CN115169172A - 气体辅助成型工艺模拟方法、装置、设备及可读存储介质 - Google Patents

气体辅助成型工艺模拟方法、装置、设备及可读存储介质 Download PDF

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CN115169172A CN202210690216.XA CN202210690216A CN115169172A CN 115169172 A CN115169172 A CN 115169172A CN 202210690216 A CN202210690216 A CN 202210690216A CN 115169172 A CN115169172 A CN 115169172A
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陈艳山
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Wuhan Polytechnic University
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Abstract

本申请公开了一种气体辅助成型工艺模拟方法、装置、设备及可读存储介质，该方法包括步骤：获取气体辅助成型工艺的工艺流程；基于预设优化内容，从所述工艺流程的影响因素中确定具有显性影响的显性因素，以及确定所述显性因素的目标参数范围；基于所述目标参数范围，选取得到用于模拟试验的所述显性因素的试验参数；模拟在不同试验参数条件下注塑件的成型结果，并基于所述成型结果，确定所述显性因素的优化参数，以用于优化工艺流程。本申请实现了根据预设优化内容，确定出对工艺流程具有显性影响的因素，并通过设定不同因素进行模拟注塑件的成型结果，从而确定出塑件成型时的最优参数，以用于优化工艺流程。

Description

气体辅助成型工艺模拟方法、装置、设备及可读存储介质
技术领域
本申请涉及有限元模型仿真领域，尤其涉及一种气体辅助成型工艺模拟方法、装置、设备及可读存储介质。
背景技术
气体辅助成型工艺是生产塑料制品的一种成型工艺。它是在向模具内注射塑料熔体过程中将压缩惰性气体注入熔体的型腔内，推动塑料熔体充满模具型腔，待熔体冷却成型后，得到塑料制品。
但在生产过程中，影响塑件成型的因素有很多，导致在对工艺进行优化、调整工艺参数时，需不断调整工艺流程中的全部的影响因素的参数，导致对工艺优化的效率低。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种气体辅助成型工艺模拟方法、装置、设备及可读存储介质，旨在如何解决优化气体辅助成型工艺时，提高优化工艺的效率的技术问题。
为实现上述目的，本申请提供一种气体辅助成型工艺模拟方法，所述气体辅助成型工艺模拟方法包括以下步骤；
获取气体辅助塑件成型工艺的工艺流程；
基于预设优化内容，从所述工艺流程的影响因素中确定具有显性影响的显性因素，以及确定所述显性因素的目标参数范围；
基于所述目标参数范围，选取得到用于模拟试验的所述显性因素的试验参数；
模拟在不同试验参数条件下注塑件的成型结果，并基于所述成型结果，确定所述显性因素的优化参数，以用于优化工艺流程。
示例性的，所述基于预设优化内容，确定对所述工艺流程具有显性影响的显性因素，以及确定所述因素的目标参数范围，包括：
遍历所述工艺流程中的影响因素；
基于预设优化内容，调整遍历到的所述影响因素，得到调整结果；
基于所述调整结果，对所述工艺流程进行有限元模拟分析，得到分析结果；
若所述分析结果不符合预设模拟分析结果，则确定所述因素为显性因素，并确定所述显性因素的目标参数范围。
示例性的，所述基于所述目标参数范围，选取得到用于模拟试验的所述显性因素的试验参数，包括：
基于所述目标参数范围，从每一个显性因素中选取出三个水平参数，得到多组试验参数；
在所述基于所述目标参数范围，从每一个显性因素中选取出三个水平参数，得到多组试验参数之后，还包括：
基于所述每一个显性因素和所述多组试验参数，设计正交试验。
示例性的，所述基于预设优化内容，确定对所述工艺流程具有显性影响的显性因素，以及确定所述显性因素的目标参数范围，包括：
基于预设优化内容，确定对所述工艺流程具有显性影响的显性因素，以及确定所述显性因素的初始参数范围；
基于所述初始参数范围，选取多组初始试验参数，并以所述初始试验参数进行有限元模拟分析，得到初步仿真结果；
基于所述初步仿真结果，缩小所述初始参数范围，得到目标参数范围。
示例性的，所述基于所述初始参数范围，选取多组初始试验参数，还包括：
基于所述初始参数范围，选取多个等差工艺参数；任一等差工艺参数分别与所述任一等差工艺参数左右相邻的两个等差工艺参数的差的绝对值相等；
将每三个相邻的等差工艺参数组成一组初始试验参数。
示例性的，所述模拟在不同试验参数条件下注塑件的成型结果，并基于所述成型结果，确定所述显性因素的优化参数，包括：
