基于元胞自动机的高速编织质量评定方法技术

本发明专利技术公开了基于元胞自动机的高速编织质量评定方法

【技术实现步骤摘要】
基于元胞自动机的高速编织质量评定方法、系统及存储介质


[0001]本专利技术涉及
PE
‑
UHMW
生产
，特别涉及基于元胞自动机的高速编织质量评定方法
、
系统及存储介质
。

技术介绍

[0002]PE
‑
UHMW(
超高分子量聚乙烯
)
是一种具有特殊结构和性能的聚合物材料
。
它的名称中的“超高分子量”意味着它的分子量相对较高，通常在聚乙烯家族中处于最高水平
。
这种聚乙烯的分子量通常以数百万到数千万个乙烯单体组成一个聚合物链
。
这导致了一些独特的性能特点，使其在各种应用中备受欢迎
。
[0003]PE
‑
UHMW
的高分子量链条使其具有出色的强度和耐磨性，这种材料具有非常低的摩擦系数，使其在需要减少摩擦和磨损的应用中非常有用
。
它可以自行润滑，减少了能量损失和热量产生
。
由于其高分子量和低摩擦系数，
PE
‑
UHMW
表现出色的耐磨性，特别适用于高磨损环境，如输送带
、
刮板
、
滑动部件等
。
而且在某些理论研究中，
PE
‑
UHMW
对辐射具有较高的抗性，因此在核工业和放射性环境中使用，例如用于辐射防护设备
。
[0004]生产
PEr/>‑
UHMW
所使用的编织机通常称为三维编织机或高速编织机
。
这些机器是专门设计用于将
PE
‑
UHMW
纤维编织成三维编织复合材料的设备，以获得更高的强度
、
耐磨性和其他性能特性
。
三维编织机采用了一种特殊的编织技术，以将
PE
‑
UHMW
纤维穿越于不同方向，创造出三维结构
。
这意味着纤维不仅在水平和垂直方向上编织，还在厚度方向上穿越，从而形成了一个紧密交织的结构
。
这些机器通常具备多轴编织功能，可以同时操作多个编织轴线，以加快生产速度并实现更复杂的编织图案
。
多轴编织有助于增强材料的均匀性和一致性
。PE
‑
UHMW
纤维通常以卷筒形式供给编织机
。
这些卷筒会提供足够的纤维，以满足生产要求，并且需要确保纤维在整个编织过程中保持适当的张力
。
编织机可以根据需要创建不同的编织图案
。
这些图案可以调整以控制最终复合材料的性能，例如强度
、
刚度和耐磨性
。
不同的编织图案可以实现不同的性能特性
。
[0005]对于
PE
‑
UHMW
来说，硬度是衡量其生产质量的核心标准之一，这是由于
PE
‑
UHMW
因其出色的耐磨性而闻名，常用于高磨损环境中，如滑动轴承
、
输送带和刮板，而硬度就是材料抵抗表面磨损的重要指标之一
。
硬度较高的
PE
‑
UHMW
通常能更好地抵御磨损，延长其使用寿命
。
同时在材料学中，材料的硬度通常与其他机械性能参数
(
如强度
、
刚度和弹性模量
)
相关
。
硬度测试可以提供有关材料的整体强度和刚度的信息，这对于确定其是否适合特定应用至关重要
。
较高的硬度通常意味着更高的材料强度
。
[0006]在超高分子量聚乙烯
(PE
‑
UHMW)
的质量控制中，硬度测试通常采用洛氏硬度测试的形式实施，其中包括：
[0007](1)Rockwell
硬度测试：它使用一个金属球或金刚石锥头，以一定的载荷施加在测试样品上，然后测量产生的印痕的深度
。
硬度值以洛氏硬度
(
例如
HRC)
表示，其中
HRC
表示洛氏硬度
C
刻度
。
这个值表示材料的硬度，数值越高表示材料越硬
。
[0008](2)Brinell
硬度测试：使用一个硬度钢球以一定的压力施加在样品上，然后测量
印痕的直径
。
硬度值以
Brinell
硬度
(
例如
HB)
表示，其中
HB
表示
Brinell
硬度值
。
与
Rockwell
硬度类似，数值越高表示材料越硬
。
[0009](3)Vickers
硬度测试：
Vickers
硬度测试使用一个金刚石金字塔
(
通常是菱形金字塔
)
以一定的力量施加在样品上，然后测量形成的印痕的对角线长度
。
硬度值以
Vickers
硬度
(
例如
HV)
表示，其中
HV
表示
Vickers
硬度值
。
[0010]但是，这类传统技术均具有一定的技术缺陷，包括：
[0011](1)
生产延迟和成本增加：传统硬度测试通常在产品生产后进行，这可能导致生产延迟，因为必须等待产品制备完毕
。
此外，进行测试需要额外的时间和成本，包括设备维护
、
实验室设施和人员培训
。
[0012](2)
不及时发现问题：如果硬度测试在产品生产后进行，也就意味着任何质量问题或材料异常都只能在产品制备完毕后才能被发现
。
这可能导致大量次品的制造，而在发现问题之前已经耗费了大量资源
。
[0013](3)
无法参与实时调控：传统硬度测试无法在生产过程中提供实时反馈，以帮助调控材料或生产参数
。
这意味着如果发现问题，必须停止生产并进行调整，这会增加生产时间和成本
。
[0014](4)
样品代表性：传统测试通常只涉及少数样品，这可能导致数据的代表性问题
。
材料的硬度可能在不同位置或时间发生变化，但传统测试无法捕捉到这种变化
。
[0015]为此，提出基于元胞自动机的高速编织质量评定方法
、
系统及存储介质
。

