、后段斜度参数和反应初始时间参数；所述第一优化模块，还具体用于：

调整所述发泡仿真模拟的全局斜度参数，以使所述发泡仿真曲线的全局斜度与所述发泡实验曲线的全局斜度的拟合度大于第一斜度阈值；调整所述发泡仿真模拟的前段斜度参数，以使所述发泡仿真曲线的前段斜度与所述发泡实验曲线的前段斜度的拟合度大于第二斜度阈值；调整所述发泡仿真模拟的后段斜度参数，以使所述发泡仿真曲线的后段斜度与所述发泡实验曲线的后段斜度的拟合度大于第三斜度阈值；调整所述发泡仿真模拟的反应初始时间参数，以使所述发泡仿真曲线的反应初始时间与所述发泡实验曲线的反应初始时间的拟合度大于预设的时间阈值；获得所述第二杯泡模拟结果。

第三方面，基于同一发明构思，本申请通过一实施例提供如下技术方案：

一种聚氨酯发泡仿真的数据库构建装置，包括处理器和存储器，所述存储器耦接到所述处理器，所述存储器存储指令，当所述指令由所述处理器执行时使所述用户终端执行上述第一方面中任一项所述方法的步骤。

本发明实施例提供的一种聚氨酯发泡仿真的数据库构建方法及装置，通过获取聚氨酯发泡材料对应的杯泡实验参数以及杯泡实验数据；基于杯泡实验参数，构建杯泡实验模型；基于杯泡实验模型进行发泡仿真模拟，获得第一杯泡模拟结果；基于杯泡实验数据和第一杯泡模拟结果，获得第二杯泡模拟结果；基于第二杯泡模拟结果，构建聚氨酯发泡数据库。其中构建数据库的数据结合了实际的实验和模拟仿真，并且在基于实际实验的基础上对模拟仿真的参数进行修正调整，最终使得模拟仿真能够得到聚氨酯发泡的完整数据。最终构建的数据库不仅在数据上更加准确，同时数据具有很高的完整性，可为铁路冷链设备中的聚氨酯发泡的应用提供重要参考。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1示出了本发明第一实施例提供的一种聚氨酯发泡仿真的数据库构建方法的流程图；

图2示出了本发明第一实施例中对杯泡实验参数校验的结果示意图；

图3示出了本发明第一实施例中杯泡实验模型的结构示意图；

图4～7示出了本发明第一实施例中对杯泡实验模型进行仿真模拟调整仿真参数后的发泡仿真曲线与发泡实验曲线对比示意图；

图8示出了本发明第一实施例中粘度实验模型的结构示意图；

图9示出了本发明第一实施例中填充实验的型腔设计厚度示意图；

图10示出了本发明第一实施例中填充实验模型的结构示意图；

图11～14示出了本发明第一实施例中填充实验模型仿真后的数据处理过程示意图；

图15示出了本发明第二实施例提供的一种种聚氨酯发泡仿真的数据库构建装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

第一实施例

请参见图1，示出了本发明第一实施例提供的一种聚氨酯发泡仿真的数据库构建方法的流程图。

在本实施例中构建聚氨酯发泡数据库的数据可为如下数据中的一种或多种：与杯泡实验数据相关的数据，与粘度实验数据相关的数据，以及填充实验数据相关的数据。在本实施例中，以包含以上三种数据的情况进行说明，但在某些实施方式中聚氨酯发泡数据库的数据也可为仅包含与杯泡实验数据相关的数据，也可仅包含与杯泡实验数据相关的数据，与粘度实验数据相关的数据。例如，聚氨酯发泡数据库的数据为仅包含与杯泡实验数据相关的数据，构建过程如下：

步骤S10：获取聚氨酯发泡材料对应的杯泡实验参数以及杯泡实验数据；

步骤S20：基于所述杯泡实验参数，构建杯泡实验模型；

步骤S30：基于所述杯泡实验模型进行发泡仿真模拟，获得第一杯泡模拟结果；

步骤S40：基于所述杯泡实验数据和所述第一杯泡模拟结果，获得第二杯泡模拟结果；

步骤S50：基于所述第二杯泡模拟结果，构建所述聚氨酯发泡数据库。

在步骤S10中，杯泡实验参数至少包括：牌号、白料、黑料、黑白料混合比例、白料密度、黑料类型、发泡剂类型、环境温度、容器温度、乳白时间、凝胶时间、注料量、总重、上升高度。杯泡实验数据为进行杯泡实验所获得的过程数据。具体的，本实施例中提供的如下的杯泡实验实现过程：