构建所述塑件的目标仿真模型；
输入所述目标仿真模型和不同的试验参数至流体模型分析平台，得到多个仿真结果；
遍历比对所述多个仿真结果的差异性，得到最优仿真结果；
基于所述最优仿真结果，确定所述显性因素的优化参数。
示例性的，所述构建所述塑件的目标仿真模型，包括：
获取所述塑件的三维模型；
在所述三维模型的预设方向上构建第一预设数量的四面体单元层，得到初步仿真模型；
调整所述初步仿真模型的中心线处的节点层数至第二预设数量，转化所述调整后的初步仿真模型为网格模型，得到目标仿真模型。
示例性的，为实现上述目的，本申请还提供一种气体辅助成型工艺模拟装置，所述装置包括：
获取模块：用于获取气体辅助成型工艺的工艺流程；
第一确定模块：用于基于预设优化内容，从所述工艺流程的影响因素中确定具有显性影响的显性因素，以及确定所述显性因素的目标参数范围；
选取模块：用于基于所述目标参数范围，选取得到用于模拟试验的所述显性因素的试验参数；
第二确定模块：用于模拟在不同试验参数条件下注塑件的成型结果，并基于所述成型结果，确定所述显性因素的优化参数，以用于优化工艺流程。
示例性的，为实现上述目的，本申请还提供一种气体辅助成型工艺模拟设备，所述设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的气体辅助成型工艺模拟程序，所述气体辅助成型工艺模拟程序配置为实现如上所述的气体辅助成型工艺模拟方法的步骤。
示例性的，为实现上述目的，本申请还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有气体辅助成型工艺模拟程序，所述气体辅助成型工艺模拟程序被处理器执行时实现如上所述的气体辅助成型工艺模拟方法的步骤。
与现有技术中，在对工艺流程进行优化、调整某一项因素的参数时，其余参数均会受到影响，导致在对工艺进行优化、调整工艺参数时，需考虑多个因素对塑件成型的整体影响，从而导致对工艺优化的效率低的问题相比，本申请实现了根据预设优化内容，从工艺流程中的影响因素中确定出对生产结果具有显性影响的显性因素，以及显性因素的目标参数范围，并根据目标参数范围，选取出显性因素的多个试验参数，通过模拟仿真的方式，模拟出在不同试验参数条件下的塑件模型的成型结果，根据该成型结果反推出显性因素的最优参数，达到以调整参数的方式对显性因素变化进行多次模拟试验后，确定出最优仿真模型的效果，从而确定出优化工艺流程的显性因素的参数，而非将每一个影响因素均进行调整，进而提高优化工艺的效率。即根据预设优化内容，有针对性地确定显性因素，并以调整显性因素的参数大小的方式，模拟不同参数条件下塑件的成型结果，通过模拟得到的成型结果，确定出最优参数，从而避免对工艺流程中的全部影响因素进行调整、分析，进而提高了优化工艺流程的效率。
附图说明
图1是本申请气体辅助成型工艺模拟方法第一实施例的流程示意图；
图2为本申请气体辅助成型工艺模拟方法第二实施例的流程示意图；
图3为本申请气体辅助成型工艺模拟方法第三实施例的流程示意图；
图4为为在气体辅助注射成型时熔体被吹破而无法正常形成塑件的示意图；
图5为在气体辅助注射成型时生成合格品塑件的示意图；
图6为在气体辅助注射成型时生成不合格品塑件的示意图；
图7为本申请实施例方案涉及的硬件运行环境的结构示意图。
本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请提供一种气体辅助成型工艺模拟方法，参照图1，图1为本申请气体辅助成型工艺模拟方法第一实施例的流程示意图。
本申请实施例提供了气体辅助成型工艺模拟方法的实施例，需要说明的是，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。为了便于描述，以下省略执行主体描述气体辅助成型工艺模拟方法的各个步骤，气体辅助成型工艺模拟方法包括：
步骤S110：获取气体辅助成型工艺的工艺流程；
气体辅助成型工艺即为使用气体辅助生产注射塑件的成型工艺，其中，气体辅助注射成型技术比传统注射成型多一个气体注射阶段，有气体推动塑料熔体充满模具型腔。整体工艺流程是在注射成型过程中将压缩惰性气体注入型腔内，气体在型腔中塑料熔体的包围下沿阻力最小的方向扩散前进，对熔体进行穿透和排空，推动塑料熔体充满模具型腔，并以气体保压使塑件内部形成中空断面而保持完整外形，消除凹陷痕迹，减少塑件内应力和翘曲变形，同时减轻塑件重量，对壁厚不均匀的塑件也能得到很好的成型质量；成型所需压力降低也能降低成本，延长模具寿命。
塑件采用的是气体辅助成型类型中的中空成型，即熔体充填到型腔体积的40％-70％时，停止注射熔体，开始注入气体，直至保压冷却定型。
示例性的，当熔体填充到型腔体积的40％时，熔体经过气体辅助注射成型后，得到的成型塑件的总体质量小于熔体填充到型腔体积的70％时的成型塑件的总体质量，但是在生产塑件时，首要保证的目的为塑件成型完整，其次，在塑件能够完整成型的条件下降低生产塑件所需的熔体质量，以达到降低生产消耗的效果。