技术实现思路

[0016]有鉴于此，本专利技术实施例希望提供基于元胞自动机的高速编织质量评定方法
、
系统及存储介质，以解决或缓解现有技术中存本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
基于元胞自动机的高速编织质量评定方法，包括编织机，根据生产规格获取当前所述编织机生产的
PE
‑
UHMW
的纤维含量
(
％
)
的输入信息，其特征在于，包括如下并列同步实施的
Track
‑1和
Track
‑2：
Track
‑1：元胞自动机评测：
S1.1、
将编织机的编织室内正在生产的
PE
‑
UHMW
交织结构视为若干个元胞，每个元胞具有纤维含量的属性和硬度的属性；
S1.2、
定义
Moore
邻域及邻居关系；
S1.3、
通过转换函数对元胞在下一个时间步进行转换，预测判定
PE
‑
UHMW
在下一时间步的硬度属性；
S1.3.1、
二维转移矩阵
P1
使用纤维含量
‑
硬度关系模型填充；
S1.3.2、
转换函数由二维转移矩阵
P1
作为转换规则；
Track
‑2：马尔科夫链预测：
S2.1、
设定状态空间为纤维含量的实际值；
S2.2、
二维转移矩阵
P2
作为纤维含量的转移规则；
S2.3、
二维转移矩阵
P2
输出预测信息
IV
后，将预测信息
IV
通过
sigmoid
函数映射为一个
[0 1]
的区间值；还包括
Track
‑3：
Track
‑3：迭代更新：
S3.1、
如果当
S2.4
的映射后的预测信息突破了阈值
T
，则判定纤维含量在下一时间步会发生变化，提前更新
S1.2.1
中的二维转移矩阵
P1
；
S3.2、
如果当
S2.4
的映射后的预测信息没有突破阈值
T
，则保持二维转移矩阵
P1
中当前元素的解算；
S3.3、
循环执行
Track
‑1～
Track
‑
3。2.
根据权利要求1所述的高速编织质量评定方法，其特征在于：在所述
S1.3.1
中，所述纤维含量
‑
硬度关系模型为：
P1(X
i
，
Y
j
)
＝线性函数
(X
i
)
＝
m
·
X
i
+b
线性函数其中，
X
i
表示纤维含量的百分比，
Y
j
表示硬度的
MPa
值，
m
和
b
是线性函数的权重因子
。3.
根据权利要求2所述的高速编织质量评定方法，其特征在于：在所述
S1.3.2
中，所述二维转移矩阵
P1
经所述纤维含量
‑
硬度关系填充后为：每一行代表不同的纤维含量百分比，每一列代表不同的硬度值
(MPa)。4.
根据权利要求1所述的高速编织质量评定方法，其特征在于：在所述
S1.1
中，所述元
胞的属性包括：所述纤维含量
X
i
的属性和所述硬度
Y
j
的属性；在每个时间步中，所述元胞的状态的更新包括：
1)
获取当前时间步的纤维含量
X
i
的信息；
2)
根据当前纤维含量
X
i
在二维转移矩阵
P1
中查找对应的硬度概率分布，选择与
X
i
最接近的行；
3)
使用所述二维转移矩阵
P1
中的该行，的硬度概率分布来确定下一个时间步的硬度
Y
j
。5.
根据权利要求4所述的高速编织质量评定方法，其特征在于：在所述
S1.3
中：使用概率
P1
i
(j)
进行硬度
Y
...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔玉利，赵承海，于晓东，谢宝成，黄亚明，
申请(专利权)人：徐州绳缆网新材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：