1)记录环境温度及注料温度。

2)确认注料量，并记录。

3)称量各容器的重量，并在容器上记录。

4)布置操作台，设置摄像设备的1号位及2号位。其中，容器与刻度尺紧邻摆放；在操作台上将量杯位置与刻度尺摆放位置分别做记号；刻度尺零刻度与左面平齐；1号位能够使得摄像设备清晰的摄录刻度尺读数，高度应能与发泡的高度保持水平，并且能够根据发泡时高度的变化进行上升移动，也即1号位的高度与发泡高度随时保持水平；2号位能够使得摄像设备对全程发泡过程进行摄像。

5)启动录像。

6)将混合料注入容器，等待发泡结束并停止录像。具体的，将混合料注入容器后，迅速将容器摆放至操作平台固定位置。等待发泡结束，停止录像。再，最后。

7)称量杯泡重量并记录。可用电子秤称量杯泡重量并记录。

8)测量杯泡最高点高度并记录。用高度尺测量杯泡最高点并记录，进行两次实验。发泡最大高度应不超过容器高度，若有超出，应减少注料量并重新实验。

最后，根据上述实验过程对杯泡数据进行采集，即可获得牌号、白料、黑料、黑白料混合比例、白料密度、黑料类型、发泡剂类型、环境温度、容器温度、乳白时间、凝胶时间、注料量、总重、上升高度等杯泡实验参数。

再选择第二次的实验结果，根据设置的录像结果，以1秒为单位，读取发泡最高点的位置高度并记录，例如记录于Excel表格中。采集时间点为201个。即获得杯泡实验数据，在本实施例中获得的杯泡实验数据为220g的聚氨酯发泡材料。

步骤S20：基于所述杯泡实验参数，构建杯泡实验模型。

在步骤S20中，首先在模拟前需要对材料进行Index数据校验，具体为根据聚氨酯材料供应商提供的材料数据，进行聚氨酯混合料Index数据校验，确定杯泡实验参数是否合理，校验的Index值合理范围区间为70-110，如图2所示，其中，OH value表示羟值，Water％表示含水量，Other表示其他物质，Bridge Type OH Value表示桥接羟值，NCO％表示异氰酸酯基含量，Mixing Expenses表示混合消耗系数，OH Equivalent Value表示羟基当量值，ISO Equivalent Value表示二元醇当量值。

然后对杯泡实验上升高度的合理性进行校验，具体为：量取混合料发泡后的高度，在与标准发泡高度比对，一般标准的硬泡体积膨胀为40-60倍左右。完成上述数据校验后，使用CAD(Computer Aided Design，计算机辅助设计)根据杯泡实验使用的容器内腔尺寸建立三维的杯泡实验模型，如图3所示。

步骤S30：基于所述杯泡实验模型进行发泡仿真模拟，获得第一杯泡模拟结果。

在步骤S30中，杯泡实验模型完成后导入到仿真软件中，仿真软件可为目前常用的软件。然后，利用仿真软件自带的MESH功能进行网格划分，再设置实体属性和分析类型。最后进行参数设置，运行求解后得到第一杯泡模拟结果。通过仿真软件得到的杯泡模拟结果可以完成的确定出聚氨酯发泡材料的发泡特性，以此构建数据库能够保证发泡数据的连续性和完整性。一般的，直接设置参数后进行的第一次发泡仿真无法与实际的杯泡实验得到数据保持一致，因此，还需要对上述的发泡仿真模拟的模拟参数进行调整，即执行步骤S40。

步骤S40：基于所述杯泡实验数据和所述第一杯泡模拟结果，获得第二杯泡模拟结果。

具体的，步骤S40实现步骤可如下：

步骤S41：基于所述杯泡实验数据，获得发泡实验曲线。

步骤S41中，可将杯泡实验数据中以容器注入发泡料的时间为时间零点，以聚氨酯发泡的混合料初始高度为高度零点，生成聚氨酯发泡曲线，最后得到杯泡实验220g发泡料的发泡实验曲线。