其中，当熔体填充到型腔体积的40％或70％时，均使得塑件成型完整，则确定熔体充填到型腔体积在40％-70％内波动时，均能产生得到完整成型的塑件。
步骤S120：基于预设优化内容，从所述工艺流程的影响因素中确定具有显性影响的显性因素，以及确定所述显性因素的目标参数范围；
在对一个工艺流程进行改进时，通常针对现有工艺流程产生的诸多结果进行改进，预设优化内容即为改进工艺流程的目的。
示例性的，在生成塑件时，塑件成型率比较低、塑件冷却成型后与标准工件的偏差过大、塑件在形变成型时的翘曲率高等均为优化目的，或为塑件总质量、气体体积、未填充的型腔、是否气体从熔体前沿吹穿、气体型芯、翘曲变形等优化内容，以下将预设优化内容以降低塑件成型后的翘曲率为例进行阐述，在预设优化内容为其他目的时，步骤与预设优化内容为降低塑件成型后的翘曲率时相同，在此不再赘述。
以降低塑件成型后的翘曲率为目的，从工艺流程中确定出影响塑件成型后的翘曲率的显性因素，其中，显性因素为对预设优化内容影响大、且能直观见到影响效果的因素，该显性因素会对塑件成型的翘曲率产生影响，同时该显性因素会存在一定参数范围，以满足工艺需求。
示例性的，气体辅助成型工艺中的主要影响塑件成型的显性因素包括：预注射量、气体注射延迟时间、充气压力、充气时间等，不同的显性因素会对塑件成型时的效果产生不同影响。
其中，预注射量影响着塑件成型后的塑件总质量的大小。
其中，气体注射延迟时间影响着成型效果，当气体注射时间太早，会导致熔体还未流动至充满模具之前，熔体被吹破，造成短射现象，当气体注射时间太晚，会导致熔体未完全延展至贴合模具，从而导致塑件成型时存在缺陷。
其中，充气压力影响着成型效果，压力过大导致熔体直接被吹破，压力过小导致熔体无法完全延展。
其中，充气时间影响成型效果，充气时间过短，导致熔体延展成型效果差。
在保证完成气体辅助成型工艺的前提下，显性因素的参数可在一定范围内进行挑选，在正常进行塑件成型生产时，塑件的成型过程在模具中完成，相关工作人员无法直观观察到。
步骤S130：基于所述目标参数范围，选取得到用于模拟试验的所述显性因素的试验参数；
根据工艺流程的相关参数，确定主要影响塑件成型的显性因素的参数范围，显性因素之间存在相互影响塑件成型的关系，例如充气压力、充气时间和气体注射延迟时间存在相互影响的关系，气体注射延迟时间越久，导致熔体注射过多，为保证塑件成型的效果，需要补充气体压力以及增加充气时间，以达到气体辅助塑件成型的工艺效果。
在目标参数范围内，将每一个显性因素均作为变化量，每一个显性因素选取若干个用于模拟试验的试验参数，并综合显性因素以及显性因素的试验参数，设计模拟试验。
步骤S140：模拟在不同试验参数条件下注塑件的成型结果，并基于所述成型结果，确定所述显性因素的优化参数，以用于优化工艺流程。
根据显性因素的不同的试验参数组合，会产生诸多不同种的试验参数条件，根据不同试验参数条件，在对塑件成型的过程进行模拟仿真时，会产生不同的成型结果。
示例性的，在对塑件成型的过程进行模拟仿真时，显性因素的试验参数的变化，会导致工艺流程产生与原本工艺流程不同的成型结果，根据不同的成型结果与原本塑件的成型结果之间的比对，从而从多个成型结果中确定出最优成型结果，从而确定出最优参数。
仿真模拟的过程使用Moldflow软件(模流分析软件)，塑件成型的过程为熔体流动、变形的过程，使用Moldflow软件模拟出塑件成型的过程，这一仿真模拟过程为有限元分析。同时，在使用模流分析软件时，需要提前生成适用于有限元分析的网格模型，以用于通过模流分析软件进行塑件成型的过程模拟。
示例性的，所述模拟在不同试验参数条件下注塑件的成型结果，并基于所述成型结果，确定所述显性因素的优化参数，包括：
步骤a：构建所述塑件的目标仿真模型；
在对塑件模型的成型过程进行模拟仿真时，要先建立目标仿真模拟，即建立用于有限元分析的网格模型。
示例性的，所述构建所述塑件的目标仿真模型，包括：
步骤b：获取所述塑件的三维模型；
根据塑件的实际尺寸生成三维模型。
示例性的，使用Solidworks(三维制图系统)或使用UG(Unigraphics NX，计算机辅助设计与计算机辅助制造系统)创建塑件的三维模型。
步骤c：在所述三维模型的预设方向上构建第一预设数量的四面体单元层，得到初步仿真模型；
步骤d：调整所述初步仿真模型的中心线处的节点层数至第二预设数量，转化所述调整后的初步仿真模型为网格模型，得到目标仿真模型。
在对模型进行仿真模拟时，需采用有限元分析的方法，即通过将三维模型进行整体转化为网格模型，在转化的过程中，根据塑件的实际形状进行适应性增加模型的效果，以使得仿真模拟过程更加贴近真实塑件成型的效果。
预设方向为影响塑件质量的主要方向，例如在生产圆盘型塑件时，圆盘塑件的平整度为最重要参数，即需要考量圆盘型塑件在与圆盘成正交方向上的翘曲参数，又例如，生产厚棒型塑件时，厚棒型塑件厚棒型塑件在其厚度方向上的翘曲参数影响着厚棒型塑件的强度或使用效果等，其中，翘曲参数为评定塑件是否符合标准的参数，塑件生产均存在预设标准，即塑件生产存在检验标准，例如塑件的平整度、弧度等参数标准，当塑件与预设标准存在偏差时，即为实际塑件的参数与预设标准存在偏差，该偏差即为翘曲，根据参数偏差的大小，确定翘曲参数的大小。
第一预设数量为与三维模型的预设方向上的尺寸相近的数量，例如塑件模型在预设方向上的尺寸为10cm，则在预设方向上建立十层四面体单元层，以每层代表1cm模型的真实厚度，其中四面体单元层中采用的四面体模型，以便于检测仿真模拟时的模型变形量，同理采用其他多面体模型建立单元层均能达到检测变形量的效果，不再此赘述。
调整所述初步仿真模型的中心线处的节点层数至第二预设数量的过程为：在将三维模型转化为网格模型时，会调整三维模型在不同方向上的模型参数，以提升仿真模拟效果为目的，调整生成网格时的模型参数，以使得模型的仿真模拟效果更佳，其中，第二预设数量根据塑件的实际尺寸选取，第二预设数量为整数，5、7或10等，而调整模型的中心线处的节点层数为保证在对塑件成型进行仿真模拟时，对称检测成型效果。
步骤e：输入所述目标仿真模型和不同的试验参数至流体模型分析平台，得到多个仿真结果；
在得到目标仿真模型以及试验参数后，将目标仿真模型和多组试验参数输入至流体模型分析平台中，根据不同的试验参数，生成不同的模拟塑件成型的仿真结果。
示例性的，在生成不同仿真结果时，会根据不同的试验参数，导致生成的仿真结果的形式存在不同，仿真结果的塑件成型件存在合格品和不合格品。
其中，当仿真结果的塑件成型为合格品时，确定该仿真过程中使用的试验参数为满足塑件成型的参数。
其中，当仿真结果的塑件成型为不合格品时，确定该仿真过程中使用的试验参数为不满足塑件成型的参数。
步骤f：遍历比对所述多个仿真结果的差异性，得到最优仿真结果；
在生成多个仿真结果后，对全部的仿真结果均进行遍历检测，确定其中仿真得到的不合格产品，其中不合格产品包括塑件成型不均匀或塑件成型过程中，熔体破裂导致无法成型的熔体胚子等。
继而对合格产品进行比对，比对仿真结果中的各项参数，例如得到的塑件模型的总体质量、塑件成型所需的时间、塑件成型的饱满度、塑件成型后的翘曲参数等，从而得出仿真结果之间的差异性，从中确定出使用原材料的质量少、成型时间短、成型饱满、成型后的翘曲参数低的仿真结果，该仿真结果为最优仿真结果。
步骤g：基于所述最优仿真结果，确定所述显性因素的优化参数。
在得到最优仿真结果后，确定出显性因素的最优参数，即通过该参数实现塑件成型的仿真模拟过程的最优效果。
与现有技术中，在对工艺流程进行优化、调整某一项因素的参数时，其余参数均会受到影响，导致在对工艺进行优化、调整工艺参数时，需考虑多个因素对塑件成型的整体影响，从而导致对工艺优化的效率低的问题相比，本申请实现了根据预设优化内容，从工艺流程中的影响因素中确定出对生产结果具有显性影响的显性因素，以及显性因素的目标参数范围，并根据目标参数范围，选取出显性因素的多个试验参数，通过模拟仿真的方式，模拟出在不同试验参数条件下的塑件模型的成型结果，根据该成型结果反推出显性因素的最优参数，达到以调整参数的方式对显性因素变化进行多次模拟试验后，确定出最优仿真模型的效果，从而确定出优化工艺流程的显性因素的参数，而非将每一个影响因素均进行调整，进而提高优化工艺的效率。即根据预设优化内容，有针对性地确定显性因素，并以调整显性因素的参数大小的方式，模拟不同参数条件下塑件的成型结果，通过模拟得到的成型结果，确定出最优参数，从而避免对工艺流程中的全部影响因素进行调整、分析，进而提高了优化工艺流程的效率。
示例性的，参照图2，图2是本申请气体辅助成型工艺模拟方法第二实施例的流程示意图，基于上述本申请气体辅助成型工艺模拟方法第一实施例，提出第二实施例，所述方法还包括：
步骤S210：遍历所述工艺流程中的影响因素；
工艺流程中存在诸多影响工艺流程的影响因素，影响因素包括显性因素和隐形因素，其中，显性因素为调整该因素的参数，导致对工艺流程造成变化结果明显的因素，隐形因素为调整该因素的参数，对工艺流程造成的变化结果忽略不计。
示例性的，对工艺流程进行优化，预设优化内容为将通过该工艺流程生产得到的塑件的形状符合标准，而降低原材料的消耗，对该工艺流程进行优化时则需要考虑工艺流程中的诸多因素，则在对工艺流程进行优化的时候，对影响工艺流程结果的影响因素进行遍历。
步骤S220：基于预设优化内容，调整遍历到的所述影响因素，得到调整结果；
此时将遍历到的影响因素进行逐一调整、分析，得到的调整结果用于进行有限元模拟分析，以此确定该影响因素是否为显性因素。
在对遍历到的影响因素进行调整时，根据现有的工艺流程的影响因素的工艺参数进行划定范围，并在此范围的基础上增加或减少固定值，该固定值用于调整影响因素的工艺参数，固定值的大小为整数值，例如：10、20、30等。
调整结果用于进行有限元模拟分析，即通过调整影响因素的工艺参数大小，得到调整结果，并使用该调整结果进行有限元模拟分析，从而确定该调整结果生成的模拟结果，并对模拟结果进行相应的分析，从而可确定出该影响因素为显性因素还是隐形因素。