步骤S42：基于所述第一杯泡模拟结果，获得发泡仿真曲线。

在步骤S42中，第一杯泡模拟结果包含了模拟发泡过程的所有仿真数据，因此，可基于该第一杯泡模拟结果生成发泡过程的发泡仿真曲线。该发泡仿真曲线能够完整的表示出发泡起始过程、发泡中间过程以及发泡的末尾过程。例如，发泡的起始反应时间、发泡前期的发泡高度上升速度、发泡中期的发泡高度上升速度、等等。

此时，将发泡仿真曲线与发泡实验曲线进行一致性比对，若两个曲线一致性较低，则说明获得的第一杯泡模拟结果不够准确，无法真实的反应出聚氨酯的发泡过程。此时，需要对仿真模拟的仿真参数进行调整，以保证最终构建数据库所使用的仿真结果的准确性。即执行步骤S33，如下：

步骤S43：调整所述发泡仿真模拟的模拟参数，使所述发泡仿真曲线与所述发泡实验曲线之间的拟合度大于预设的第一阈值，获得所述第二杯泡模拟结果。

在步骤S43中，模拟参数包括：全局斜度参数、前段斜度参数、后段斜度参数和反应初始时间参数。具体调整的仿真参数包括：

调整发泡仿真模拟的全局斜度参数，以使发泡仿真曲线的全局斜度与发泡实验曲线的全局斜度的拟合度大于第一斜度阈值，在仿真软件中Gelling_dE参数影响发泡仿真曲线的全局斜度，作为全局斜度参数，需要最先进行调整。调整过程如图4所示，其中，Height表示发泡过程中的高度值，Experiment表示发泡实验曲线，Simulation表示仿真确定的发泡仿真曲线。

调整发泡仿真模拟的前段斜度参数，以使发泡仿真曲线的前段斜度与发泡实验曲线的前段斜度的拟合度大于第二斜度阈值，在仿真软件中Chemical_Blowing_dE参数影响泡沫起发上升的前段时间，作为前段斜度参数，第二个进行调整，如图5所示。

调整发泡仿真模拟的后段斜度参数，以使发泡仿真曲线的后段斜度与发泡实验曲线的后段斜度的拟合度大于第三斜度阈值，在仿真软件中Physical_Blowing_dE参数影响泡沫起发上升的后段时间，作为后段斜度参数，第三个进行调整，如图6所示。

最后，调整所述发泡仿真模拟的反应初始时间参数，以使发泡仿真曲线的反应初始时间与发泡实验曲线的反应初始时间的拟合度大于预设的时间阈值，在仿真软件中Saturation参数该参数决定发泡料于何时开始化学反应，值越大，反应开始的时间越晚，如图7所示。

上述调整过程中，第一阈值包括第一斜度阈值、第二斜度阈值、第三斜度阈值以及时间阈值。针对每个阈值都可按照拟合的准确性进行设置。例如，第一阈值中的每个阈值表示的拟合度可大于0.9、0.93、0.95、等等。也可为第一阈值表示的整体拟合度大于0.9、0.93、0.95、等等。上述数据仅为举例说明，数据不作为对本实施例的限制。

最后调整完成后，可实现发泡仿真曲线与发泡实验曲线一致，可获得第二杯泡模拟结果。该第二杯泡模拟结果可用于构建聚氨酯发泡数据库，即执行步骤S50。

为了使得构建的聚氨酯发泡数据库更加完整，进一步在构建聚氨酯发泡数据库之前还可获取与粘度实验数据相关的数据，具体过程如下：

步骤S10a：获取所述聚氨酯发泡材料对应的粘度实验参数和粘度实验数据。

在步骤S10a中，粘度实验参数至少包括：环境温度、注料温度、喷嘴直径、喷嘴流向、喷嘴高度、注料量、重量、余料重量、横向、纵向尺寸和最大高度。上述参数可在粘度实验过程中进行记录获取，在粘度实验中主要需要观察发泡件的水平宽度和垂直长度随时间的变化情况。本实施例中提供具体的粘度实验过程如下：