步骤S230：基于所述调整结果，对所述工艺流程进行有限元模拟分析，得到分析结果；
根据调整结果，对工艺流程进行有限元模拟分析，即通过网格模型对还原气体辅助成型工艺流程，对该工艺流程进行塑件成型模拟，在模拟过程中可通过系统记录塑件成型时的相关数据，以直观效果表现出来。
影响工艺流程的因素存在很多种，预注射量、气体注射延迟时间、充气压力、充气时间、熔体温度、熔体质量等，不同的因素会对塑件成型时的效果产生不同影响，在确定工艺流程中的显性因素时，则调整工艺流程中的每一个因素，根据调整后的因素的实际情况确定该因素是否为显性因素。
示例性的，在调整熔体温度这一工艺流程的影响因素时，熔体的温度影响着熔体的流动性，当熔体的温度高时，熔体的流动性高，而当熔体的温度低时，熔体的流动性低，在使用气体辅助成型工艺时，保持气体的压力相同，熔体温度低时，不利于塑件成型，而熔体温度高时，有利于塑件成型。
其中，在改变了熔体的温度，则需要考虑充气的气体的压力，熔体的温度低，此时气体压力不变，会得到两种可能结果，一种为气体压力将熔体快速吹动至贴合模具，得到快速成型的塑件加工方法，另一种气体吹动熔体变形的时候，因熔体流动性高，变形效率高，导致熔体被气体吹破，导致塑件无法正常成型。
因此，影响工艺效果的因素之间存在影响关系，在优化工艺流程时，需将诸多因素产生的效果堆叠一起进行考虑。
分析过程中会出现两种情况，一种为基于调整结果进行模拟分析时，得到的模拟效果跟实际塑件生产的效果相差不大，另一种为基于调整结果进行模拟分析时，得到的模拟效果跟实际塑件生产的效果相差很大，例如未调整因素的参数前，通过该工艺流程得到合格的塑件，而使用调整后的因素，通过该工艺流程得到的塑件产品为不合格品，或无法得到成型的塑件等情况。
步骤S240：若所述分析结果不符合预设模拟分析结果，则确定所述因素为显性因素，并确定所述显性因素的目标参数范围。
预设模拟分析结果为现有未经过调整的工艺流程模拟得到的分析结果，将该分析结果作为标准，从而确定根据调整结果生成的仿真模拟结果是否产生偏差。
示例性的，在确定分析结果是否满足预设模拟分析结果时，存在两种结果，一种为分析结果与预设模拟分析结果相似，另一种为分析结果与预设模拟分析结果存在偏差。
其中，当分析结果与预设模拟分析结果相似时，则确定该分析结果的中参数值变化对工艺流程的影响小，并不能直观地影响塑件成型工艺，因此确定该参数的因素为隐形因素。
其中，当分析结果与预设模拟分析结果存在偏差时，则确定该分析结果中的参数值变化对工艺流程的影响大，因此确定该参数的因素为显性因素。
在确定显性因素后，继续调整该显性因素的参数，由此得到该显性因素的目标参数范围。
示例性的，所述基于所述目标参数范围，选取得到用于模拟试验的所述显性因素的试验参数，包括：
步骤h：基于所述目标参数范围，从每一个显性因素中选取出三个水平参数，得到多组试验参数；
在确定出显性因素以及显性因素的目标参数范围后，对每一个显性因素均确定出三个水平参数，同一个显性因素的水平参数组成一组试验参数，从而得到多组试验参数。
在所述基于所述目标参数范围，从每一个显性因素中选取出三个水平参数，得到多组试验参数之后，还包括：
步骤i：基于所述每一个显性因素和所述多组试验参数，设计正交试验。
示例性的，通过确定出显性因素后，根据显性因素和显性因素的水平参数，设计正交试验，其中，显性因素以预注射量、气体注射延迟时间、充气压力、充气时间为例，通过该四个显性因素和每个显性因素的三个水平参数，设计九次正交试验的试验参数。
其中，正交试验设计(Orthogonal experimental design)是研究多因素多水平的一种设计方法，它是根据正交性从全面试验中挑选出部分有代表性的点进行试验，这些有代表性的点具备了“均匀分散，齐整可比”的特点，正交试验设计是分式析因设计的主要方法。
当析因设计要求的实验次数太多时，一个非常自然的想法就是从析因设计的水平组合中，选择一部分有代表性水平组合进行试验。因此就出现了分式析因设计(fractionalfactorial designs)，但是对于试验设计知识较少的实际工作者来说，选择适当的分式析因设计还是比较困难的。例如作一个三因素三水平的实验，按全面实验要求，须进行33＝27种组合的实验，且尚未考虑每一组合的重复数。若按L9(34)正交表安排实验，只需作9次，显然大大减少了工作量。
同时，对正交试验的结果进行深度分析，将正交试验结果用于对翘曲参数或成型时间等优化目标进行极差分析获得各因素的均值主效应图，以此增加仿真模拟的精确度。
除此之外，在分析过程中，对模型预设坐标系内的各个坐标轴方向的显性因素的变化量进行统计，并根据变化量结果确定模拟的效果，其中预设坐标轴为模拟的基准坐标轴，代表着模型的方向，变化量结果能够最大程度表现出该模拟仿真过程中，在各个方向上的塑件成型过程中的变化量，从而确定出在塑件成型过程中会产生的成型的效果。
在本实施例中，通过有限元模型分析，确定出对工艺流程具有显性影响的显性因素，并确定出显性因素的目标范围参数，从目标范围参数中确定出每个显性因素的三个水平参数，以此显性因素和水平参数设计正交试验，即综合考虑影响工艺流程的多个显性因素，避免因显性因素之间造成的相互影响性而导致模拟结果不精确，根据正交试验，确定多个显性因素一同对工艺流程的影响，从而在优化工艺过程中，提高确定影响工艺流程的多个显性因素的效率，进而提高优化工艺时的效率。
示例性的，参照图3，图3是本申请气体辅助成型工艺模拟方法第三实施例的流程示意图，基于上述本申请气体辅助成型工艺模拟方法第一实施例和第二实施例，提出第三实施例，所述方法还包括：
步骤S310：基于预设优化内容，确定对所述工艺流程具有显性影响的显性因素，以及确定所述显性因素的初始参数范围；
确定对工艺流程具有显性影响的显性因素的步骤与实施例二中阐述的内容相同，在此不再赘述。
在确定显性因素的参数范围时，以先确定大范围的参数范围，再在该大范围的参数范围内选取小范围的参数范围进行仿真模拟，以确保优化工艺流程的参数更加精确。
示例性的，在确定初始参数范围时，根据工艺流程的内容，确定未进行优化的工艺流程的显性因素的参数值，根据该参数值进行上下增加偏差的形式，确定显性因素的参数值的大范围的参数范围，并根据该大范围的参数范围选取用于有限元模拟分析的参数值，确定在大范围的参数范围中的参数值是否均可模拟生成合格品，当使用该大范围的参数范围内的参数均能模拟生成合格品时，则确定该参数范围为初始参数范围。
步骤S320：基于所述初始参数范围，选取多组初始试验参数，并以所述初始试验参数进行有限元模拟分析，得到初步仿真结果；
在初始参数范围中选取多组初始试验参数，根据该初始试验参数进行有限元模拟分析，得到初步仿真结果。
示例性的，参照图4、图5和图6，图4、图5和图6为根据试验参数进行气体辅助注射塑件成型的有限元模拟分析的仿真结果示意图，在模拟塑件成型的情况时，会根据参数不同而得到不同的分析模拟结果，其中，图4为模拟分析结果为塑件熔体被吹破而无法正常形成塑件的示意图，其中，图5为塑件在气体辅助成型时生成合格品塑件的示意图，其中，图6为塑件在气体辅助成型时生成不合格品塑件的示意图。
在得到对塑件成型进行有限元模拟分析的仿真结果时，仿真结果示意图中的模型的外轮廓线为导入到模流分析平台后的塑件标准模型的轮廓，同时该外轮廓线可看作生产塑件模型时的模具的内边缘线，在塑件模型中的团状模型为模拟气体充入模具中的气体型腔，气体型腔将熔体吹起并贴近模具的内表面，从而达到气体辅助塑件成型的效果，此时，确定气体型腔的体积、大小以及气体型腔外的熔体的变形量，即可确定该仿真结果是否为优化结果。
示例性的，在确定熔体的变形量时，根据气体型腔的变化形态，以图5和图6为例，图5塑件模型内部的气体型腔近乎贴近塑件模型，即气体型腔将熔体推向塑件成型的模具处，此时熔体已延展成型，熔体不存在变形趋势，而在图6中的仿真结果，气体型腔的形态未充满整个塑件模型中，即气体型腔未将熔体全部推向塑件模型的模具边，即熔体仍存在变形趋势，而气体型腔的变形量未达到标准。
即在得到仿真结果后，判断塑件模型中的气体型腔在塑件模型中的充盈量或气体型腔的变形量，确定气体型腔是否将熔体推向模具内侧，从而确定仿真结果的塑件模型是否为合格品，进而确定塑件模型调整参数后的仿真结果是否满足优化工艺流程的要求。
示例性的，所述基于所述初始参数范围，选取多组初始试验参数，还包括：
步骤j：基于所述初始参数范围，选取多个等差工艺参数；任一等差工艺参数分别与所述任一等差工艺参数左右相邻的两个等差工艺参数的差的绝对值相等；
步骤k：将每三个相邻的等差工艺参数组成一组初始试验参数。
在选取试验参数的时候，根据参数范围，选取等差工艺参数，例如，初始参数范围的范围为50-70，在选取显性因素的水平参数作为试验参数以用于进行正交试验时，通常选取三个水平参数，且每三个水平参数组成一组等差排列，例如选取三个试验参数分别为55、60以及65，或53、56以及59等成等差排列的试验参数。
其中，三个试验参数之间的差按照实际仿真情况进行相应调整，以保证确定准确的参数优化的范围。
步骤S330：基于所述初步仿真结果，缩小所述初始参数范围，得到目标参数范围。
根据初步仿真结果的塑件成型的效果，缩小初始参数范围，以塑件成型的合格品的效果确定出缩小后的目标参数范围。
从初始参数范围缩小至目标参数范围时，即通过以迭代的形式，不断精准确定出优化工艺流程的参数范围，将原本大的参数范围，在经过不断仿真模拟后，缩小参数范围，并最后确定出优化工艺流程的最佳参数。
在本实施例中，以迭代选取的过程，对工艺流程的显性因素的参数范围不断进行甄选，同时在对参数范围进行迭代优化的过程搭配正交试验的方法，从而降低了存在多个显性因素以及多个水平参数的试验过程的复杂程度，提高了仿真模拟的效率，从而提升了迭代参数范围的效率，从而达到高效率模拟出仿真结果，并根据仿真结果确定优化工艺流程的参数的效果。
此外，本申请还提供一种气体辅助成型工艺模拟装置，所述一种气体辅助成型工艺模拟装置包括：
获取模块：用于获取气体辅助塑件成型工艺的工艺流程；