1)将PE(polyethylene，聚乙烯)塑料薄膜包覆塑料板表面并固定。并且将PE塑料包覆塑料板表面时，需确保表面平整后再用胶带将两者相互固定。

2)记录环境温度及注料温度。

3)确认注料量并记录。本实施例中，记录为350g。

4)放置喷嘴，下方铺设塑料板并固定于地面。

5)调整喷嘴位置和方向。喷嘴的水平度调试是实验成功的关键，所以在放置喷嘴时，需保证其水平度；喷嘴口应无粘料，以确保落地发泡料形状的圆整度。具体的，垫高喷嘴高度在200-400mm左右，并记录高度；借助水平仪，确保喷嘴沿喷射方向及垂直于喷射方向都保持水平状态；借助钢直尺和吊坠锤确保喷射方向与塑料板格子中心线平齐。

6)设置摄像设备的1号位、2号位以及3号位。在粘度实验中，设置摄像设备的1号位，以使摄像设备在空中俯视地面的塑料板，摄像方向与地面垂直；设置摄像设备的2号位，以使摄像设备在地面侧视喷射和落料，具体角度可根据拍摄效果进行调整；设置摄像设备的3号位，以使摄像设备能够录制实验全过程。所有摄像设备均需保持镜头稳定，以避免因晃动而导致的数据读取不准。

7)打开喷嘴喷射，并录制喷射及发泡全过程。

8)待发泡料冷却后从塑料板上取下，称已冷却后的塑料板上的发泡料及喷嘴下方余料的重量，并记录。

9)测量发泡料沿喷射方向及垂直方向的最大距离；

10)测量发泡料的最大高度，然后再进行第二次实验。

步骤S20a：基于所述粘度实验参数，构建粘度实验模型；

在步骤S20a中，同样的先校验数据，比对注料量，重量，横向尺寸，纵向尺寸，最大高度和余料重量，具体校验方式可参考步骤S20中的校验方式。在实验数据校验完成后，使用三维软件CAD根据实验环境，按最大求解域值，建立三维的粘度实验模型。如图8所示，其中的方块为一个已经网格化的粘度实体模型，网格数量为406800，同时显示了注料时间为1.27s。

步骤S30a：基于所述粘度实验模型进行粘度仿真模拟，获得第一粘度模拟结果。

在步骤S30a中，将完成的粘度实验模型导入到仿真软件中，利用仿真软件自带的MESH功能进行网格划分，进行网格划分时，则在其各个面上所形成的网格区域至少保证划分3层的网格密度，再设置实体属性和分析类型；最后进行参数设置，运行求解后得到第一粘度模拟结果。同样的，第一粘度模拟结果需要进行调试，以保证得到的粘度模拟结果与实际进行的粘度实验保持一致。即执行步骤S40a，如下。

步骤S40a：基于所述粘度实验数据和所述第一粘度模拟结果，获得第二粘度模拟结果。

在步骤S40a中，基于粘度实验数据，获得实验发泡形状；然后，基于第一粘度模拟结果，获得模拟发泡形状。然后计算获取实验发泡形状或粘度模拟结果的拟合度，计算的方式可以为人工比对，也可以通过计算机自动获取形状的尺寸后采用现有的方式进行计算，不作限制。可选择第二次粘度实验结果，根据摄制的录像结果，以5秒为单位，读取发泡宽度和长度，记录于Excel表格中，共采集时间点25个，最后可得到发泡件的水平宽度和垂直长度随时间变化的曲线图，粘度实验数据可基于该时间变化曲线图得到。进一步的，实验发泡形状和模拟发泡形状拟合度大于预设的第二阈值时，说明仿真模拟得到的第一粘度模拟结果是合理的；否者，对粘度仿真模拟的模拟参数进行调整，具体过程为：调整粘度仿真模拟的模拟参数，使模拟发泡形状与实验发泡形状之间的拟合度大于预设的第二阈值，获得第二粘度模拟结果。在调整粘度实验的模拟参数时，可对仿真模拟的材料特性参数的文件中的粘度值数列进行调整。可根据不同的凝胶率调整相应的粘度值，完成调整后再导入至仿真软件内。其中，每调整完成一次进行一次拟合度的计算，直到拟合度大于第二阈值。粘度值数列内的数值越大，仿真得到的落点越近，发泡体的形状越小，即模拟发泡形状越小。第二阈值可根据需要构建数据库的精度进行设置，例如可为0.95、0.96、等等，不作限制。