第一确定模块：用于基于预设优化内容，从所述工艺流程的影响因素中确定具有显性影响的显性因素，以及确定所述显性因素的目标参数范围；
选取模块：用于基于所述目标参数范围，选取得到用于模拟试验的所述显性因素的试验参数；
第二确定模块：用于模拟在不同试验参数条件下注塑件的成型结果，并基于所述成型结果，确定所述显性因素的优化参数，以用于优化工艺流程。
示例性的，所述第一确定模块包括：
遍历子模块：用于遍历所述工艺流程中的影响因素；
调整子模块：用于基于预设优化内容，调整遍历到的所述影响因素，得到调整结果；
分析子模块：用于基于所述调整结果，对所述工艺流程进行有限元模拟分析，得到分析结果；
第一确定子模块：用于若所述分析结果不符合预设模拟分析结果，则确定所述因素为显性因素，并确定所述显性因素的目标参数范围；
第二确定子模块：用于基于预设优化内容，确定对所述工艺流程具有显性影响的显性因素，以及确定所述显性因素的初始参数范围；
选取子模块：用于基于所述初始参数范围，选取多组初始试验参数，并以所述初始试验参数进行有限元模拟分析，得到初步仿真结果；
缩小子模块：用于基于所述初步仿真结果，缩小所述初始参数范围，得到目标参数范围。
示例性的，所述选取模块包括：
第一选取子模块：用于基于所述目标参数范围，从每一个显性因素中选取出三个水平参数，得到多组试验参数；
第二选取子模块：用于在所述基于所述目标参数范围，从每一个显性因素中选取出三个水平参数，得到多组试验参数之后，还包括：
设计子模块：用于基于所述每一个显性因素和所述多组试验参数，设计正交试验。
示例性的，所述选取子模块包括：
选取单元：用于基于所述初始参数范围，选取多个等差工艺参数；任一等差工艺参数分别与所述任一等差工艺参数左右相邻的两个等差工艺参数的差的绝对值相等；
编组单元：用于将每三个相邻的等差工艺参数组成一组初始试验参数。
示例性的，所述第二确定模块包括：
构建子模块：用于构建所述塑件的目标仿真模型；
输入子模块：用于输入所述目标仿真模型和不同的试验参数至流体模型分析平台，得到多个仿真结果；
遍历子模块：用于遍历比对所述多个仿真结果的差异性，得到最优仿真结果；
第三确定子模块：用于基于所述最优仿真结果，确定所述显性因素的优化参数。
示例性的，所述构建子模块包括：
获取单元：用于获取所述塑件的三维模型；
构建单元：用于在所述三维模型的预设方向上构建第一预设数量的四面体单元层，得到初步仿真模型；
调整单元：用于调整所述初步仿真模型的中心线处的节点层数至第二预设数量，转化所述调整后的初步仿真模型为网格模型，得到目标仿真模型。
本申请气体辅助成型工艺模拟装置具体实施方式与上述气体辅助成型工艺模拟方法各实施例基本相同，在此不再赘述。
此外，本申请还提供一种气体辅助成型工艺模拟设备。如图7所示，图7是本申请实施例方案涉及的硬件运行环境的结构示意图。
示例性的，图7即可为气体辅助成型工艺模拟设备的硬件运行环境的结构示意图。
如图7所示，该气体辅助成型工艺模拟设备可以包括处理器701、通信接口702、存储器707和通信总线707，其中，处理器701、通信接口702和存储器707通过通信总线707完成相互间的通信，存储器707，用于存放计算机程序；处理器701，用于执行存储器707上所存放的程序时，实现气体辅助成型工艺模拟方法的步骤。
上述气体辅助成型工艺模拟设备提到的通信总线707可以是外设部件互连标准(Peripheral Component Interconnect,PCI)总线或扩展工业标准结构(ExtendedIndustry Standard Architecture,EISA)总线等。该通信总线707可以分为地址总线、数据总线和控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
通信接口702用于上述气体辅助成型工艺模拟设备与其他设备之间的通信。
存储器707可以包括随机存取存储器(Random Access Memory,RMD),也可以包括非易失性存储器(Non-Volatile Memory,NM)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器707还可以是至少一个位于远离前述处理器701的存储装置。
上述的处理器701可以是通用处理器，包括中央处理器(Central ProcessingUnit,CPU)、网络处理器(Network Processor,NP)等；还可以是数字信号处理器(DigitalSignal Processor,DSP)、专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit,ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
本申请气体辅助成型工艺模拟设备具体实施方式与上述气体辅助成型工艺模拟方法各实施例基本相同，在此不再赘述。