步骤S50a：基于所述第二杯泡模拟结果和所述第二粘度模拟结果，构建所述聚氨酯发泡数据库。

在步骤S50可替换为步骤S50a进行执行，可得到聚氨酯发泡的具体过程数据以及聚氨酯粘度特性的具体数据，可采用现有的存储结构进行数据库的构建。

在本实施例中，构建的聚氨酯发泡数据库中还需要存储有与填充实验数据相关的数据。因此，在步骤S50a之前，还可包括：

步骤S10b：获取所述聚氨酯发泡材料对应的填充实验参数和填充实验数据。

在步骤S10b中，填充实验参数至少包括：环境温度、模具预热温度、注料温度、喷嘴直径、喷嘴流量、各方案的注料量、称重发泡以及发泡高度，上述数据均可经过填充实验记录获得。填充实验具体过程如下：

1)组合EPS板(expanded polystyrene board，可发性聚苯乙烯板)并称重记录。通过EPS板的组合控制需要发泡的型腔厚度，如图9所示。

2)模具预热，并记录模具温度。

3)确认注料量。

4)将组合好的EPS板嵌入模具中并固定；在固定EPS板之后，需在EPS板靠近注料口的下沿粘上一条封带，防止发泡过程中发泡料渗入EPS板与模具壁的间隙。

5)关闭模具并使其直立，加注混合料。即在实验发泡过程直至凝固完成过程中，模具需始终保持竖直状态，不得有任何偏移。

6)等待混合料发泡完成，凝固后开模，取出发泡料及EPS板，称重并记录；

7)量取发泡料高度。量取发泡料高度时，需取发泡最高点和最低点的中间点作为发泡料的高度。

通过上述实验过程可确定，在15％过填充量注料时，在相同的工艺环境下，当型腔厚度减少至10mm时，发泡无法完成100％填充。填充实验数据为不同发泡条件下的实际填充比率情况。

步骤S20b：基于所述填充实验参数，构建填充实验模型；

在步骤S20b中，首先对填充实验参数进行校验，确定所使用的实验参数是否合理。然后使用三维软件CAD根据实验环境，按最大求解域值建立三维的填充实验模型，如图10所示，其中VIP表示真空绝热板。

步骤S30b：基于所述填充实验模型进行填充仿真模拟，获得第一填充模拟结果。

在步骤S30b中，通过仿真软件中的网格划分功能对所述已导入的填充实验模型实体进行网格划分；在对模型实体进行网格划分时，则在其各个面上所形成的网格区域至少保证划分3层的网格密度。分别按照上述实际实验的条件进行仿真模拟，得到不同模拟条件下的填充率，即第一填充模拟结果。

步骤S40b：基于所述填充实验数据和所述第一填充模拟结果，获得第二填充模拟结果。

在步骤S40b中，基于第一天冲模拟结果进行数据处理，在处理过程中查询与实验发泡高度结果一致的目标填充率，如图11所示，表格部分中Time表示发泡时间，Filling表示填充率，Geiling表示凝胶率，图形部分表示整个泡沫填充过程的展示。进一步的，获取仿真后的结果文件中的获取与目标填充率情况下的平均压强，如图12所示，通过路径case_1_Res>0_ACRData>ACR_Pressure进行查找获取；反复执行多次获得多个目标填充率和其对应的平均压强。以平均压强为X轴，填充率为Y轴构建单线图像和双线图像，如图13和图14所示，其中，单线图像表示材料的修正系数与压力成比例；双线图像中(图14)斜率较大的线与单线图中的单线交集的点A即为材料修正系数的转折点，与单线图相比，双线图更准确地反应了材料的修正系数与压力的规律。另，图13和图14的横纵坐标表示内容一致，即纵坐标为correction factor，横坐标为pressure(atm)。以此获得平均压强和填充率之间的函数关系，即第二填充模拟结果，通过该平均压强和填充率之间的函数关系可确定任一平均压强和填充率之间的关系。从而可确定聚氨酯在发泡后通过薄壁的具体能力。

步骤S50b：基于所述第二杯泡模拟结果、所述第二粘度模拟结果和第二填充模拟结果，构建所述聚氨酯发泡数据库。

最后，步骤S50替换为步骤S50b进行执行，得到的数据库包括：第二杯泡模拟结果，其中包含了模拟出的更加详细的杯泡实验参数以及杯泡实验数据；第二粘度模拟结果，其中包含了模拟出的更加详细的粘度实验参数和粘度实验数据；第二填充模拟结果其中包含了模拟出的更加详细的填充实验参数以及填充实验数据。