此外，本申请实施例还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有气体辅助成型工艺模拟程序，所述气体辅助成型工艺模拟程序被处理器执行时实现如上所述的气体辅助成型工艺模拟方法的步骤。
本申请计算机可读存储介质具体实施方式与上述气体辅助成型工艺模拟方法各实施例基本相同，在此不再赘述。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。
以上仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种气体辅助成型工艺模拟方法，其特征在于，所述气体辅助成型工艺模拟方法包括以下步骤：
获取气体辅助成型工艺的工艺流程；
基于预设优化内容，从所述工艺流程的影响因素中确定具有显性影响的显性因素，以及确定所述显性因素的目标参数范围；
基于所述目标参数范围，选取得到用于模拟试验的所述显性因素的试验参数；
模拟在不同试验参数条件下注塑件的成型结果，并基于所述成型结果，确定所述显性因素的优化参数，以用于优化工艺流程。
2.如权利要求1所述的气体辅助成型工艺模拟方法，其特征在于，所述基于预设优化内容，确定对所述工艺流程具有显性影响的显性因素，以及确定所述因素的目标参数范围，包括：
遍历所述工艺流程中的影响因素；
基于预设优化内容，调整遍历到的所述影响因素，得到调整结果；
基于所述调整结果，对所述工艺流程进行有限元模拟分析，得到分析结果；
若所述分析结果不符合预设模拟分析结果，则确定所述因素为显性因素，并确定所述显性因素的目标参数范围。
3.如权利要求2所述的气体辅助成型工艺模拟方法，其特征在于，所述基于所述目标参数范围，选取得到用于模拟试验的所述显性因素的试验参数，包括：
基于所述目标参数范围，从每一个显性因素中选取出三个水平参数，得到多组试验参数；
在所述基于所述目标参数范围，从每一个显性因素中选取出三个水平参数，得到多组试验参数之后，还包括：
基于所述每一个显性因素和所述多组试验参数，设计正交试验。
4.如权利要求1所述的气体辅助成型工艺模拟方法，其特征在于，所述基于预设优化内容，确定对所述工艺流程具有显性影响的显性因素，以及确定所述显性因素的目标参数范围，包括：
基于预设优化内容，确定对所述工艺流程具有显性影响的显性因素，以及确定所述显性因素的初始参数范围；
基于所述初始参数范围，选取多组初始试验参数，并以所述初始试验参数进行有限元模拟分析，得到初步仿真结果；
基于所述初步仿真结果，缩小所述初始参数范围，得到目标参数范围。
5.如权利要求4所述的气体辅助成型工艺模拟方法，其特征在于，所述基于所述初始参数范围，选取多组初始试验参数，包括：
基于所述初始参数范围，选取多个等差工艺参数；任一等差工艺参数分别与所述任一等差工艺参数左右相邻的两个等差工艺参数的差的绝对值相等；
将每三个相邻的等差工艺参数组成一组初始试验参数。
6.如权利要求1所述的气体辅助成型工艺模拟方法，其特征在于，所述模拟在不同试验参数条件下注塑件的成型结果，并基于所述成型结果，确定所述显性因素的优化参数，包括：
构建所述塑件的目标仿真模型；
输入所述目标仿真模型和不同的试验参数至流体模型分析平台，得到多个仿真结果；
遍历比对所述多个仿真结果的差异性，得到最优仿真结果；
基于所述最优仿真结果，确定所述显性因素的优化参数。
7.如权利要求6所述的气体辅助成型工艺模拟方法，其特征在于，所述构建所述塑件的目标仿真模型，包括：
获取所述塑件的三维模型；
在所述三维模型的预设方向上构建第一预设数量的四面体单元层，得到初步仿真模型；
调整所述初步仿真模型的中心线处的节点层数至第二预设数量，转化所述调整后的初步仿真模型为网格模型，得到目标仿真模型。
8.一种气体辅助成型工艺模拟装置，其特征在于，所述气体辅助成型工艺模拟装置包括：
获取模块：用于获取气体辅助成型工艺的工艺流程；
第一确定模块：用于基于预设优化内容，从所述工艺流程的影响因素中确定具有显性影响的显性因素，以及确定所述显性因素的目标参数范围；
选取模块：用于基于所述目标参数范围，选取得到用于模拟试验的所述显性因素的试验参数；
第二确定模块：用于模拟在不同试验参数条件下注塑件的成型结果，并基于所述成型结果，确定所述显性因素的优化参数，以用于优化工艺流程。
9.一种气体辅助成型工艺模拟设备，其特征在于，所述设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的气体辅助成型工艺模拟程序，所述气体辅助成型工艺模拟程序配置为实现如权利要求1至7中任一项所述的气体辅助成型工艺模拟方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有气体辅助成型工艺模拟程序，所述气体辅助成型工艺模拟程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的气体辅助成型工艺模拟方法的步骤。
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