需要说明的是，在本实施例中使用的仿真软件为AnyFoam软件。但使用何种仿真软件为本领域技术人员可根据本实施例中的思路进行选择，其中所涉及到的参数代码和文件名称等也会适应性的改变。

综上所述，本发明提供的一种聚氨酯发泡仿真的数据库构建方法，通过获取聚氨酯发泡材料对应的杯泡实验参数以及杯泡实验数据；基于杯泡实验参数，构建杯泡实验模型；基于杯泡实验模型进行发泡仿真模拟，获得第一杯泡模拟结果；基于杯泡实验数据和第一杯泡模拟结果，获得第二杯泡模拟结果；基于第二杯泡模拟结果，构建聚氨酯发泡数据库。其中构建数据库的数据结合了实际的实验和模拟仿真，并且在基于实际实验的基础上对模拟仿真的参数进行修正调整，最终使得模拟仿真能够得到聚氨酯发泡的完整数据。最终构建的数据库不仅在数据上更加准确，同时数据具有很高的完整性，可为铁路冷链设备中的聚氨酯发泡的应用提供重要参考。

第二实施例

请参阅图15，基于同一发明构思，本实施例中提供了一种聚氨酯发泡仿真的数据库构建装置300，其中包括：

第一获取模块301，用于获取聚氨酯发泡材料对应的杯泡实验参数以及杯泡实验数据；

第一建模模块302，用于基于所述杯泡实验参数，构建杯泡实验模型；

第一模拟模块303，用于基于所述杯泡实验模型进行发泡仿真模拟，获得第一杯泡模拟结果；

第一优化模块304，用于基于所述杯泡实验数据和所述第一杯泡模拟结果，获得第二杯泡模拟结果；

数据库构建模块305，用于基于所述第二杯泡模拟结果，构建所述聚氨酯发泡数据库。

作为一种可选的实施方式，所述第一优化模块304，具体用于：

基于所述杯泡实验数据，获得发泡实验曲线；基于所述第一杯泡模拟结果，获得发泡仿真曲线；调整所述发泡仿真模拟的模拟参数，使所述发泡仿真曲线与所述发泡实验曲线之间的拟合度大于预设的第一阈值，获得所述第二杯泡模拟结果。

作为一种可选的实施方式，所述模拟参数包括：全局斜度参数、前段斜度参数、后段斜度参数和反应初始时间参数；所述第一优化模块304，还具体用于：

调整所述发泡仿真模拟的全局斜度参数，以使所述发泡仿真曲线的全局斜度与所述发泡实验曲线的全局斜度的拟合度大于第一斜度阈值；调整所述发泡仿真模拟的前段斜度参数，以使所述发泡仿真曲线的前段斜度与所述发泡实验曲线的前段斜度的拟合度大于第二斜度阈值；调整所述发泡仿真模拟的后段斜度参数，以使所述发泡仿真曲线的后段斜度与所述发泡实验曲线的后段斜度的拟合度大于第三斜度阈值；调整所述发泡仿真模拟的反应初始时间参数，以使所述发泡仿真曲线的反应初始时间与所述发泡实验曲线的反应初始时间的拟合度大于预设的时间阈值；获得所述第二杯泡模拟结果。

作为一种可选的实施方式，还包括：

第二获取模块，用于获取所述聚氨酯发泡材料对应的粘度实验参数和粘度实验数据；第二建模模块，用于基于所述粘度实验参数，构建粘度实验模型；第二模拟模块，用于基于所述粘度实验模型进行粘度仿真模拟，获得第一粘度模拟结果；第二优化模块，用于基于所述粘度实验数据和所述第一粘度模拟结果，获得第二粘度模拟结果；所述数据库构建模块，用于基于所述第二杯泡模拟结果和所述第二粘度模拟结果，构建所述聚氨酯发泡数据库。

作为一种可选的实施方式，所述第二优化模块，具体用于：

基于所述粘度实验数据，获得实验发泡形状；基于第一粘度模拟结果，获得模拟发泡形状；调整所述粘度仿真模拟的模拟参数，使所述模拟发泡形状与所述实验发泡形状之间的拟合度大于预设的第二阈值，获得所述第二粘度模拟结果。

作为一种可选的实施方式，还包括：

第三获取模块，用于获取所述聚氨酯发泡材料对应的填充实验参数和填充实验数据；第三建模模块，用于基于所述填充实验参数，构建填充实验模型；第三模拟模块，用于基于所述填充实验模型进行填充仿真模拟，获得第一填充模拟结果；第三优化模块，用于基于所述填充实验数据和所述第一填充模拟结果，获得第二填充模拟结果；所述数据库构建模块，用于基于所述第二杯泡模拟结果、所述第二粘度模拟结果和第二填充模拟结果，构建所述聚氨酯发泡数据库。

需要说明的是，本发明实施例所提供的一种聚氨酯发泡仿真的数据库构建装置300，其具体实现及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。

第三实施例

基于同一发明构思，本发明第三实施例还提供了一种聚氨酯发泡仿真的数据库构建装置，包括处理器和存储器，所述存储器耦接到所述处理器，所述存储器存储指令，当所述指令由所述处理器执行时使所述聚氨酯发泡仿真的数据库构建装置执行上述第一实施例所述的方法的各个步骤。

需要说明的是，本发明实施例所提供的一种聚氨酯发泡仿真的数据库构建装置中，上述处理器执行时使所述聚氨酯发泡仿真的数据库构建装置执行的每个步骤的具体实现及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，本实施例未提及之处可参考前述方法实施例中相应内容。

本文中出现的术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系；单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (3)

1.一种聚氨酯发泡仿真的数据库构建方法，其特征在于，包括：

获取聚氨酯发泡材料对应的杯泡实验参数以及杯泡实验数据；

基于所述杯泡实验参数，构建杯泡实验模型；

基于所述杯泡实验模型进行发泡仿真模拟，获得第一杯泡模拟结果；

基于所述杯泡实验数据和所述第一杯泡模拟结果，获得第二杯泡模拟结果；其中包括：基于所述杯泡实验数据，获得发泡实验曲线；基于所述第一杯泡模拟结果，获得发泡仿真曲线；调整所述发泡仿真模拟的模拟参数，使所述发泡仿真曲线与所述发泡实验曲线之间的拟合度大于预设的第一阈值，获得所述第二杯泡模拟结果；

所述模拟参数包括：全局斜度参数、前段斜度参数、后段斜度参数和反应初始时间参数；

所述调整所述发泡仿真模拟的模拟参数，使所述发泡仿真曲线与所述发泡实验曲线之间的拟合度大于预设的第一阈值，获得所述第二杯泡模拟结果，包括：

调整所述发泡仿真模拟的全局斜度参数，以使所述发泡仿真曲线的全局斜度与所述发泡实验曲线的全局斜度的拟合度大于第一斜度阈值；

调整所述发泡仿真模拟的前段斜度参数，以使所述发泡仿真曲线的前段斜度与所述发泡实验曲线的前段斜度的拟合度大于第二斜度阈值；

调整所述发泡仿真模拟的后段斜度参数，以使所述发泡仿真曲线的后段斜度与所述发泡实验曲线的后段斜度的拟合度大于第三斜度阈值；

调整所述发泡仿真模拟的反应初始时间参数，以使所述发泡仿真曲线的反应初始时间与所述发泡实验曲线的反应初始时间的拟合度大于预设的时间阈值；

获得所述第二杯泡模拟结果；基于所述第二杯泡模拟结果，构建聚氨酯发泡数据库；其中包括：获取所述聚氨酯发泡材料对应的粘度实验参数和粘度实验数据；基于所述粘度实验参数，构建粘度实验模型；基于所述粘度实验模型进行粘度仿真模拟，获得第一粘度模拟结果；基于所述粘度实验数据和所述第一粘度模拟结果，获得第二粘度模拟结果；基于所述第二杯泡模拟结果和所述第二粘度模拟结果，构建所述聚氨酯发泡数据库；

所述基于所述第二杯泡模拟结果，构建所述聚氨酯发泡数据库，包括：获取所述聚氨酯发泡材料对应的填充实验参数和填充实验数据；基于所述填充实验参数，构建填充实验模型；基于所述填充实验模型进行填充仿真模拟，获得第一填充模拟结果；基于所述填充实验数据和所述第一填充模拟结果，获得第二填充模拟结果；其中，所述第二填充模拟结果表示平均压强和填充率之间的关系；基于所述第二杯泡模拟结果、所述第二粘度模拟结果和所述第二填充模拟结果，构建所述聚氨酯发泡数据库；

所述基于所述粘度实验数据和所述第一粘度模拟结果，获得第二粘度模拟结果，包括：

基于所述粘度实验数据，获得实验发泡形状；

基于第一粘度模拟结果，获得模拟发泡形状；

调整所述粘度仿真模拟的模拟参数，使所述模拟发泡形状与所述实验发泡形状之间的拟合度大于预设的第二阈值，获得所述第二粘度模拟结果。

2.一种聚氨酯发泡仿真的数据库构建装置，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于获取聚氨酯发泡材料对应的杯泡实验参数以及杯泡实验数据；

第一建模模块，用于基于所述杯泡实验参数，构建杯泡实验模型；

第一模拟模块，用于基于所述杯泡实验模型进行发泡仿真模拟，获得第一杯泡模拟结果；

第一优化模块，用于基于所述杯泡实验数据和所述第一杯泡模拟结果，获得第二杯泡模拟结果；所述第一优化模块，具体用于：基于所述杯泡实验数据，获得发泡实验曲线；基于所述第一杯泡模拟结果，获得发泡仿真曲线；调整所述发泡仿真模拟的模拟参数，使所述发泡仿真曲线与所述发泡实验曲线之间的拟合度大于预设的第一阈值，获得所述第二杯泡模拟结果；

所述模拟参数包括：全局斜度参数、前段斜度参数、后段斜度参数和反应初始时间参数；所述第一优化模块，还具体用于：

调整所述发泡仿真模拟的全局斜度参数，以使所述发泡仿真曲线的全局斜度与所述发泡实验曲线的全局斜度的拟合度大于第一斜度阈值；

调整所述发泡仿真模拟的前段斜度参数，以使所述发泡仿真曲线的前段斜度与所述发泡实验曲线的前段斜度的拟合度大于第二斜度阈值；

调整所述发泡仿真模拟的后段斜度参数，以使所述发泡仿真曲线的后段斜度与所述发泡实验曲线的后段斜度的拟合度大于第三斜度阈值；

调整所述发泡仿真模拟的反应初始时间参数，以使所述发泡仿真曲线的反应初始时间与所述发泡实验曲线的反应初始时间的拟合度大于预设的时间阈值；获得所述第二杯泡模拟结果；

数据库构建模块，用于基于所述第二杯泡模拟结果，构建聚氨酯发泡数据库；所述数据库构建模块还具体用于：获取所述聚氨酯发泡材料对应的粘度实验参数和粘度实验数据；基于所述粘度实验参数，构建粘度实验模型；基于所述粘度实验模型进行粘度仿真模拟，获得第一粘度模拟结果；基于所述粘度实验数据和所述第一粘度模拟结果，获得第二粘度模拟结果；基于所述第二杯泡模拟结果和所述第二粘度模拟结果，构建所述聚氨酯发泡数据库；其中，所述基于所述第二杯泡模拟结果，构建所述聚氨酯发泡数据，包括：获取所述聚氨酯发泡材料对应的填充实验参数和填充实验数据；基于所述填充实验参数，构建填充实验模型；基于所述填充实验模型进行填充仿真模拟，获得第一填充模拟结果；基于所述填充实验数据和所述第一填充模拟结果，获得第二填充模拟结果；其中，所述第二填充模拟结果表示平均压强和填充率之间的关系；基于所述第二杯泡模拟结果、所述第二粘度模拟结果和所述第二填充模拟结果，构建所述聚氨酯发泡数据库；

所述基于所述粘度实验数据和所述第一粘度模拟结果，获得第二粘度模拟结果，包括：

基于所述粘度实验数据，获得实验发泡形状；

基于第一粘度模拟结果，获得模拟发泡形状；

调整所述粘度仿真模拟的模拟参数，使所述模拟发泡形状与所述实验发泡形状之间的拟合度大于预设的第二阈值，获得所述第二粘度模拟结果。

3.一种聚氨酯发泡仿真的数据库构建装置，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器耦接到所述处理器，所述存储器存储指令，当所述指令由所述处理器执行时使用户终端执行权利要求1所述方法的步骤。